La anomalía Pioneer , o efecto Pioneer , fue la desviación observada de las aceleraciones previstas de las naves espaciales Pioneer 10 y Pioneer 11 después de que pasaron alrededor de 20 unidades astronómicas (3 × 10 9 km; 2 × 10 9 millas) en sus trayectorias fuera del Sol. Sistema . La aparente anomalía fue motivo de gran interés durante muchos años, pero posteriormente fue explicada por la presión de radiación anisotrópica causada por la pérdida de calor de la nave espacial.
Ambas naves espaciales Pioneer están escapando del Sistema Solar pero se están desacelerando bajo la influencia de la gravedad del Sol . Tras un examen minucioso de los datos de navegación, se descubrió que la nave espacial se estaba desacelerando un poco más de lo esperado. El efecto es una aceleración extremadamente pequeña hacia el Sol, de(8,74 ± 1,33) × 10 −10 m/s 2 , lo que equivale a una reducción de la velocidad de salida de 1 km/h durante un período de diez años. Las dos naves espaciales fueron lanzadas en 1972 y 1973. La aceleración anómala se notó por primera vez en 1980, pero no se investigó seriamente hasta 1994. [1] La última comunicación con cualquiera de las naves espaciales fue en 2003, pero el análisis de los datos registrados continúa.
Se propusieron varias explicaciones, tanto del comportamiento de la nave espacial como de la propia gravitación, para explicar la anomalía. Durante el período comprendido entre 1998 y 2012, se aceptó una explicación particular. Las naves espaciales, rodeadas por un vacío ultraalto y alimentadas cada una por un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG), sólo pueden emitir calor a través de radiación térmica . Si, debido al diseño de la nave espacial, se emite más calor en una dirección particular mediante lo que se conoce como anisotropía radiativa , entonces la nave espacial aceleraría ligeramente en la dirección opuesta al exceso de radiación emitida debido al retroceso de los fotones térmicos . Si el exceso de radiación y la presión de radiación asociada apuntaran en una dirección general opuesta al Sol, la velocidad de la nave espacial alejándose del Sol estaría disminuyendo a un ritmo mayor de lo que podría explicarse por fuerzas previamente reconocidas, como la gravedad y la fricción de las trazas debido a la Medio interplanetario (vacío imperfecto).
En 2012, varios artículos de diferentes grupos, todos ellos reanalizando las fuerzas de presión de radiación térmica inherentes a la nave espacial, demostraron que una contabilidad cuidadosa de esto explica toda la anomalía; por tanto, la causa es mundana y no apunta a ningún fenómeno nuevo ni a la necesidad de actualizar las leyes de la física. [2] [3] El análisis más detallado hasta la fecha, realizado por algunos de los investigadores originales, analiza explícitamente dos métodos de estimación de fuerzas térmicas y concluye que "no existe una diferencia estadísticamente significativa entre las dos estimaciones y [...] que Una vez que se tiene en cuenta adecuadamente la fuerza de retroceso térmico , no queda ninguna aceleración anómala". [4]
Los Pioneer 10 y 11 fueron enviados en misiones a Júpiter y Júpiter/Saturno respectivamente. Ambas naves espaciales fueron estabilizadas por giro para mantener sus antenas de alta ganancia apuntando hacia la Tierra utilizando fuerzas giroscópicas . Aunque la nave espacial incluía propulsores, después de los encuentros planetarios se utilizaron sólo para maniobras de escaneo cónico semestrales para rastrear la Tierra en su órbita, [5] dejándolas en una larga fase de "crucero" a través del Sistema Solar exterior. Durante este período, ambas naves espaciales fueron contactadas repetidamente para obtener diversas mediciones sobre su entorno físico , proporcionando información valiosa mucho después de que se completaran sus misiones iniciales.