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26.09.2006Rätselhafte „Pioneer“ Anomalie    

Das größte Rätsel der Weltraumforschung, beschäftigt Forscher noch heute, die beiden „Pioneer“ Sonden, welche auf rätselhafte Weise vom Kurs abgewichen sind.
Seit Jahren untersucht man diese Weltraumanomalie und findet keine logische Erklärung für dieses Geschehnis, übrig bleibende Erklärungen lassen Wissenschaftler schaudern.
Alles begann im März 1972, wo die „Pioneer 10“ und im April 1973, wo die „Pioneer 11“ ihre Reise ins All begannen. Ihre erste Mission war die Naherkundung der Gasriesen Jupiter und Saturn. Indes treiben beide Sonden jedoch heute an der Grenze unseres Sonnensystems im Übergangsbereich zum interstellaren Medium, dies wäre auch alles nicht so interessant, wenn da nicht die rätselhaften Flugbahnen beider wären.
Die beiden Sonden sind nicht da, wo sie sein sollten, etwa 400.000 Kilometer von ihrem Zielort entfernt, scheinbar hält sie eine kleine aber deutlich messbare Kraft zurück, erklären kann man sich dieses „neue“ Phänomen noch nicht.
Erwähnenswert ist noch, dass die Bahnabweichung beider Sonden exakt gleich groß ist, obwohl sich beide in entgegen gesetzter Richtung aus dem Sonnensystem entfernen, diese kleine Abbremsung ist zwar gering, aber dennoch mysteriös.
Niemand kann es sagen, es existieren nicht einmal Theorien über dieses Phänomen, alle derzeit denkbaren Modelle sind bereits ausgeschlossen worden, die Physiker sind ratlos, so ratlos, dass dieses Phänomen mit anderen unerklärlichen in Verbindung gebracht wird.
Die Bahn des „Pioneer 11“ konnte leider seit dem 1. Oktober 1990 nicht mehr zurück verfolgt werden, da ein Defekt in der Funkanlage vorliegt, doch bewegt diese sich nach wie vor in Richtung des Sternenbilds „Adler“ (Aquila), welche sie in geschätzten vier Millionen Jahren passieren wird.
Die „Pioneer 10“ hat leider ein ähnliches Schicksal erleiden müssen: ihre Funkverfolgung war bis zum 11. Februar 2000 aktiv, doch dann riss auch leider diese Verbindung ab, zweimal konnte diese kurzzeitig reaktiviert werden, auch heute entfernt sich die „Pioneer 10“ noch mit einer Geschwindigkeit von 12,24 km pro Sekunde (entspricht 44064 km/h) aus unserem Sonnensystem und fliegt in Richtung des Planetensystem Aldebaran im Sternenbild Stier.
Im März 2005 veröffentlichte das Wissenschaftsmagazin „New Scientist“ die Pioneer-Anomalie als eines der 13 rätselhaftesten Phänomene der Wissenschaft, dort nimmt sie den Platz acht ein, auf Platz sieben liegen die „Tetra-Neutronen“ und auf Platz neun liegt die Dunkle Energie.
Vielleicht könnte man einen Zusammenhang zwischen diesen Phänomenen finden?

Erklärungsmodelle und warum sie falsifiziert wurden

Die erste Überlegung der Wissenschaftler waren Störfaktoren der Sonden selbst, Ausgasungseffekte der Steuertriebwerke oder Schubanomalien, die bei den Drallstabilisierten Sonden relativ seltenen Triebwerksimpulse können recht leicht aus dem Gesamtwert herausgerechnet werden, also konnte dieser Effekt ausgeschlossen werden.
Der Hauptverdächtige für diesen Effekt war die Zerfallswärme, der mit Plutonium betriebenen Radioisotopen-Generatoren, doch auch diesen Punkt konnte man ausschließen, da die Zerfallswärme ungerichtet und gleichmäßig abgestrahlt wird, außerdem nimmt die Halbwertszeit von Plutonium 238 ab, diese beträgt knappe 88 Jahre, dementsprechend müsste diese schon auf ca. 75 Prozent abgesunken sein, doch die Anomalie blieb Konstant.

Ein weiteres Modell wäre die Kernumwandlung von Plutonium, bei diesem Vorgang wird pro Jahr ein knappes Gramm Helium erzeugt, dass mit einer Geschwindigkeit von 1,22 Kilometer pro Sekunde abgestrahlt wird, doch auch dies würde höchstens zu 1,5 Prozent zum Effekt beitragen.
Außerdem wurde noch der Strahlungsdruck von den Sendern der Sonden untersucht, doch auch dieser war viel zu gering, um das Phänomen zu erklären, des weiteren blieb das Phänomen ja auch gleichmäßig, ob die Sonden nun Daten sendeten oder nicht.
Die Nasa hingegen untersuchte externe Ursachen, also ob es mögliche Astronomische Ursachen wie Gravitationsfelder, unentdeckte Objekte im Kuiper-Gürtel gab oder ob die Wirkung von interplanetarem Staub, Plasma sich bemerkbar machten.
Doch auch diese Modelle konnten ausgeschlossen werden, wir erinnern uns, dass das Phänomen bei beiden Sonden genau exakt das gleiche war, obwohl sich die Sonden in vollkommen entgegensetzen Richtungen bewegen.
„Wenn alle bekannten Ursachen ausgeschlossen wurden, so muss unweigerlich das richtig sein, was übrig bleibt, auch wenn es sich noch so unglaublich anhört“, sagte Sherlock Holmes einmal, ist dies hier der Fall?!
Dies scheint auf jeden Fall so zu sein, denn nachdem man alle geläufigen Erklärungsmodelle ausschließen konnte, mussten sich Forscher eingestehen, dass sie es mit einem nicht erklärbaren Phänomen zu tun haben.
Nun versuchte man Vergleichmöglichkeiten zu finden, ob das Phänomen nur bei den Pioneer-Sonden auftritt oder auch bei anderen, doch leider gab es hier viele Probleme, ähnliche Sonden wie die Voyager, Cassini oder Ulysses konnten schlecht zu einem Vergleich herangezogen werden, sie waren viel Fortschrittlicher, bewegten sich völlig anders.
Doch man versuchte zumindest an die gespeicherten Telemetriedaten zu kommen, um diesen Effekt wenigstens rechnerisch bei den anderen Sonden nachzuweisen, das Problem war hier jedoch, dass diese nicht in digitaler Form vorlagen und alle Daten ab 1987 zwar gesammelt wurden, aber in einem Haufen durcheinander lagen, man hatte für dieses Projekt schlichtweg nicht genügend Mittel.
Zu diesem Zeitpunkt kam dann die Planetary Society zu Hilfe, mit 100.000 Mitgliedern weltweit die größte Weltraum-Vereinigung, mit ihrer Hilfe konnten nun auch die Telemetrie-Informationen ausgewertet werden, welche bisher noch nicht digitalisiert waren, außerdem jegliche Daten der Temperatur, Triebwerksdaten und die Daten der Transmitter und der Isotopenbatterien.
Doch diese Daten müssen erstmal in ein Muster übertragen werden, welches mit heutigen Mitteln ausgewertet werden kann, zu diesem Zweck stellt diese Vereinigung auch die Daten allen Forschern zur Verfügung, die sich mit der Pioneer-Anomalie beschäftigen.
Vielleicht wird eines Tages dieses Phänomen doch noch enträtselt, es besteht hingegen immer noch die äußerst geringe Möglichkeit, dass die Anomalie tatsächlich einen sehr trivialen Grund hat, wie beispielsweise eine Wärmequelle, die zufällig in beiden Sonden genau die gleiche Abstrahlung verursacht, näheres kann man dazu aber erst sagen, wenn auch die Telemetriedaten vor der Zeit um 1987 ausgewertet wurden.
Wenn man dann selbst diese geringe Möglichkeit ausgeklammert hat, wird es spannend, jede andere Erklärung der Wissenschaftler läuft darauf hinaus, dass unser Verständnis der Naturgesetze falsch ist.
Bleibt die Anomalie auch dann bestehen, wird es wirklich spannend. Die Wissenschaftler suchen schon Erklärungen. Jede einzelne dieser Hypothesen verursacht eine Gänsehaut, denn sie laufen alle darauf hinaus, dass womöglich irgendetwas falsch ist an unserem bisherigen Verständnis der Naturgesetze.
Dies könnte dann tatsächlich der Auftakt einer neuen Physik sein, denn die Pioneer Anomalie könnte ein Hinweis auf Kräfte der Dunklen Materie oder der Dunklen Energie sein, eventuell müssen wir auch weitere Konstanten von Masse und Gravitation in unserem Sonnensystem hinzufügen.
Wissenschafter der Universität von Portsmouth in England vermuten, dass das Pioneer Phänomen mit der Feinstrukturkonstante des Weltalls, kurz Alpha zu tun haben könnte, demnach hängt von diesen wenigen Zahlen das Schicksal unseres ganzen Universums ab, da bei einer geringen Abweichung des Wertes der Zahlen keine Atome und folge dessen kein Leben im Universum existieren würde, sind wir also dem „Code“ des Lebens auf der Spur und dies durch diese Entdeckung?

Erwähnenswert wäre da, dass der Wert der Anomalie ungefähr dem Produkt der Hubble-Konstanten und der Lichtgeschwindigkeit entspricht, vielleicht besteht hier Bezug zu einer kosmischen Expansion?
Ein weiteres Modell wäre noch die Überlegung der letzten Jahre, die eine Ergänzung des Newtonschen Gravitationspotentials vorschlägt, in der Teilchenphysik gibt es ein Modell, welches „Yukawa-Potential“ genannt wird, die eine Abschirmung eines elektrischen Feld durch ein geladenen Teilchen beschreibt.

Doch wie gesagt, gibt es bisher keinerlei Beweise für solche Modelle, man tappt bisher buchstäblich im dunkeln, weitere Forschungen sind aber geplant, auch wenn diese erst in ein paar Jahren begonnen werden können, aufgrund des hohen benötigten Budgets von immerhin 300-500 Millionen Dollar und dem Umstand, dass man ein Nuklear-Antrieb für neue Sonden braucht, welche überwiegend abgelehnt werden.
Eines ist jedoch gewiss: Es wird noch spannend um die Pioneer Anomalien und wir haben nicht zum letzten Mal davon gehört.








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