Loading AI tools
З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Аномалія обльоту або аномалія зближення (англ. flyby anomaly) — несподіване збільшення енергії під час обльотів Землі космічними апаратами. Аномалія спостерігається як зміщення в S-діапазоні (2—4 ГГц або 15—7,5 см) і X-діапазоні (8—12 ГГц або 3,75—2,5 см) доплерівської телеметрії і телеметрії дальності. У сукупності це викликає значне непередбачуване збільшення швидкості до 13 мм/с під час обльоту[1]. Чисельно більші розбіжності (400—1000 м) спостерігалися принаймні в одному обльоті (NEAR) відносно радарів Мережі космічного спостереження США[en] (SSN).
Гравітаційні маневри — це цінний метод для досліджень Сонячної системи. Оскільки успіх цих маневрів обльоту залежить від геометрії траєкторії, положення та швидкість космічного апарата постійно відстежується в ході зустрічі апарата з планетою за допомогою Мережі далекого космічного зв'язку (МДКЗ).
Аномалія обльоту була вперше помічена під час ретельного аналізу доплерівських даних МДКЗ незабаром після обльоту Землі космічним апаратом «Галілео» 8 грудня 1990 року. Хоча очікувалося, що доплерівські залишки (спостережувані мінус розрахункові дані) залишаться незмінними, аналіз показав несподіване зміщення на 66 МГц, що відповідає збільшенню швидкості на 3,92 мм/с у перигеї. Дослідження цього ефекту в Лабораторії реактивного руху, Центрі космічних польотів Ґоддарда і Техаському університеті не дали задовільного пояснення. Жодна аномалія не була виявлена після другого обльоту Землі космічним апаратом «Галілео» в грудні 1992 року, де виміряне зниження швидкості збігалось із тим, що очікується від аеродинамічного опору на нижній висоті 303 км. Однак оцінки опору мали велику похибку, і тому аномальне прискорення не може бути виключене[2].
23 січня 1998 року апарат NEAR Shoemaker отримав аномальне збільшення швидкості 13,46 мм/с після його обльоту Землі, апарат «Кассіні — Гюйгенс» отримав близько 0,11 мм/с в серпні 1999 року, а «Розетта» отримала 1,82 мм/с після обльоту Землі в березні 2005 року.
Аналіз даних космічного апарата MESSENGER (вивчає Меркурій) не виявив яких-небудь істотних несподіваних збільшень швидкості — можливо, тому, що MESSENGER наближався й віддалявся від Землі симетрично відносно екватора (див. дані та запропоноване рівняння нижче). Це дає змогу припустити, що аномалія може бути пов'язана з обертанням Землі.
У листопаді 2009 року за космічним апаратом «Розетта» ЄКА пильно слідкували під час обльоту з метою точно виміряти його швидкість і зібрати додаткову інформацію про аномалію, але ніяких суттєвих аномалій виявлено не було[3].
Обліт 2013 року апаратом «Юнона» на шляху до Юпітера не дав жодного аномального прискорення[4].
Резюме обльотів Землі космічними апаратами представлені в таблиці нижче[5][6].
Характеристика | Галілео I | Галілео II | NEAR | Кассіні | Розетта-I | MESSENGER | Розетта-II | Розетта-III | Юнона | Хаябуса-2 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Дата | 08.12.1990 | 12.12.1992 | 23.01.1998 | 18.08.1999 | 04.03.2005 | 02.08.2005 | 13.11.2007 | 13.11.2009 | 09.10.2013 | 03.12.2015 |
Швидкість на нескінченності, км/с | 8,949 | 8,877 | 6,851 | 16,01 | 3,863 | 4,056 | 4,7 | |||
Швидкість у перигеї, км/с | 13,738 | — | 12,739 | 19,03 | 10,517 | 10,389 | 12,49 | 13,34 | 10,3 | |
Параметр зіткнення, км | 11261 | 12850 | 8973 | 22 680,49 | 22319 | |||||
Мінімальна висота, км | 956 | 303 | 532 | 1172 | 1954 | 2336 | 5322 | 2483 | 561[7] | 3090[8] |
Маса космічного апарата, кг | 2497,1 | 730,40 | 4612,1 | 2895,2 | 1085,6 | 2895 | 2895 | ~2720 | 590 | |
Нахил траєкторії до орбіти, градусів | 142,9 | 138,9 | 108,8 | 25,4 | 144,9 | 133,1 | ||||
Кут відхилення, градусів | 47,46 | 51,1 | 66,92 | 19,66 | 99,396 | 94,7 | 80 | |||
Зростання швидкості на нескінченності, мм/с | 3,92 ± 0,08 | −4,60 ± 1,00 | 13,46 ± 0,13 | −2 ± 1 | 1,82 ± 0,05 | 0,02 ± 0,01 | ~0 | ~0 | ~0[4] | ? |
Зростання швидкості у перигеї, мм/с | 2,56 ± 0,05 | 7,21 ± 0,07 | −1,7 ± 0,9 | 0,67 ± 0,02 | 0,008 ± 0,004 | ~0 | −0,004 ± 0,044 | ? | ||
Отримана енергія, Дж/кг | 35,1 ± 0,7 | 92,2 ± 0,9 | 7,03 ± 0,19 | ? |
Нові місії з обльотами Землі включають BepiColombo із запуском у жовтні 2018 року та обльотом Землі у квітні 2020 року.
Деякі місії призначені для вивчення гравітації, як-от STEP[en], будуть робити дуже точні виміри гравітації і можуть пролити світло на цю аномалію[9].
Емпіричне рівняння для аномальної зміни швидкості при обльоті було запропоноване Дж. Д. Андерсоном зі співавт.:
де:
Рівняння не враховує залишків SSN — див. «Можливі пояснення» нижче.
Було запропоновано кілька можливих пояснень аномалії обльоту, зокрема:
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.