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

22 января в течение двух часов аппаратура LECP впервые зафиксировала поток ионов из системы Юпитера в сторону Солнца. В последующие дни частота и продолжительность таких явлений возрастала.

29 января «Вояджер-1» выполнил первую подлетную коррекцию TCM-A3 – двигатели проработали 22 мин 36 с и изменили скорость полета на 4,21 м/с против 4,15 м/с по плану.

С 30 января по 3 февраля в течение 100 часов с расстояний от 35 до 31 млн км проводилась непрерывная съемка «мультфильма» из жизни планеты – кадры шли с интервалами в 96 секунд с круглосуточной прямой передачей на Землю в X-диапазоне на скорости 67 200 бит/с через три 64-метровые антенны сети DSN. В «фильме» продолжительностью в десять суток Юпитера были ясно видны изменения картины атмосферных потоков, а также вращение Большого Красного Пятна. Оно оказалось антициклоном, в котором вещество делало полный оборот против часовой стрелки за шесть суток.

На этом фаза обсервации закончилась, и с 3 февраля начался дальний этап подлета. 4 февраля аппарат выполнил «малый» научный маневр Mini-CRSMVR[64] для калибровки аппаратуры плазмы и частиц. От обычного он отличался меньшим числом вращений – за шесть часов было сделано четыре оборота по крену и четыре по рысканью – и объемом записанных данных: большой маневр занимал ленту записывающего устройства почти полностью, а малый – лишь на 40 %.

6 и 16 февраля протестировали солнечный датчик, а 9 февраля провели четырехчасовую калибровку оптических инструментов по мишени. Фотографирование Юпитера раз в два часа продолжалось; к 21 февраля было сделано около 9300 снимков.

С приближением к планете для определения положения КА, помимо радиоизмерений дальности и скорости, стали использовать оптическую навигацию – начиная с 4 февраля аппарат выполнял съемку спутников Юпитера на фоне звезд. Для обработки этих изображений на Земле пришлось подготовить специальный высокоточный звездный каталог. Навигационная группа JPL, насчитывавшая 20 специалистов, справилась с этим и уверенно вела «Вояджер» к цели.

21 февраля в 03:59 UTC аппарат провел вторую подлетную коррекцию TCM-A4. Двигатели проработали примерно 2 мин 15 с, приращение скорости было расчетным – 0,59 м/с.

Начался ближний этап подлета. Планета была уже рядом: 10 февраля аппарат прошел орбиту Синопе, самого далекого спутника Юпитера, обращающегося в 23 млн км от него. Юпитер перестал влезать в кадр узкоугольной камеры 3 февраля; пришлось перейти к цветным мозаикам 2 × 2, с 21 февраля – на 3 × 3, а 26 февраля изображение уже «склеивали» из нескольких десятков кадров за фиолетовым, оранжевым и зеленым светофильтрами.

Первой «героиней» телефотосъемки спутников Юпитера стала Каллисто. С 19 по 26 февраля этот спутник был объектом частых наблюдений узкоугольной камерой ISS.

22 февраля и 1 марта Европа входила в тень Юпитера; ученые использовали первое из этих событий для измерения тепловой инерции ее поверхностного материала, а второе – для оптической съемки с фиолетовым фильтром. Регулярное фотографирование Ганимеда началось 25 февраля, Европы – 1 марта.

Ультрафиолетовый спектрометр UVS использовался для наблюдений Ганимеда (8 февраля), Европы (11 февраля), Ио (12 февраля) и Каллисто (16 февраля). Его же применили 19 февраля для вертикального сканирования в течение 7,5 часов всей области галилеевых спутников. Прибор Лайла Бродфута обнаружил авроральную активность, то есть некую форму полярных сияний, в полярной атмосфере Юпитера и вдоль орбиты Ио, причем с существенно разными спектрами.

21 февраля фотополяриметр изучал распределение в системе нейтрального натрия.

Плазменный инструмент PWS продолжал регистрировать низкочастотное излучение в диапазоне 10–60 кГц общей мощностью порядка 1 ГВт, исходящее как будто из района орбиты Ио и усиливающееся в те часы, когда планета поворачивалась к гостю с Земли тем или иным магнитным полюсом.

26 февраля на дистанции 100 RJ ожидалась ударная волна – место встречи солнечного ветра с магнитосферой планеты. Примерно здесь в нее вошли оба «Пионера», но «Вояджер» ее еще не видел, и ученые напряженно вглядывались в показания магнитометра и детектора заряженных частиц LECP. Похоже было, что в условиях большей солнечной активности, чем в 1973–1974 гг., солнечный ветер «обжал» магнитосферу Юпитера.

Долгожданное событие произошло 28 февраля в 14:34 UTC на расстоянии 85,7 радиуса Юпитера (6,1 млн км) от планеты. Вскоре, однако, очередной «порыв» солнечного ветра придвинул границу ближе к Юпитеру, и в 19:52 на расстоянии 5,9 млн км «Вояджер-1» опять оказался в типичной межпланетной среде.

Соревнование с Солнцем продолжалось трое суток и, как и следовало ожидать, закончилось победой «Вояджера». Второй раз аппарат вошел в ударную волну 1 марта в 12:26 на дальности 71,7 RJ (5,1 млн км), а в 19:43 пересек магнитопаузу и оказался в области господства магнитного поля Юпитера. Ученые даже успели порадоваться, но в ранние часы 2 марта светило нанесло ответный удар. Давление солнечного ветра выросло в 12 раз, и обе границы пронеслись мимо «Вояджера» вперед. Удачным оказался лишь третий вход в ударную волну в 13:08 на отметке 55,7 RJ, а 3 марта в 02:20 на расстоянии 46,7 RJ (3,4 млн км) аппарат окончательно пересек магнитопаузу и погрузился в магнитосферу планеты.

Со 2 марта основными объектами съемки стали Юпитер и Ио. Утром 3 марта, однако, над приемной станцией в Австралии разразилась гроза, и в течение 3 ч 20 мин информация с борта не проходила совсем. Были потеряны детальные снимки Большого Красного Пятна и результаты наблюдений за натриевым облаком вокруг Ио. 4 марта пропали еще 53 минуты данных – на этот раз из-за ошибки в задании частоты приемника на испанской станции.

Кстати сказать, всего «Вояджер-1» сделал в системе Юпитера двумя камерами в составе ISS около 18 800 снимков. Напомним: фотополяриметры «Пионера-10» и «Пионера-11» сделали в общей сложности около 1000 кадров, из них на 60 и 28 соответственно был запечатлен Юпитер. Удачные же снимки спутников считали по пальцам одной руки: Ио – один, Европа – один, Ганимед – два, Каллисто – несколько штук.

Главная фаза сближения с Юпитером продолжалась 39 часов – с 11:59 UTC 4 марта до 02:53 UTC 6 марта. Интерес к событию был огромным. Сотни журналистов прибыли в пресс-центр в аудитории имени фон Кармана в JPL. Местная кабельная телекомпания KCET вела прямой репортаж, делясь сигналом с другими заинтересованными станциями. Многие знаменитости, в том числе губернатор Калифорнии Джерри Браун, провели ночь с 4 на 5 марта в JPL. В Вашингтоне в кабинете Джеймса Картера установили монитор, по которому за происходящим наблюдали президент и члены его семьи.