Nuevos datos podrían resolver el Gran Misterio con la gravedad de la NASA

i esa fuerza proviene las propias sondas, de algo más exótico como la materia oscura, o de una nueva faceta de la física o de la gravedad, resulta dudoso.

Pero gran cantidad de datos y de telemetría recuperados, a través de décadas de observaciones de las Pioneer 10 y 11, pueden aportar la respuesta final a si la física convencional o quizás algo nuevo está actuando sobre las dos naves espaciales. Después de un año de análisis de los datos, un equipo internacional de investigadores podría presentar una respuesta.

"Quisiera ver el alcance de esta historia hasta el final," dijo Slava Turyshev, astrofísico del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA (JPL) que ha pasado los últimos 14 años - algunos de su propio tiempo-estudiando la Anomalía Pionner. "Así, si fuera por física convencional, pues muy bien, podríamos todos seguir trabajando como hasta ahora. Pero si es algo más, debemos abrir nueva página [en la física]."

Él y otros devotos seguidores de la astrofísica discutieron sobre esta singularidad el pasado lunes durante el "Séptimo Discurso Anual Asimov" en el Museo Americano de Historia Natural.

El equipo internacional de Turyshev incluye a investigadores de todos los campos relacionados con la Anomalía Pioneer, algunos tienden hacia una explicación física convencional mientras que otros tienden hacia algún tema marginal desconocido. Otros investigadores incluso tienen sus propias opiniones.

"Si fuera un hombre apostador, que no soy, apostaría una caja entera de jugo de arándano que la Anomalía Pioneer tendrá una explicación ordinaria que esté dentro de la física conocida," dijo durante el debate Irwin Shapiro, un astrofísico en la Universidad de Harvard no afiliado con el equipo de investigación de la Anomalía Pioneer.

Shapiro dijo que el número de los casos reales en los cuales, singularidades como la Anomalía Pioneer, han abierto caminos fundamentales en la nueva física son raros, y que los estudios en curso pueden todavía ofrecer una explicación convencional.

Sorprendente empuje.

Lanzadas en 1972 y 1973, ambas Pioneer 10 y 11 están a diez mil millones de millas de la Tierra sobrevolando el Sistema Solar en direcciones opuestas.

El día 6 de Febrero, el Pioneer 10 estaba a cerca de 92.12 unidades astronómicas (AU) del Sol y dirigiéndose hacia la constelación de Tauro. Una AU es la distancia entre la Tierra y el Sol, es decir, cerca de 93 millones de millas (150 millones de kilómetros).

Los investigadores notaron por primera vez la Anomalía Pioneer como una discrepancia de navegación mientras chequeaban cada Pioneer con microondas mientras estas se alejaban de la Tierra. Encontraron una pequeña salida de rumbo inesperada en la frecuencia Doppler de cada Pioneer, tan pequeña que las Pioneer se mantenían estabilizadas en los tres ejes, tal como sucedió nuevamente con las sondas Voyager de la NASA conforme estas se dirigían hacia fuera del sistema solar - que fueron corregidas con sus actividades de vuelo.

El efecto de Doppler es el acortamiento o alargamiento de las ondas, tal como sucede con el cambio de tono de una ambulancia cuando esta se acerca, te alcanza, y después se aleja de ti.

"Teníamos un modelo apropiado y en él estaban todos los efectos que podían influir en la sonda en espacio interestelar, pero no funcionó," dijo a John Anderson, investigador jubilado del JPL, quien primero descubrió la Anomalía Pioneer. "Y todo lo que tuvimos que hacer para hacerla funcionar fue agregar una aceleración constante dirigida hacia el Sol."

La discrepancia indicaba que las Pioneer 10 y 11 estaban, cada una, cerca de 240.000 millas (400.000 kilómetros) más cerca del Sol de lo deberían estar según entendemos actualmente la gravedad. Isaac Newton describió la gravedad como una fuerza que se debilita con distancia, y las sondas Pioneer se estaban alejando del Sistema Solar aproximadamente a 30.000 millas (48.280 kilómetros) por hora.

"La sonda espacial Pioneer supuso el experimento gravitacional más grande que la humanidad ha podido realizar de la ley de Newton, y falló," dijo Turyshev a SPACE.com. "Si identificamos una anomalía debido la física convencional del mecanismo termal o de la propulsión o de una combinación de ambos, eso sería un gran hallazgo."

Encontrar un origen físico no sólo probaría que Newton tenía razón, si no que también permitiría que los ingenieros eliminaran la Anomalía Pioneer en las futuras sondas para hacerlas más estable, agregó Turyshev, quien dijo que él se está esforzando seguir siendo imparcial en el caso de la anomalía.

Los investigadores quieren determinar si la temperatura de los componentes electrónicos de las Pioneer o los dos generadores atómicos - conocidos como generadores termales de radioisótopos (RTGs) - podrían emitir los fotones infrarrojos que después chocan contra el plato de la antena principal de la nave, causando un efecto del retroceso que Turyshev comparó a la luz del sol cuando impulsa una vela solar

El análisis y el modelo de cómo la nave Pioneer 10 emite calor de varias fuentes, incluyendo su RTG, resulta que explica entre el 55 y el 75 por ciento de la Anomalía Pioneer, dijo Gary Kinsella, supervisor del grupo de ingeniería de la nave espacial y operaciones termales de vuelo en el JPL.

"Realmente, los resultados preliminares nos animaron y pensamos que estamos sobre la pista correcta," dijo Kinsella durante el debate del lunes.

Edward Belbruno, antiguo investigador de JPL y experto en trayectoria gravitacional en la Universidad de Princeton, y que también participo en el debate, aunque está desconectado de la investigación de la anomalía, dijo que otra posible explicación para la Anomalía Pioneer puede ser la masa de la nuestra galaxia, que llamamos Vía Láctea, que - cuando se tiene en cuenta - ofrece el cambio exacto de la aceleración para el Pioneer 10 tal como ha sido observado. Mientras que él encontró que esta técnica no ofrece una dirección específica para la aceleración, puede producir una buena comprensión de la anomalía y garantizar futuros estudios, agregado Belbruno.

Datos recuperados.

Durante los primeros años de análisis de la Anomalía Pioneer, los investigadores se basaron en los datos que comprendían cerca de 11.5 años de misión Pioneer 10, aunque tenían solamente cerca de cuatro años para trabajar del Pioneer 11.

Después de que una búsqueda exhaustiva, patrocinada por la Sociedad Planetaria, Turyshev y su equipo recuperaron los datos completos de la telemetría para el conjunto de ambos Pioneer, así como cerca de 30 años de datos para el Pioneer 10 y 20 años para el Pioneer 11.

Mucho de los datos estaban muertos, guardados en cerca de 400 cintas magnéticas en lo profundo de los almacenes del JPL. Juntos todos, incluían casi 40 gigabytes de datos de la misión Pioneer 10 y 11, o el equivalente de un programa de media hora de la televisión de alta definición por cable (HDTV).

La transferencia de los datos desde cintas magnéticas de 9 pista a un formato digital moderno, y su chequeo para reducir el ruido y el material corrupto, ha resultado ser tiempo perdido para los investigadores de la Anomalía Pioneer. Pero Turyshev sigue confiando en que una vez que la información esté lista para el análisis, la anomalía mostrará nuevos secretos.

Él también está esperando ver qué sucede con la sonda New Horizons, la cual un día puede que de muestras de la anomalía conforme se aleje, más allá de la órbita de Plutón, después del 2015, pero solamente si el origen del misterio resulta ser un efecto real.

"Ahora realmente estamos en una situación única con la recuperación de los nuevos datos," dijo Turyshev. "Una vez que se analicen esto datos, podremos hablar."