Le rare parcours des sondes Pioneer n'a rien d'exotique
Grâce à des simulations informatiques très concrètes, des chercheurs américains et canadiens ont résolu le mystère de treize ans. L'origine de l'étrange trajectoire et l'accélération des sondes Pioneer 10 et Pioneer 11 se trouve dans les sondes elles-mêmes. Plus précisément, dans la chaleur du générateur électrique et des instruments scientifiques qui s'en nourrissent. L'hypothèse d'émission de chaleur n'est pas nouvelle, mais elle a été prouvée pour la première fois par des simulations aussi précises et par deux voies différentes. On exclut donc les explications exotiques basées sur la matière obscure, les éventuelles erreurs de la théorie générale de la relativité ou la théorie des cordes.
Pendant des années le mystère a été la cause de l'accélération supplémentaire des sondes Pioneer dans la direction du Soleil, et la cause de la diminution exponentielle de cette force. Pour résoudre le mystère, les chercheurs ont travaillé sur deux voies complémentaires. D'une part, la reconstruction de la sonde Pioneer 10 dans le simulateur. La nature et l'emplacement du générateur d'électricité et des instruments ont été pris en compte et la quantité de chaleur émise au fil du temps, leur direction et la contribution de chacun des dispositifs à la force totale de la sonde a été calculée. Ainsi, la trajectoire de la sonde qui calcule la simulation correspond à celle qu'elle a vraiment eue. De même, à partir des données réelles de la trajectoire des sondes, les chercheurs ont réalisé une nouvelle analyse, en calculant les forces thermiques nécessaires à la production. Les deux analyses coïncident.
Dans les détails, la simulation a révélé que le principal responsable de l'accélération supplémentaire est le rayonnement thermique des instruments montés à l'arrière des sondes, situés en position dos du soleil. La réduction exponentielle de la force et la moitié de la vie de la réduction d'environ 27 ans résulte de la perte d'efficacité des générateurs d'électricité. Les générateurs profitent de la chaleur de désintégration du plutonium 238 pour produire de l'électricité, mais ayant une vie moyenne de 88 ans, les hypothèses jusqu'ici n'étaient pas capables d'expliquer la différence. La nouvelle simulation a tenu compte de la détérioration des thermocouples dans les générateurs, et le résultat théorique coïncide avec les données réelles.
Les sondes Pioneer 10 et 11 ont été lancées au début des années 70 et sont considérées comme situées à la limite du système solaire. Le dernier signal a été reçu en 2003. Près de dix ans plus tard, le dernier mystère semble avoir été dévoilé.
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