Напомним кратко: аномалия «Пионеров» проявляется как дополнительное замедление аппаратов Pioneer-10/Pioneer-11 от некой неучтённой силы, действующей в направлении к Солнцу. Замедление это мало и составляет примерно 9 х 10-10 м/с2.

Для объяснения эффекта на протяжении многих лет учёные не раз выдвигали различные версии — от банальной ошибки измерения или притяжения со стороны крупных тел в поясе Койпера до коррекции, а то и вовсе пересмотра физических законов, описывающих действие гравитации на больших расстояниях.

Среди гипотез довольно давно была выдвинута схема с несимметричным тепловым излучением самого аппарата (главным образом, от его радиоизотопных генераторов), создающим реактивную силу. Но оказалось очень трудно увязать известные технические параметры этих узлов с вычисленным «лишним» ускорением.

Это удалось сделать Орфеу Бертолами (Orfeu Bertolami) и Фредерико Франциско (Frederico Francisco)
из технологического института в Лиссабоне (Instituto Superior Technico). Как рассказывает InsideScience.org, секрет оказался заключён в направленной антенне! Обратная сторона её чаши диаметром 2,7 метра служит хорошим отражателем для инфракрасных волн, производимых изотопными генераторами и отсеком с электроникой.

Пока аппараты работали, для обеспечения связи антенна эта была постоянно направлена на Землю. С учётом огромного расстояния до «Пионеров», это означало и почти точное направление её на Солнце (вообще же с аппаратом Pioneer-10 связь прекращена более восьми лет назад, а с 11-м «Пионером» — с 1995 года).

Таким образом, тепловая эмиссия от нагретых частей межпланетного зонда оказывалась далеко не симметричной, а очень даже сосредоточенной, направленной, в основном в одну сторону, а именно — она толкает аппарат против движения. Об этом физикам рассказала самая точная и детальная компьютерная симуляция теплового излучения «Пионера», выполненная Бертолами и его коллегами. Они учли взаимодействие волн со всеми поверхностями аппарата и нашли, что благодаря большой антенне ИК-излучение способно произвести нужный результат.

Найдена причина аномального ускорения «Пионеров»

Аппарат Pioneer-10 и его разгонная ступень незадолго до установки на вершину ракеты-носителя. Как видно, чаша направленной антенны для связи с Землёй — это крупнейшая деталь космического разведчика (фото NASA Ames Resarch Center).

Интересно в этой связи вспомнить другую аномалию. На протяжении XIX и XX веков астрономы обнаруживали, что периодические кометы возвращаются к Солнцу не вполне точно по расписанию, а с крошечным отклонением. Причём они являлись как чуть раньше, так и чуть позже вычисленного срока. Учёные долго ломали голову — какое воздействие внешней среды может корректировать орбиты комет.

И лишь в 1950 году было найдено простое объяснение. Оказалось, так проявляет себя случайно направленная реактивная сила от газопылевых выбросов, испускаемых кометой, пока она находится сравнительно близко к светилу.