Pioneer 10 and 11 Spacecraft Anomalous Acceleration in the light of the Nonsymmetric Kaluza-Klein (Jordan-Thiry) Theory
非对称卡鲁扎-克莱因（约旦-蒂里）理论导致了一个修正的加速度模型，可以适应先驱者10号和11号航天器所经历的异常加速度。这些航天器的未来位置预测使用扭曲的双曲线轨道。利用现代宇宙学的范式，在理论中解决了反常加速度和哈勃常数之间的联系以及与宇宙学常数的关系。.本文考虑太阳系中一个质点在反常加速度影响下运动的精确解。我们发现两种类型的轨道：周期和混沌。两个轨道都有界。这意味着没有可能逃离太阳系。一些可能性，以避免这一结论被认为是。考虑了相对论效应和引力常量的宇宙学漂移，反常加速度模型与太阳系观测结果没有矛盾。我们对模型进行了全面的统计分析。
2015-06-29 hep-th physics.gen-ph physics.space-ph
Physics Engineering in the Study of the Pioneer Anomaly
先驱者10/11号航天器在深空进行了迄今为止最精确的导航。然而，他们从距离太阳20- 70天文单位的地方收到的无线电测量跟踪数据一直表明存在着一个小的、异常的多普勒频率漂移。漂移是一种蓝色的频率偏移，可以解释为每个特定航天器的向阳加速度a_P =（8.74 +/- 1.33）x 10^{-10} m/s^2。这个信号被称为先锋异常;这个异常的性质仍然无法解释。最近，新的先驱者10号和11号无线电测量多普勒和飞行遥测数据已经可用。与以前调查中使用的数据相比，新获得的多普勒数据集明显扩大，预计将成为调查异常的主要来源。此外，飞行遥测文件、原始项目文件和新开发的软件工具现在用于重建两个航天器的工程历史。在这一信息的帮助下，正在开发先锋号飞行器的热模型，以研究作用在这两个航天器上的热反冲力可能产生的作用。这些物理工程工作的最终目标是评估星载系统对航天器轨道的影响。
2007-10-01 gr-qc physics.gen-ph physics.space-ph
Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11
我们先前对来自太阳系中遥远航天器的无线电多普勒和测距数据的分析表明，先锋10号和11号上有一个明显的异常加速度，其大小为a_P ~ 8 x 10^{-8} cm/s ^2，方向指向太阳（安德森，莫里昂德）。已经花费了大量的努力寻找可能的系统起源的残差，但没有被发现。外部和内部的航天器，以及那些由于建模和计算技术的影响的详细调查，提供。我们还讨论了方法，理论模型和实验技术，用于检测和研究小力作用于行星际航天器。这些包括无线电多普勒数据收集，数据编辑和数据简化的方法。现在有更多的数据来确定先锋10号的轨道。扩展的先锋10号数据集涵盖1987年1月3日至1998年7月22日。[For先驱者11号的时间跨度较短，从1987年1月5日到1990年10月1日相干数据丢失的时间。根据这些数据集和对所有系统学的更详细研究，我们现在给出一个结果，a_P =（8.74 +/- 1.33）x 10^{-8} cm/s^2。（a_P顶部的年/日变化，保持a_P不变，也报告和讨论。
2005-03-10 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Support for the thermal origin of the Pioneer anomaly
我们调查的可能性，先锋10号和11号航天器的异常加速是由于反冲力与各向异性发射的热辐射关闭车辆。为此，依托项目和航天器设计文件，我们构建了两个航天器的综合有限元热模型。然后，我们数值求解热传导和辐射方程，使用实际的飞行遥测作为边界条件。我们使用这个模型的结果来评估热反冲力对先锋10号航天器在不同的日心距离的影响。我们发现，所产生的热加速的大小，时间行为和方向都类似于所观察到的异常的属性。作为一个新的元素，我们的调查，我们开发了一个参数化模型的热反冲力，并估计该模型的系数独立于导航多普勒数据。我们发现这两种估计之间没有统计学上的显着差异，并得出结论，一旦热反冲力是正确的占，没有异常的加速度仍然存在。
2012-04-11 astro-ph.IM gr-qc physics.space-ph
Estimating the thermally induced acceleration of the New Horizons spacecraft
通过新视野号航天器模型和蒙特卡罗模拟估计了热效应引起的残余加速度。本文还讨论和估计了热效应对航天器姿态的影响。这项工作是基于以前用于先锋号和卡西尼号探测器的方法，解决了先锋号异常问题。结果表明，在与冥王星相遇后，有一个$10^{-9}~\mathrm{m/s^2}$数量级的残余加速度，旋转效应应该是困难的，虽然不是不可能的，检测。
2017-11-02 astro-ph.IM gr-qc physics.space-ph
Study of the Pioneer Anomaly: A Problem Set
对先驱者10号和11号航天器在距太阳20- 70天文单位之间的距离上的无线电测量跟踪数据的分析一致表明，存在着一种异常的、小的和恒定的多普勒频率漂移。漂移是蓝移，以（5.99 +/- 0.01）x 10^{-9} Hz/s的速率均匀变化。该信号也可以解释为每个特定航天器朝向太阳的恒定加速度（8.74 +/- 1.33）x 10^{-8} cm/s^2）。这种解释被称为先锋异常。我们提供了一个问题集的基础上详细调查这种异常，其性质仍然无法解释。
2005-09-06 physics.ed-ph physics.space-ph
General relativity and quintessence explain the Pioneer anomaly
在先驱者10/11、伽利略和伽利略等航天器的射电测量数据中发现的异常时变蓝移，即所谓的“先驱者异常”，可能不是由真实的速度变化引起的。在广义相对论的框架内，先锋异常可以被理解为一种依赖于时间的引力频移，当暗能量被认为是精华时，它解释了暗能量密度的时间依赖性。因此，主要的先锋反常并不与爱因斯坦等效原理相冲突，而只是作为广义相对论在弱场和低速极限下的新验证出现。
2004-07-06 astro-ph gr-qc physics.space-ph
Pioneer 10 and 11 orbit determination analysis shows no discrepancy with Newton-Einstein's laws of gravity
目前的工作描述了先驱者10号和11号探测器的导航异常的调查，这些探测器被称为先驱者异常。在航天器接收到的多普勒数据中，它似乎是一种线性漂移，这归因于大约$8.5 \times 10^{-13} km/s^2$的近似恒定的向阳加速度。从那时起，异常的存在已经被几个团体独立地证实，并投入了大量的努力来寻找它的起源。本研究包括两个主要部分：航天器整个轨道的热建模和轨道确定分析。基于现有的文件和公布的遥测数据，我们建立了一个热有限元模型的航天器，其复杂性已被限制到一定程度，允许灵敏度分析，导致其形式的不确定性的计算。使用NASA/JPL的ODP（轨道确定程序）进行的轨迹分析和轨道确定，我们的结果表明，轨道的解决方案可以实现，不需要添加任何“未知”的加速度以外的热起源。
2013-11-20 gr-qc physics.space-ph
Independent analysis of the orbits of Pioneer 10 and 11
使用独立开发的轨道确定软件，利用多普勒数据分析先驱者10号和11号的轨道。该分析考虑了太阳和行星的引力场，使用最新的JPL星历，准确的站位置，信号传播延迟（例如，夏皮罗延迟、大气影响）、航天器的自旋和机动。新的分析是能够利用遥测数据的自旋，机动，和其他船上的系统效果。使用先前JPL研究中分析的数据，确认了两个航天器的异常加速度。我们还能够限制任何二次加速度（即，jerk）术语。开发的工具将用于即将对最近恢复的先锋10号和11号多普勒数据文件进行的分析。
2009-01-22 gr-qc physics.space-ph
Measuring the absolute non-gravitational acceleration of a spacecraft: goals, devices, methods, performances
太空提供了测试引力的独特机会。通过使用行星际航天器作为测试质量，有可能在太阳系距离尺度上测试广义相对论。这就需要精确计算航天器的轨迹，这一过程依赖于无线电跟踪，并受到航天器非重力加速度不确定性的限制。重力高级包（GAP）旨在测量无偏差的非重力加速度。它由一个静电加速度计和一个旋转平台组成。本文介绍了仪器及其性能，并描述了无偏测量的方法。最后简要介绍了该仪器在轨道重建方面的改进。
2011-12-02 gr-qc physics.data-an physics.ins-det
Curious numerical coincidence to the Pioneer anomaly
有人注意到先驱者航天器减速异常和$(γ-1)$之间的数值重合，其中$γ$是洛伦兹因子。匹配不仅适用于大于20 AU的距离，甚至适用于10和20 AU之间的观测斜率。这样的数字联系可能最终导致未来理论研究的科学假设。
2016-09-28 physics.gen-ph physics.space-ph
Earth Flyby and Pioneer Anomalies
将牛顿力学应用于一个封闭的、各向同性的和膨胀的宇宙的五维而不是四维，表明在某些情况下，一个额外的和以前未被识别的加速度a_A可能会影响航天器的四维运动。这两种情况下的加速度被认为是真实的或虚拟的。在实际情况下，a_A的简单估计与几次飞越地球和先锋号航天器的加速度异常报告部分一致。然而，这些估计并不完全符合无线电多普勒跟踪数据。相比之下，虚拟案件似乎克服了真实案件的这些和其他困难，并在增编中进行了讨论。此外，虚拟情况具有高度依赖性，这使得在~2000 km以上不太可能检测到任何异常。控制这种附加加速度的方程是从第一原理导出的，没有引入自由参数或新常数，也没有修正引力定律。
2010-04-09 gr-qc physics.space-ph
Spurious Acceleration Noise on the LISA Spacecraft due to Solar Activity
激光干涉仪空间天线的噪声来源之一是空间环境随时间变化的变化，其形式是太阳辐照度波动产生的太阳风粒子和光子压力。这些影响的大致大小可以从太阳风和太阳辐照度的平均特性来估计。我们使用的数据所采取的ACE（高级康普顿探测器）卫星和处女座（太阳辐射和重力振荡的变化）仪器SOHO卫星在整个太阳周期计算的力量，由于太阳风和光子压力辐照LISA航天器。我们产生了一个现实的模型，这些环境噪声源的影响和他们的变化在预期的过程中的LISA任务。
2020-07-03 astro-ph.EP astro-ph.IM gr-qc
Acceleration and Release of Solar Energetic Particles Associated with a Coronal Shock on 2021 September 28 Observed by Four Spacecraft
本研究利用四艘航天器观测，分析2021年9月28日SEP事件，发现SEP释放时间比EUV波连接足点时间延迟30-60分钟，并探讨了激波加速与释放机制。
2024-02-06 astro-ph.SR physics.space-ph
What do the orbital motions of the outer planets of the Solar System tell us about the Pioneer anomaly?
在本文中，我们调查的影响，所经历的先驱者航天器后，他们通过20 AU阈值的异常加速度将导致太阳系行星的轨道运动放置在日心距离为20 AU或更大的天王星，海王星和冥王星。事实证明，这样一个加速度（其幅度为8.74 \times 10^-10 m s^-2）将影响它们的轨道，其长期和短周期信号足够大，根据E. V. Pitjeva最新发表的结果，即使考虑到比释放的误差大30倍的误差，也可以检测到。最新数据中没有这种异常特征，排除了在太阳系20-40天文单位区域，一个异常力场引起具有这些特征的恒定径向加速度影响主要行星运动的可能性。
2006-04-01 astro-ph gr-qc hep-ph
A heuristic solution for the Pioneer anomaly employing an ELA metric with dark matter in the outskirts of the Solar system
考虑以太阳为中心质量的扩展局部各向异性（ELA）度规和无量纲函数指数参数α =3+ α 2（r1）（1-U_Sun）^2的启发式估计，其中线性估计α 2（r1）= α 2 ^（2.0）+alpha_2^（2.1）r_1'在20天文单位以上的先驱异常被完全解释为由于背景时空的蓝移。为了与太阳系内的轨道运动相一致，在20天文单位以下，α_2（r_1）=0，则进一步认为它是一个分支天体。这种构造将20 AU以上的物理加速度修正值降低到了约10^（-14）m/s^2，使得海王星和冥王星的轨道修正值不像先驱者加速度被认为是引力加速度时那么明显。讨论了20 AU以上的有效质量-能量密度分布的背景修正、相应的状态方程（“-1 < w <-0.726”）和考虑函数参数“α”的上限截断计算的有限非零总质量。这种有效的扩展配置被暂时解释为冷暗物质分布。
2011-03-07 gr-qc physics.space-ph
A database of MMS bow shock crossings compiled using machine learning
到目前为止，在航天器发送的数据中识别无碰撞激波交叉是手动完成的。如果冲击物理学家想进行案例研究或统计研究，这是一项乏味的工作。我们使用机器学习方法来自动识别来自磁层多尺度（MMS）航天器的激波交叉。我们编制了一个数据库，包括各种航天器相关的和冲击相关的参数，为每个事件的交叉。此外，我们表明，在数据库中的冲击的属性，在实空间和参数空间都展开。我们还提出了一个可能的科学应用的数据库，通过寻找离子加速效率在冲击和不同的冲击参数，如$θ_{Bn}$和$M_A$之间的相关性。此外，我们统计调查的离子加速效率。我们没有发现明显的加速效率和$M_A$之间的相关性，我们发现，准平行冲击加速离子更有效。
2022-03-15 physics.space-ph
The local dark sector. Probing gravitation's low-acceleration frontier and dark matter in the Solar System neighborhood
我们推测在21世纪40年代新的创新推进技术的发展和可用性，这将使我们能够在合理的时间内在太阳系外飞行航天器（150 AU或更多），以直接探测我们的（引力）太阳系附近，并回答有关暗区（暗能量和暗物质）的紧迫问题。我们确定了两个密切相关的主要科学目标，以及次要目标，可以通过一个专门的任务，以探测当地的黑暗部门：（i）开始探索引力的低加速度制度的人造航天器和（ii）提高我们的知识的本地暗物质和重子密度。这些问题的答案可以是，在太阳系外轨道上用航天器上的原子钟直接测量引力势，并将航天器的轨道与广义相对论通过结合测距数据和用航天器上的加速计对非引力加速度进行的现场测量（和校正）而预测的轨道进行比较。尽管在不久的将来会有大量新的实验上线，这将带来关于黑暗领域的新知识，但这些科学问题不太可能在未来20年内被关闭。更重要的是，回答这些问题可能比现在更加紧迫。跟踪携带时钟和加速度计的航天器离开太阳系可能是直接探测我们黑暗环境的最简单和最快的方法。
2019-09-11 astro-ph.IM gr-qc physics.space-ph
Impact of a Pioneer/Rindler-type acceleration on the Oort cloud
根据最近修正的大距离引力模型，在满足一定条件的情况下，Rindler型的径向常数和均匀附加加速度A_Rin作用于中心质量M的静态场中的测试粒子p。除此之外，它被认为是对先锋号异常的一部分的潜在可行的解释。我们研究了一个像|A_Rin| \sim 10^-10 m s^-2那样大的反常林德勒项对奥尔特云中一个典型天体的轨道动力学的影响，该天体的自能远小于其假定的林德勒能量。假设一颗典型的彗星在奥尔特云的整个扩展范围内（0.02 pc-1 pc）沿着一个高度偏心和倾斜的轨道运动，结果表明，增加一个向外的林德勒式加速度，即A_Rin > 0，不允许轨道束缚。相反，如果A_Rin < 0，则得到的数值积分轨迹在空间上是有限的，但它与标准开普勒椭圆完全不同。特别是，彗星的日心距离明显减少，并经历高频振荡，其速度增加，轨迹的整体模式是相当各向同性的。因此，奥尔特云的标准图像被彻底改变，因为它修改后的轨道对银河潮汐和附近经过的恒星的干扰作用不那么敏感，在标准场景中，这些影响是我们对云本身存在的信心所依据的现象学的原因。目前的分析可能会补充在未来的进一步统计蒙特卡洛型调查随机变化的彗星的初始条件。
2011-09-22 astro-ph.EP gr-qc hep-ph
A Multispacecraft Analysis and Modeling of Type III Radio Burst Exciter Deceleration in Inhomogeneous Heliospheric Plasma
本研究利用四航天器同步观测推导孤立III型太阳射电爆发激发体的速度与加速度并校正位置偏差，建立气体动力学模型解释电子束减速规律，同时指出不同航天器观测差异或源于射电波散射的额外时延。
2025-10-01 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Multi-spacecraft observations of the structure of the sheath of an interplanetary coronal mass ejection and related energetic ion enhancement
日冕物质抛射（CME）前的鞘层是随着CME的膨胀和传播而形成的大型日光层结构。湍流和压缩鞘有助于加速日冕和行星际空间中的粒子，但它们的内部结构与粒子运动的关系仍然相对较少研究。特别是，当激波马赫数较低时，鞘层在加速粒子中的作用是一个重要的开放问题。这项工作旨在提供新的见解CME鞘层的内部结构与高能粒子增强。2020年4月19日至21日，在0.8和$\sim$ 1 AU（太阳轨道器，风，ACE和BepiColombo）处对径向排列的航天器进行的鞘层观测提供了实现这一目标的良好机会。鞘管之前有一个微弱的冲击。高能离子增强发生在太阳轨道器和L1的鞘层结构内的不同位置。磁波动幅度在惯性范围尺度增加鞘相对于上游风。然而，当归一化到本地平均场，波动幅度并没有显着增加，波动的磁压缩性也没有增加。在不同的航天器上，各种子结构被嵌入鞘内，包括多个日光层电流片（HCS）交叉点和一个小尺度通量绳。在L1，离子通量增强与HCS交叉有关，而在太阳轨道器，增强发生在绳索内。从上游太阳风扫过并在鞘层中压缩的子结构可以充当特别有效的加速部位。一种可能的加速机制是与鞘层中的小尺度通量绳和翘曲的HCS相关联的电子感应加速器加速。
2021-12-17 astro-ph.SR physics.plasm-ph physics.space-ph
Fractal Growth on the Surface of a Planet and in Orbit around it
分形被定义为具有尺度对称性的几何形状。这仅仅意味着分形是一种形状，即使有人可以无限次放大它的一个部分，它看起来仍然是一样的。这种性质也被称为自相似性，有几个应用，包括纳米药理学和药物纳米载体。我们感兴趣的是研究轨道航天器上方微重力环境中分形聚集体的性质。为了模拟这种效应，我们使用重力加速度的完整表达式。特别是在地球表面上，加速度被校正为扁率和旋转的影响。在重力加速度中，扁率的影响可以通过包括包含J2谐波系数的项以及取决于地球的角速度的平方的项来建模。在轨道上，航天器所在点的重力加速度是轨道要素的函数，在我们的例子中只包括J2谐波，因为航天器感觉不到科里奥利力。使用拟合参数d = 3.0，我们已经发现，聚合单体数N没有显着影响，并表现出一分钟的0.0001%的差异地心和地心纬度90度和0度。最后，对于各种倾角和偏心率的环绕地球和火星的圆形和椭圆形轨道，在300公里的轨道高度上，总单体数根本不受影响。
2014-10-31 physics.space-ph
Can the Pioneer anomaly be of gravitational origin? A phenomenological answer
为了满足等效原理，任何非传统的机制提出来解释引力先锋异常，在目前的形式，它是从迄今为止分析的先锋10/11数据，不能不考虑它对太阳系行星的运动的影响，特别是那些在先锋探测器异常行为表现出来的区域内运行的轨道。本文首先讨论了用不同的动力学理论（JPL DE，IAA EJ，VSOP）处理不同的数据集所得到的天王星、海王星和冥王星的赤经α和赤经δ的残差。第二，我们使用的近日点长期进步的一些行星的最新测定，以便把测试最近提出的两个引力机制，以适应先锋异常的基础上两个模型的修改重力。最后，我们采用旅行者2号遇到天王星和海王星时的测距数据，对先驱者加速度也会影响太阳系外行星运动的假设进行进一步的独立测试。得到的答案是否定的。
2007-02-21 astro-ph gr-qc hep-ph
Orbital effects of the time-dependent component of the Pioneer anomaly
我们工作的影响，最近确定的时间依赖的组成部分的先锋异常（PA），解释为一个额外的外来加速度的引力起源相对于众所周知的PA一样的常数，可能对太阳系的一些行星的轨道运动。假设它指向太阳，结果是测试粒子轨道的半长轴a和偏心率e都经历长期变化。对于土星和天王星，现代数据记录至少覆盖了一个完整的轨道旋转，这种预测的异常比目前的经验确定其轨道参数的精度大2-3个数量级，这些轨道参数来自通常的轨道确定程序，其中PA没有建模。考虑到这种假设特征的预测的巨大尺寸，它们在目前可用的处理数据中的缺失不太可能归因于它们在估计参数中的“吸收”，这是由它们没有被明确建模的事实引起的。根据土星近日点岁差的最新观测结果，在9.5天文单位处的恒定PA型加速度的大小不可能大于9 10^-15 m s^-2。
2012-04-04 astro-ph.EP gr-qc physics.space-ph
Pioneer 10 Doppler data analysis: disentangling periodic and secular anomalies
本文报告了先锋探测器的多普勒跟踪数据的分析结果，这些数据确实显示出异常行为。为了尽可能独立于J. Anderson等人的\citep{anderson}，使用相同的数据集进行数据分析，开发了一种软件。这个新的分析的第一个输出是一个长期的异常与振幅约0.8毫微微秒$^{-2}$与安德森等人的报告兼容的存在确认。第二个输出是异常的周期性变化的研究，我们的特点是由太阳-地球天线和太阳先锋的方向定义的方位角$φ$的函数。通过将周期性变化写为长期加速度与角度$φ$和$2φ$的两个正弦曲线之和，获得了改进的拟合。已进行的测试，以评估这些结果的耐用性。
2009-01-14 gr-qc physics.space-ph
Language Models are Spacecraft Operators
Universidad Politécnica de Madrid（马德里理工大学）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本文首次将大语言模型智能体引入航天制导、导航与控制领域，通过提示工程、少样本提示和微调构建纯LLM方案，在KSPDG非合作空间操作竞赛中取得第二名。
2024-03-30 cs.AI cs.LG physics.space-ph
Experimental demonstration of bias rejection from electrostatic accelerometer measurements
为了在太阳系中进行引力实验，需要提高行星际航天器的轨道恢复能力。在航天器上增加一个加速度计是实现这一目标的重要一步，因为该仪器测量航天器的非重力加速度。它必须能够在低频率下进行无偏测量，以提供额外的感兴趣的观测。由于静电加速度计存在偏差，Onera提出了技术升级方案。它包括向静电加速度计添加旋转平台，该旋转平台允许调制感兴趣的信号并在后处理后无偏置地检索它。利用这一原理，已经开发了测量方法和后处理方法。本文的目的是通过实验验证这些方法。为此，使用水平控制摆将已知信号施加到安装在旋转平台上的加速度计。实验数据的处理证明了无偏加速度测量的能力。此外，后处理后获得的无偏加速度的实验精度对应于理论预测的精度。
2013-03-12 gr-qc physics.data-an physics.ins-det
