В 1998 году группа американских ученых во главе с Джоном Андерсоном опубликовала в Physical Review Letters сенсационную статью: аппараты "Пионер-10" и "Пионер-11", стартовавшие к Юпитеру и Сатурну в 1972--73 годах, не подчиняются закону Ньютона, испытывая аномальное постоянное торможение, направленное к Солнцу. Одним из авторов работы был Вячеслав Турышев, выпускник МГУ, с 1993 года работающий в знаменитой Jet Propulsion Laboratory в Калифорнийском технологическом институте.
Ряд ученых из США: Джонатан Катц, Эдвард Мэрфи, Луис Шеффер, — заявили в ответ, что торможение "Пионеров" может быть вызвано инфракрасным излучением ядерных батарей, расположенных в носовой части аппарата. Трудно представить, что несимметрия температуры тяжелого космического аппарата может вызвать заметные изменения в его траектории, но русский инженер Иван Ярковский еще в 1900 году предсказал, что космические тела, неравномерно нагретые Солнцем, будут испытывать дополнительное ускорение. Эффект Ярковского сейчас экспериментально подтвержден и оказался существенным для изменения траекторий небольших астероидов. Аналогичный эффект будет наблюдаться, если из-за батарей передняя часть "Пионеров" нагрета сильнее, чем задняя: аппарат будет посылать вперед теплового излучения больше, чем назад. А тепловое излучение, как и свет, создает небольшую тягу — так "Пионер" может получить тормозной двигатель, работающий на квантах электромагнитного поля.
Специалисты из группы Андерсона, которые рассчитывали величину теплового эффекта, возразили, что "вклад тепловой радиации в аномальное торможение "Пионера" должен быть мал", и указали на то, что тепловое излучение уменьшается из-за разрядки батарей, а наблюдаемое торможение "Пионера" - постоянно.
Маленькие аномалии часто скрывают за собой большие открытия: сто лет назад аномальная прецессия Меркурия привела к эйнштейновской теории гравитации. Теоретики, почуяв новую физику, предложили около сотни гипотез об аномальном торможении "Пионеров". Большинство привлекало экзотические гипотезы вроде пятого измерения (Владимир Беляев, СПб), флуктуаций вакуума, изменения скорости света, бранной структуры мира и т.д. Статья группы Андерсона 1998 года была процитирована в литературе почти пятьсот раз. Научные журналисты, которые любят составлять списки вроде "10 нерешенных проблем астрономии", дружно включили "эффект Пионера" в свои списки загадок.
В 2002 году Джон Андерсон, Майкл Ньето и Вячеслав Турышев предложили запустить аппарат для изучения "эффекта Пионера". Идея выглядела логичной: встретив в январе 2002 года в кулуарах вашингтонской астрономической конференции своего соавтора, Джона Мазера, открывателя флуктуаций реликтового излучения и будущего лауреата Нобелевской премии, я спросил его, что он думает про "эффект Пионера". Осторожный Мазер ответил, что прежде чем делать какие-то умозаключения, надо проверить эффект на новом аппарате.
Активно продвигая идею космической миссии по изучению "аномалии Пионера", Вячеслав Турышев в 2005-2008 году организовал в Швейцарии три конференции, на которых обсуждались "эффект Пионера" и подготовка новой космической миссии.
В 2008 году Турышев опубликовал работу, где на счет теплового излучения отнес примерно треть аномального торможения "Пионера". Раздались голоса, предрекающие, что вскоре весь эффект станет "тепловым". Решающим должен был стать анализ расширенных данных со старых магнитных лент проекта "Пионер", которые Турышев обнаружил под лестницей космического центра (их собирались выбросить) и спас от уничтожения.
Не дожидаясь результатов анализа данных, который проводит группа Турышева, 27 марта 2011 года четверо португальцев — Фредерико Франциско, Орфей Бертолами, Паоло Джил и Джордж Парамос — опубликовали на сайте astro-ph (http://xxx.lanl.gov), знакомом всем астрономам, статью о том, что тепловое излучение "Пионера", которое вдобавок отражается от его огромной антенны, полностью объясняет эффект аномального торможения аппаратов.
Эта новость была подхвачена многими СМИ как окончательное решение аномалии "Пионера". Увы, девяносто девяти процентам экспериментальных работ верить вполне можно, а вот многим теоретических статьям верить категорически нельзя. Очевидно, что из сотни гипотез об аномалии "Пионера" верна только одна — или вообще ни одной. Численные эксперименты более надежны, но и здесь любая модель требует независимой проверки.
Сам Вячеслав Турышев считает, что работа португальцев "полна неточностей и ошибок" и "не дает качественного объяснения аномалии". "Они переоценили величину сигнала в разы... выбросив ребенка вместе с водой из тазика", — говорит он. Свою собственную статью с "окончательным анализом аномалии "Пионера" Турышев отправил в Physical Review Letters 14 апреля. Эта работа специалиста номер 1 по "эффекту Пионера" может оказаться сенсационной. Кто победит - сторонники "теплового эффекта" или "новой физики"?
Тем временем история продолжается: 21 апреля в astro-ph была опубликована статья двух немецких исследователей, Бенни Риверса и Клауса Ламмерцаля, которые построили метод расчета температуры космических аппаратов, тщательно учтя окраску деталей "Пионера" и множество других факторов.
Метод Риверса-Ламмерцаля позволил аккуратно вычислить ускорение аппарата из-за тепловой ассимметрии. В результате немецкие ученые получили не только постоянное значение аномалии, но и график (см.рис.2 справа) , который очень хорошо совпадает с данными по аномальному торможению "Пионеров" (см.рис.2 слева), так долго привлекавшему внимание астрономов.
Решена ли загадка аномалии? Может, окончательную точку ставить и рано, но надежды на новую физику в "эффекте Пионеров" стремительно тают из-за теплового излучения, которое оказалось столь значительным. Оккам, безусловно, был бы рад.
Если проблема "Пионера" снята, то мы получили хороший пример дешевого разрешения научного кризиса, возникшего из наблюдаемой (в этом нет сомнений) аномалии в поведении межпланетных станций. Вместо того, чтобы запускать дорогостоящий космический аппарат, теоретики за несколько лет сумели улучшить свои модели так, что они не только объяснили аномальное торможение, но и привели к разработке новых моделей теплового режима космических аппаратов, важных для уточнения траекторий будущих межпланетных станций. Как говорят ученые, нет ничего практичнее хорошей теории.