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

* * *

Да – было бы неверно думать, что все неприятности достались лишь одной станции. В то время как «Вояджер-2» едва не погиб от отказов служебных систем, на «Вояджере-1» начались сбои научной аппаратуры и обеспечивающих ее элементов.

13 декабря 1977 г. проводилось пробное картирование туманности Ориона с помощью УФ-спектрометра и фотополяриметра. Чувствительность последнего оказалась намного ниже расчетной. Фотополяриметр был повторно включен 15 марта 1978 г. и работал успешно, но в середине апреля и на нем было отмечено застревание кольца анализатора. Было решено на время встречи с Юпитером установить это кольцо в нейтральное положение и отказаться от поляриметрической съемки.

14–15 декабря при тестировании рабочих программ отказались вращаться кольца с фильтрами двух камер видеосистемы ISS. Час от часу не легче! Камеры выключили, нагреватели включили, стали разбираться. К счастью, проведенная в середине января диагностика выявила единичный дефект в памяти FDS-A («залип» в состоянии «1» бит памяти № 12 по адресу 0F90). После переноса данных в другие ячейки все заработало штатно.

17 февраля 1978 г. «Вояджер-1» с целью калибровки приборов проводил научный маневр – 10 оборотов по рысканью и 24 по крену. Закончив первую половину теста, аппарат не обнаружил Солнце в поле зрения солнечного датчика: оказалось, аппарат «недовернул» на 24,5°! Естественно, компьютер CCS прервал эксперимент, перевел станцию в закрутку на Солнце и переключил передатчик на антенну LGA и на скорость 40 бит/с. Сначала в сбое подозревали гироскопы, но выяснилось, что виноваты программисты: при планировании маневра они вместо уже известного фактического масштабного множителя взяли число из проектной документации. Командами с Земли аппарат вернули в норму.

В тот же день выяснилось, что на первом КА значительно ухудшилась чувствительность основного блока из трех детекторов плазменного инструмента PLS, и лишь боковой детектор, поле зрения которого располагалось под прямым углом к первому, работал штатно. Анализ выявил отсутствие контакта в контуре усилителя. Было решено попытаться замкнуть его за счет нагревания или охлаждения прибора. 16 мая был включен запасной нагреватель модулятора и блока электроники, но изменений в работе прибора не произошло, и в конце сеанса подогрев прекратили. 18 мая планировалось выключение основного нагревателя и испытание холодом, но… сделанная перед тестом проверка показала нормальную работу PLS!

Самая же серьезная неисправность произошла 23 февраля 1978 г., когда при калибровке сканирующей платформы «Вояджера-1» азимутальный привод застрял при угле азимута 45° и угле места 193°. Инженеры оставили борт в покое и взялись за наземный аналог – точную копию летного аппарата. Проведя серию экспериментов, они предположили, что в механизм привода во время сборки попал кусочек тефлона из устройства блокировки. 17 марта удалось сделать три поворота платформы «Вояджера-1» на минимальной скорости 0,0052° в секунду. В первом, на 1,5° назад по азимуту, она двигалась рывками, но второй – на 9° вперед – отработала без замечаний. Третий разворот, на 3° по углу места, также был успешным.

Тестирование платформы повторили 23 марта – провели четыре разворота и оставили ее в положении 235° по азимуту и 115° по углу места, наиболее благоприятному для запланированных наблюдений Юпитера. 4 и 5 апреля проводилось интенсивное тестирование с отключенным нагревателем привода – 38 и 50 разворотов соответственно. Механизмы работали безупречно.

Первые снимки Юпитера «Вояджер-1» сделал 19 мая 1978 г. с расстояния 295 млн км – это были 16 кадров узкоугольной камеры за разными светофильтрами, отснятых в течение 25 минут. Разрешение составляло 2900 км на пиксель.

Новая серия тестов сканирующей платформы была проведена в период с 31 мая по 2 июня. На этот раз разработчики рискнули вернуться в опасную зону с азимутом меньше 60°. Платформу протестировали в зоне от 345° до 10° и в особенности с 53° до 31°. Застревание не повторилось – по-видимому, посторонний предмет удалось «выпихнуть», и в середине июня ограничения на движение платформы были сняты. После этого удалось закончить юстировку и калибровку установленных на платформе приборов.

В марте 1978 г. на первом аппарате, как и четырьмя месяцами ранее на «Вояджере-2», было отмечено снижение характеристик твердотельного усилителя SSA при работе в режиме высокой мощности – ну не удалось компании Ford Aerospace это устройство! Поэтому 10 мая было проведено переключение на лампу бегущей волны S-диапазона.

15 июня на «Вояджере-1» провели тест воздействия выхлопа двигателей на конструкцию КА. Включения двух двигателей, смонтированных под углом 45° к остронаправленной антенне, проводились при отклонении на 45° в каждую сторону от штатной ориентации на Землю. Приемники на Земле ловили широкополосный сигнал с борта, чтобы по доплеровскому сдвигу определить эффективность двигателей.

Интересно, что в этот день с помощью научной плазменно-волновой подсистемы PWS удалось записать воздействие на космическую среду выброса паров гидразина. Будучи переведенным в звуковую форму, оно напоминало удар колотушкой по большой железной канистре для бензина.

Благодаря мощному носителю и высокой скорости отлета межпланетное путешествие «Вояджеров» было стремительным. 10 декабря 1977 г. оба аппарата пересекли условную границу пояса астероидов на расстоянии 1,7 а.е. от Солнца. Еще через пять суток, когда две станции находились на расстоянии 124,7 млн км от Земли и 17 млн км друг от друга, «Вояджер-1» обошел своего собрата и навсегда вырвался вперед в долгом путешествии к границам Солнечной системы.

В июле 1978 г. аппараты прошли за Солнцем. В течение двух недель Земля не выдавала никаких команд и пыталась лишь слушать «Вояджеры». Прием был особенно затруднен из-за сильных вспышек на Солнце в этот период.

В августе были внесены изменения в бортовые программы подсистемы ориентации и приводов AACS. Так, был разрешен режим медленного вращения КА вне зависимости от алгоритмов компенсации дрейфа гироскопов. Кроме того, AACS «научили» гасить кратковременными включениями двигателей возмущения от толчков при старте, остановке и изменении направления протяжки бортового магнитофона. Коррекцию бортовой программы AACS провели 14 августа на «Вояджере-1» и 28 августа на втором аппарате.

К этому моменту оба КА уже «ощутили» присутствие Юпитера – они регистрировали исходящее от него радиоизлучение, причем низкочастотная и высокочастотная компоненты имели противоположную поляризацию – левую и правую соответственно. Низкочастотные волны не могли быть зарегистрированы с Земли, так что 16 августа было объявлено о первом существенном открытии «Вояджеров».

Достигнув 8 сентября 1978 г. отметки 3,6 а.е. от Солнца, «Вояджер-1» невредимым вышел из пояса астероидов; «Вояджер-2» пересек эту границу лишь 21 октября.

Несмотря на четырехдневную задержку старта, траектория «Вояджера-1» почти не отличалась от той, что была рассчитана годами раньше. В октябре NASA объявило, что встреча «Вояджера-1» с Юпитером состоится 5 марта, а второй аппарат пройдет мимо планеты 9 июля 1979 г., как, собственно, и планировалось изначально. Расчетными датами сближения с Сатурном по-прежнему были 12 ноября 1980 г. и 27 августа 1981 г.