Anomalía Pioneer: ¿por qué las sondas frenaron al salir al espacio profundo?

Las misiones espaciales Pioneer 10 y Pioneer 11 se lanzaron en la década de 1970 con el objetivo de explorar los confines del Sistema Solar. La Pioneer 10 el 2 de marzo de 1972 y la Pioneer 11 el 5 de abril de 1973. Ambas portaban placas con mensajes que explicaban su origen a una posible civilización extraterrestre, diseñadas por el famoso astrónomo Carl Sagan.

Ambas sondas no sólo han proporcionado una inestimable riqueza de datos científicos, sino que también han protagonizado uno de los enigmas más intrigantes de la exploración espacial: el llamado Anomalía pionera.

Este fenómeno, observado como una desviación inesperada en la aceleración de estas naves, mantuvo a la comunidad científica en suspenso durante décadas.

El misterio comenzó cuando ambas naves espaciales, tras sobrepasar las 20 unidades astronómicas (unos 3.000 millones de kilómetros) del Sol, comenzaron a mostrar un comportamiento peculiar. Analizando minuciosamente los datos de navegación, se descubrió que las Pioneer desaceleraban ligeramente más de lo esperado. Esta desaceleración adicional, extremadamente pequeña y equivalente a una reducción de velocidad de 1 km/h cada diez años, correspondía a una aceleración hacia el Sol de aproximadamente (8,74 ± 1,33) × 10-10 EM2.

Por lo tanto, la posición calculada de los Pioneer no coincidía con las mediciones del tiempo de retorno enviadas desde la nave espacial. Estaban miles de kilómetros más cerca del Sistema Solar interior de lo que deberían haber estado. La distancia aumentaba con el tiempo a medida que se realizaban las mediciones, lo que sugería que lo que fuera que estaba causando la anomalía todavía estaba actuando sobre la nave espacial.

La anomalía, identificada por primera vez en 1980 e investigada seriamente desde 1994, dio lugar a numerosas teorías. Las explicaciones iban desde errores en los datos hasta propuestas que implicaban una revisión de las leyes de la gravedad, e incluso se barajaba seriamente la posibilidad de una nueva física o de efectos no convencionales de la gravedad. Sin embargo, estos modelos se enfrentaban a la dificultad de no poder explicar de forma concluyente por qué las órbitas de los planetas exteriores del Sistema Solar no mostraban anomalías similares.

Desde 1998 se ha planteado la hipótesis de que la causa podría estar en la presión de radiación anisotrópica, es decir, el efecto de la radiación térmica emitida por la nave espacial de forma no uniforme. Las Pioneer, equipadas con generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG), sólo podían disipar calor mediante radiación térmica en el vacío del espacio. Si esta radiación se emitiera predominantemente en una dirección, produciría una aceleración en la dirección opuesta debido al retroceso de los fotones térmicos.

Medir con precisión esta fuerza térmica requirió la recuperación y el análisis de datos históricos de telemetría, así como la construcción de modelos térmicos detallados de los barcos. Estas tareas complejas y arduas culminaron en un estudio definitivo publicado en 2012 por Slava Turyshev y colaboradores en la revista Cartas de revisión físicaEste trabajo demostró que, cuando se tenía en cuenta adecuadamente la fuerza de retroceso térmico, no quedaba ninguna aceleración anómala significativa. En otras palabras, la anomalía podía explicarse completamente por la emisión térmica de las naves, sin necesidad de recurrir a nuevas leyes de la física.

La peculiaridad de la anomalía de Pioneer se identificó porque estas naves espaciales viajaban sin correcciones adicionales de rumbo, algo que no ocurre con muchas misiones espaciales posteriores, como la Voyager, que requieren frecuentes ajustes de actitud. Misiones más recientes, como Cassini y New Horizons, han proporcionado datos que apoyan la explicación térmica, aunque con distintos grados de precisión y circunstancias operativas.

La aclaración de la Anomalía Pionera no sólo reforzó nuestra confianza en las leyes conocidas de la física, sino que también destacó la importancia del detalle en la ingeniería y la interpretación de datos.

Las Pioneer han abandonado el Sistema Solar y se ha perdido el contacto, posiblemente debido al agotamiento de su fuente de energía y a la enorme distancia a la que se encuentran. La última señal de la Pioneer 10 se recibió el 23 de enero de 2003 cuando se encontraba a 12.000 millones de kilómetros de la Tierra rumbo a la estrella Aldebarán, a la que debería llegar en aproximadamente 1.690.000 años.

 

La última señal de la Pioneer 11 se recibió el 24 de noviembre de 1995. El 24 de junio de 2024, la sonda se encontraba a 16.900 millones de kilómetros de la Tierra, viajando a unos 40.000 kilómetros por hora en dirección a la constelación de Scutum. En el camino, fue alcanzada y adelantada por la Voyager 1, el objeto creado por el hombre que actualmente se encuentra más alejado de la Tierra en el espacio profundo.

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