Die Bremskraft im Universum

Link: www.spiegel.de (extern) (Archiv-Version vom 13.03.2008)

http://www.science-at-home.de/bilder/raumfahrt/pioneer+voyager.jpg

Vier von der NASA in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts gestartete Raumsonden sind dabei unser Sonnensystem zu verlassen und befinden sich derzeit in einem Abstand zur Sonne, der den des Ex-Planeten Pluto um mehr als das doppelte übertrifft. Pionier 10 und 11 sowie Voyager 10 und 11 geben dabei seit Beginn dieses Jahrtausends den Forschern Rätsel auf . Sie werden abgebremst. Ihre Fluggeschwindigkeit verringert sich zwar nur minimal, aber kontinuierlich. Ein Meßfehler scheint ausgeschlossen. Scheinbar widerspricht dieses Phänomen der Allgemeinen Relativitätstheorie, auf deren Grundlage die Gravitationswirkungen unseres Planetensystem in Bezug zur Bahn und Geschwindikeit der einzelnen Sonden berechnet wurde.

Seit kurzem ist nun auch bekannt, dass bei swing-by-Manövern, die eine Beschleunigung von Raumsonden mit Hilfe der Planetengravitation bewirken, ähnliche Effekte (siehe Link) auftreten. Die Ursache ist unbekannt.

Stehen wir kurz vor der Entdeckung einer neuen Kraft im Weltall, die von der Relativitätstheorie nicht berücksichtigt wird ? Ist die Relativitätstheorie deshalb neu zu formulieren ? Oder spielen hierbei Faktoren eine Rolle, die nur durch die Grenzwissenschaften entdeckt werden können ? Vielleicht haben ja auch Außerirdische ihre Finger im Spiel ?

Soviel ist sicher, wer hier eine physikalische Erklärung liefern kann, die sich im praktischen Versuch nachvollziehen lässt, für den steht der Nobelpreis für Physik schon zur Abholung bereit. Vielleicht ist es ja diesesmal ausnahmsweise ein Allmyaner, dem diese Ehre zuteil wird.

Gruß greenkeeper

ich weiß warum, sags aber nicht :O

Mit oder ohne ABS?
1984

@1984

Versuch doch erst mal mit 'ner Erklärung ohne ABS. ;)

Gruß greenkeeper

Erklärung dürfte reichlich schwer werden. Habe mir den Link schon heute morgen angeschaut und faszinierend ist es schon. Allerdigns wirst Du hier meiner Meinung nach keine sinnvollere Antwort als: die Druckschwankungen pupsender Aliens, die schwankungen der gravitationsstrahlen durch die Erderwärmung oder sowas bekommen. Würd mich freuen wenn sich der helle Physiker hier findet der das Rätsel entschlüsselt, glaub aber ehrlich gesagt dass da schon ganz andere Köpfe dran sitzen (ohne hier jemandem seine wissenschatflichen Fähigkeiten abzuerkennen)

glaub aber ehrlich gesagt dass da schon ganz andere Köpfe dran sitzen

Davon kann man ausgehen :)

Wikipedia: Pioneer-Anomalie:

Die Wissenschaftszeitschrift New Scientist hat im März 2005 in einem Artikel die Pioneer-Anomalie als eines der 13 wichtigsten Rätsel der Wissenschaft aufgeführt.

ein erklärungsansatz steht ja bereits im artikel, nachdem die "Abweichungen" abhängig sind zu den Unterschieden der Breitengrade bei Ein und Ausflug.

Ist die Erdanziehungskraft, die ja für swing by manöver verwendet wird, an jeder stelle um die erde gleich oder ist dieses unterschiedlich?
Die erde ist ja auch keine perfekte kugel, so wären bei unterschieden des breitengrads automatisch verschiedene Entfernungen der Sonde zur Erde vorhanden, also verscheidene Anziehungskräfte.
diese kleinen Unterschiede können zu Geschwindigkeitsunterschieden beitragen.

bei den geschwindigkeiten der Sonden handelt sich das ja auch nicht um eine Steigerung oder ein Abbremsen das in einem grossen messbaren bereich wäre.
wie ich das lesen konnte war bei der größten erdnahen abweichung 13 mm /sekunde. das wären knappe 50 km/h ..... nicht gerade viel bei der geschwindigkeit einer Sonde.

die erdanziehung ist nicht überall gleich, da die erde ja auch keine perfekte kugel ist. Am äquator hast Du unterschiedliche Werte wie an den Polen und auch sonst variieren diese minimal. Da gibt es zwei fachbegriffe für die Abweichungen, hab aber gerade Physik sbsschlussprüfung geschrieben und sie mir sofort aus dem Kopf gestrichen :) Vielleicht wäre ein anderer Ansatz der schöne Threat unter Grenzwissen "Pi ist gar nicht ..." das würde doch alles erklären *muahahaha*

minias, eben das ist ja der gedanke von dem ich ausgegangen bin.
Diese Unterschiede, die ja größer sind je weiter die Breitengrade abweichen, sind verantwortlich.

Hoffen wir mal, dass sich der Spam in Grenzen hält. Aber wenn die Diskussion dadurch mehr Beachtung findet und einige Spammer sich wenigstens heimlich auch mal mit Astronomie/Astrophysik beschäftigen, statt sich immer NUR Star Trek/Wars und sonstige Drogen reinzuziehen soll es mir auch recht sein.

Gruß greenkeeper

@dorian: jo der gedanke ist nicht ganz verkehrt, aber ich glaube dass gerade bei solche kostspieligen Aktionen wie sonden ins all schiessen und sowas nicht einfach auf 10m/s(-2) gerundet wird sondern die da schon ziemlich genau mit rechnen. Ich glaub zwar nicht daran dass da jetzt eine neue Kraft im Weltall entdeckt wird, aber irgendetwas wird sie bestimmt bremsen, ob jetzt kraft, materie, chuck norris oder wie auch immer.

Da es, wie du sagst angeblich abhängig vom Austrittswinkel ist, denke ich eher dass man da irgendwo bei der Berechnung etwas vergessen hat. Das kann natürlich auch eine uns bisher nicht bekannte oder bisher vernachläßigte Komponente sein, ich glaube allerdings das Standartsachen wie Erdanziehung und so da schon recht genau einfliessen

Für die Beschleunigungsmanöver mit Hilfe der Erdgravitation mag die Erklärung der inhomogenen Masseverteilung unseres Planeten in Bezug auf den Breitengrad und der Abhängigkeit vom Anflugwinkel des Flugkörpers ja zutreffen. Für die interstellaren Raumsonden spielt das derzeit aber wohl keine Rolle. Die hier wirkenden Bremskräfte müssen andere Ursachen haben.

Gruß greenkeeper

"Wir haben beobachtet, dass die Sonden nach ihrer größten Annäherung an die Erde eine Geschwindigkeitsveränderung erfahren, die nicht da sein dürfte", danach muss die fehlende Komponente nicht unbedingt im Weltall zu suchen sein, da sich der Effekt soweit ich das verstehe nach Ihrer größten Annäherung .... zeigt

gruß,

m

greenkeeper meinte die Pioneer-Anomalie, die ja Sonden betrifft, die sich relativ weit von der Sonne entfernt im äußeren Sonnensystem oder noch weiter draußen bewegen.

OK sry, dann hab ich das falsch gelesen. Habs eben nur nochmal überflogen!

In dem Artikel ist ja von 2 Anomalien die Rede, der Pioneer- und der Fly-by-Anomalie. Warum die da allerdings für beide Sachen die selbe Ursache vermuten, ist mir nicht ganz klar.

@minias

Irgendeine geheimnisvolle Kraft scheint "Pioneer 10" und "Pioneer 11" abzubremsen. (mehr...) Und bis heute hat niemand erklären können, wer dort draußen, am Rande unseres Sonnensystems, auf die kosmische Bremse tritt.

Ich glaube diese Sonden sind damals (in den 70ern) nicht mit Hilfe der Erdgravitation (fly-by) zusätzlich beschleunigt worden, trotzdem tritt auch hier eine unvorhergesehene Bremskraft auf. Die muß also andere Ursachen haben.

Gruß grenkeeper

greenkeeper muß es natürlich heißen :)

Ich hab dann doch mal ne Frage zu Pioneer 10 + 11


Das letzte Signal das empfangen wurde, sendete Pioneer 10 am 22.1.2003.
Das letze Signal von Pioneer 11 wurde am Am 24.11.1995 empfangen.

wie kommen die jetzt auf ne veränderte geschwindigkeit oder positionsangabe wenn gar keine Telemetriedaten mehr empfangen werden?

Die sind ja nicht jetzt drauf gekommen, der Effekt ist schon lange bekannt. In dem Artikel stehen ja keine Neuigkeiten :)

Ah verstehe

Bei Pioneer 10 wurde ab 1979 eine Abweichung der Bahn von der Sollbahn festgestellt. Pioneer 10 war damals schon über 10 AE von der Sonne entfernt. Der Effekt ist winzig und so ist die Bedeutung umstritten. Einige Wissenschaftler vermuten, dass die Abweichung durch die Anziehung eines weiteren bislang unbekannten Planeten herrührt. Andere halten die Beeinflussung durch den Sonnenwind und Strahlungsdruck der Sonne (der im Jahre 1999 zum Verglühen des Mars Climate Orbiters führte, nachdem man die Kurskorrekturen falsch berechnet hatte) für die Ursache. Auch die thermische Strahlung der RTG könnte die Ursache sein. Am 1.10.1997 fiel ein Schalter für das Radiosystem bei Pioneer 10 aus, seitdem bekommt man keine kohärenten Dopplerinformationen mehr aus denen man die Geschwindigkeit der Sonde mit der nötigen Genauigkeit bestimmen könnte. Pioneer 11, welche in die andere Richtung flog zeigte keine Veränderung in der Geschwindigkeit, bei Voyager 1+2 sind entsprechende Messungen nicht möglich, da sich deren Geschwindigkeit durch die Kalibrierungen des Magnetometers alle 6 Monate ändert. Im Jahre 2005 sammelt die Planetary Society Gelder um die Daten von Pioneer 10 auf 7 und 9 Spur Magnetbändern auswerten zu können und mehr über den Effekt zu erfahren.

Der Artikel vermittelte mir nen aktuellen Eindruck *g*