Разведчики внешних планет. Путешествие «Пионеров» и «Вояджеров» от Земли до Нептуна и далее - Игорь Лисов

● Большое Красное Пятно Юпитера;

● кольца Сатурна;

● межпланетная и межзвездная среда;

● система Урана, если до нее удастся добраться.

Астрономическое окно 1977 г. открывалось 20 августа и продолжалось месяц. Но уже за год до этого, осенью 1976 г., на космодроме готовили к запуску «Вояджеров» две тяжелые ракеты «Титан IIIE» с кислородно-водородной верхней ступенью «Центавр D-1T». Носитель с заводским номером TC-6, предназначенный для второго пуска, был собран 21 октября, а 4 января вывезен на старт ради примерочных испытаний и пробного отсчета. В третьей декаде мая там же испытывали ракету TC-7 с технологическим экземпляром межпланетной станции.

21 апреля и 19 мая два летных аппарата с условными обозначениями VGR 77–2 и VGR 77–3 были отправлены автокараванами в четырехдневное путешествие из Пасадены на мыс Канаверал[51]. Первый из них должен был стартовать в августе и идти по траектории JSX до Урана, а если повезет – то и до Нептуна. Увы, при его испытаниях были выявлены проблемы с компьютерами подсистем AACS и FDS. Чтобы избежать задержки пуска, в первых числах августа «Вояджеры» поменяли местами. На VGR 77–2 уже были установлены радиоизотопные генераторы с наибольшей начальной мощностью. Их пришлось переставить на VGR 77–3, к которому перешли и имя «Вояджер-2», и право первого старта и самого интересного путешествия.

Поиск неисправности на VGR 77–2, который стал теперь «Вояджером-1», выявил нестабильный по температуре резистор в компьютере AACS, и весь блок пришлось заменить изделием для контрольных испытаний. Отказ в компьютере FDS, вызывающий неверный подсчет контрольной суммы, воспроизвести так и не удалось. После профилактики и тщательных испытаний этот блок вновь поставили на борт.

4 августа NASA объявило, что «Вояджер-2» будет запущен 20 августа, а «Вояджер-1» – «примерно на 12 суток позже».

Взвешивание и центровка изделия VGR 77–3 состоялись 16 июля[52], заключительные испытания КА – 8 августа. 9 августа была собрана первая космическая головная часть, но при проверке выяснилось, что на борту не работает детектор заряженных частиц LECP. Пришлось вновь снимать обтекатель, чтобы заменить прибор, а на следующий день КГЧ собрали повторно. Проверка аппарата прошла успешно, и 12 августа «голову» доставили на стартовый комплекс LC-41 для установки на носитель с заводским номером TC-7. 15 августа состоялся пробный отсчет – генеральная репетиция пуска, – совмещенный со смотром оперативной готовности.

«Вояджер-2» стартовал 20 августа 1977 г., в первый же день своего 30-суточного астрономического периода. Пуск планировался на 10:25:00 EDT[53], с открытием стартового окна, но был задержан почти на пять минут – сначала потребовалась проверка состояния одного из клапанов на носителе, а потом отключились и потребовали перезапуска все шесть компьютеров наземной телеметрической системы.

В итоге старт состоялся в 10:29:44,256 EDT, что соответствовало 14:29:44 UTC. «Титан» благополучно ушел со старта на двух твердотопливных ускорителях – в сумме 1090 т тяги – и лег на курс 124°. На 111-й секунде полета были запущены два двигателя первой ступени, еще через 10 секунд ускорители отделились, а уже на 463-й секунде успешно закончила работу вторая ступень.

«Центавр» с полезным грузом отделился, и в 14:37:44 запустились два двигателя верхней ступени, обеспечив через 101 секунду довыведение на опорную круговую орбиту. После 43 минут пассивного полета «Центавр» включился вновь – это произошло в 15:22:14 над Индийским океаном. Двигатели отработали 338 секунд, и точно в назначенный момент была набрана отлетная скорость.

Компьютер AACS на борту «Вояджера-2» выдал необходимые команды, и через 170 секунд после выключения двигателей от «Центавра» отделился полезный груз – связка из аппарата массой 825 кг и двигательного модуля TE-M-364–4 массой 1220 кг. Через 16 секунд после отделения твердотопливный двигатель включился и отработал 42 секунды, добавив к имеющейся скорости еще 1890 м/с.

Только таким способом, используя «двух с половиной ступенчатый» «Титан», «Центавр» и дополнительный блок в составе полезного груза, удалось набрать скорость, необходимую для полета к Юпитеру! В момент окончания работы двигателя в 15:31:40 она была близка к 15,2 км/с, а при выходе из сферы действия Земли сократилась до 10,3 км/с.

Выведение, кстати, оказалось очень точным: траектория проходила в 280 000 км от расчетной точки прицеливания, а время прибытия к Юпитеру без каких-либо коррекций было бы всего на 44 часа позже расчетного. А вот самостоятельный полет «Вояджера-2» чуть ли не с первой минуты оказался нештатным.

Управление ориентацией связки во время работы твердотопливного двигателя было обязанностью «Вояджера». Поэтому подсистема AACS с самого начала полета отслеживала текущую ориентацию аппарата с помощью гироскопов B и C, имея A в запасе. Еще на этапе работы «Титана» была обнаружена ошибка, и компьютер переключился на пару A+C. Поскольку ошибка осталась, следом прошло второе переключение – на A+B.

Сразу после выключения РДТТ – у «Вояджеров» это был момент «ноль» для последующих операций – были запланированы разворот связки на 114° по тангажу, развертывание двух штанг с РИТЭГами и приборами, а затем разворот стабилизированной платформы в исходное положение, «лицом» к калибровочной мишени. Логика разработчиков была проста: чем больше масса и моменты инерции системы, тем меньшее возмущение окажут эти операции. Лишь по окончании разворота платформы перекрывались клапаны, через которые гидразин из бака аппарата поступал в пятифунтовые двигатели ориентации двигательного модуля, и последний отделялся.

Это событие было зафиксировано морским измерительным комплексом «Авангард» и наземной станцией на Гавайях через 73 мин 17 с после старта, то есть в 15:43:01 UTC, опять же строго по графику. Как раз в это время аппарат должен был появиться над горизонтом в Калифорнии. И действительно, сразу две станции Сети дальней связи в Голдстоуне – DSS-12 с 26-метровой антенной и DSS-14 с 64-метровой – обнаружили его в 15:42 UTC с разницей в 20 секунд.