Article

The Pioneer Anomaly in the Light of New Data

Space Science Reviews (Impact Factor: 6.28). 06/2009; 148(1-4). DOI: 10.1007/s11214-009-9543-4
Source: arXiv

ABSTRACT

The radio-metric tracking data received from the Pioneer 10 and 11 spacecraft from the distances between 20–70 astronomical units from the Sun has consistently indicated the presence of a small, anomalous, blue-shifted Doppler frequency drift that limited the accuracy of the orbit reconstruction for these vehicles. This drift was interpreted as a sunward acceleration of a
P
=(8.74±1.33)×10−10 m/s2 for each particular spacecraft. This signal has become known as the Pioneer anomaly; the nature of this anomaly is still being investigated.
Recently new Pioneer 10 and 11 radio-metric Doppler and flight telemetry data became available. The newly available Doppler data set is much larger when compared to the data used in previous investigations and is the primary source for new investigation of the anomaly. In addition, the flight telemetry files, original project documentation, and newly developed software tools are now used to reconstruct the engineering history of spacecraft. With the help of this information, a thermal model of the Pioneers was developed to study possible contribution of thermal recoil force acting on the spacecraft. The goal of the ongoing efforts is to evaluate the effect of on-board systems on the spacecrafts’ trajectories and possibly identify the nature of this anomaly.
Techniques developed for the investigation of the Pioneer anomaly are applicable to the New Horizons mission. Analysis shows that anisotropic thermal radiation from on-board sources will accelerate this spacecraft by ∼41×10−10 m/s2. We discuss the lessons learned from the study of the Pioneer anomaly for the New Horizons spacecraft.

Download full-text

Full-text

Available from: V. T. Toth
  • Source
    • "first detected in the analyzed data of the spacecraft Pioneer 10 and Pioneer 11 after they passed the threshold of 20 Astronomical Units. However, the recent new data of the Pioneer anomaly suggest that it is variable and environment dependent rather than a fixed value and still is not clear its direction with the possibility that the Pioneer anomaly be Earth directed, see [46] [47]. The effects of Pioneer anomaly are nondetected on the major bodies of the solar system and in several papers is studied its gravitational origin [14] [20] [21] [22] [23] [25] [27] [43] [45]. "
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: In this paper, we show that it is possible to deduce the first phenomenological version of modified Newtonian dynamics (MOND) proposed by Milgrom from the relativity principle of motion in connection with the observed accelerated expansion of the universe. A new form of μ(x) in the Milgrom formula for Newton's second law is obtained. Moreover, we establish the relation between MOND and the deceleration parameter.
    Full-text · Article · Feb 2012 · Physica Scripta
  • [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: Based on many planetary observations between the years 1971 and 2003, Krasinsky and Brumberg (Celest. Mech. Dyn. Astron. 90:267–288, 2004) have estimated a rate of increase in the mean Sun-Earth distance of (15±4) m per century. Together with other anomalous observations in the solar system, this increase appears to be unexplained (Lämmerzahl et al. in Astrophys. Space Sci. Lib., vol. 349, pp. 75–101, 2008). We explain these findings by invoking a recently proposed gravitational impact model (Wilhelm et al. in Astrophys. Space Sci. 343:135–144, 2013) that implies a secular mass increase of all massive bodies. This allows us to formulate a quantitative understanding of the effect within the parameter range of the model with a mass accumulation rate of the Sun of (6.4±1.7)×1010 kg s−1.
    No preview · Article · Sep 2013 · Astrophysics and Space Science
  • Source
    [Show abstract] [Hide abstract]
    ABSTRACT: Es gilt, eine Anomalie zu beseitigen – eine Anomalie im Erscheinungsprozess der Zeit-schrift für Anomalistik. Mancherlei Unwägbarkeiten des akademischen und sozialen Lebens haben die Herausgabe des Zeitschriftenjahrgangs 2009 über Gebühr verzögert. Mit dem Ziel, unsere Zeitschrift möglichst zügig wieder auf den gewohnten Erscheinungsrhythmus zurück zu geleiten, haben wir daher beschlossen, auch den Jahrgang 2009 nochmals als geschlossenen Jahresband herauszugeben. Mit meinen Redaktionskollegen teile ich die Zuversicht, dass der Inhalt und der etwas überdurchschnittliche Umfang dieses hiermit vorzulegenden Jahresbandes die eingetretene Verzögerung verschmerzen lassen. Ab dem Jahrgang 2010 wird die Zeitschrift für Anomalistik ihren Lesern dann wieder mit je einem Einzelheft und Doppelheft zur Verfügung stehen. Beide Ausgaben sind in Vorbereitung, und die Hefte des Jahrgangs 2011 sollen sich kurzfristig anschließen, damit der ursprüng-liche Erscheinungsrhythmus in absehbarer Zeit wieder her-und sichergestellt ist. Um Zeit aufzuholen, fehlt diesmal auch ein traditionelles Merkmal dieser Zeitschrift: ihr ausgeprägter und hoch bewährter Diskussionscharakter, der sich der Publikation (oft zahlreicher) kritischer Kommentare nebst einer Autorenreplik unmittelbar im Anschluss an die meisten Hauptartikel verdankt. Auch zu dieser bisher durchweg ertragreichen Eigenheit unserer Zeitschrift werden wir in den folgenden Heften zurückkehren. Einen gewissen Aus-gleich für das Fehlen kritischer Begleitkommentierungen schafft hier aber möglicherweise die erstmalige Aufnahme eines Review Symposiums zu einer potenziell wichtigen Buchneu-erscheinung. Die vier umfangreichen Beiträge dieses Symposiums nehmen zwar nicht direkt aufeinander Bezug, aber dennoch "reden" sie mehr als nur beiläufig miteinander. Dessen ungeachtet sind die Leser gerne und ausdrücklich eingeladen, kritische Stellung-nahmen zu allen Beiträgen dieser Ausgabe zur Veröffentlichung einzureichen. Sie werden dann in den folgenden Nummern erscheinen. Zusätzlich zum künftig wieder verlässlichen Erscheinen der Zeitschrift für Anomalistik hat die Redaktion sich auch eine Neubelebung der im Jahr 2003 initiierten Schriftenreihe der Gesellschaft für Anomalistik vorgenommen. Zur Zeit sind zwei weitere Bände in Pla-nung, deren erster voraussichtlich im Herbst 2011 erscheinen wird.
    Preview · Article ·
Show more