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

Сами кольца и даже промежутки между ними «распались» на 500–1000 концентрических «колечек». «Вояджер-1» подтвердил существование кольца D, которое спускается к самому краю атмосферы Сатурна, и открыл тонкое кольцо G в интервале между кольцом F и краем внешнего кольца E – сначала по тени, которую оно случайно отбросило на Эпиметей, а потом и в проходящем свете. Частицы колец E и F оказались очень мелкими, порядка 0,2 мкм. Удалось подтвердить вывод «Пионера-11» о том, что эти частицы – ледяные или силикатно-ледяные.

Кольца имели собственную «атмосферу» из нейтрального водорода плотностью около 600 частиц на 1 см3, уходящую наружу за пределы кольца A и имеющую около 120 000 км в толщину.

Большой диапазон размеров частиц – от долей микрометра до десятков метров и более – а также огромное количество кратеров, сохранившихся на Рее, заставили Юджина Шумейкера из Геологической службы США предположить, что кольца Сатурна являются результатом разрушения трех или более внутренних спутников планеты в результате кометной бомбардировки.

На отлете от планеты «Вояджер-1» прошел с небольшими интервалами вблизи Мимаса, Энцелада, Дионы и Реи.

Маленький Мимас, ледяная луна без видимых признаков внутренней активности, оказался обладателем огромной раны по центру переднего полушария – кратера Гершель диаметром 130 км, то есть в 1/3 диаметра самого спутника, с пятикилометровыми стенами над чашей глубиной 10 км и с центральной горкой поперечником 30 км и высотой 6 км. С определенного ракурса он поразительно напоминал «Звезду смерти» из первого фильма «Звездных войн», вышедшего тремя годами раньше. Прочие кратеры размером от 20 до 50 км были немногочисленны. «Вояджер-1» сумел отснять оба полушария Мимаса и обнаружил в точке, противоположной большому кратеру, борозды длиной до 90 км, явно связанные с катастрофой, постигшей этот спутник. Вероятно, после удара он был раздроблен на части, но вновь собрался в единое целое под действием гравитации. Если бы удар был немного сильнее, Мимас мог окончательно развалиться на куски. (Может, это и произошло когда-то с его соседом «этажом ниже», от которого остались два больших обломка – Янус и Эпиметей?)

Рею, второй по величине спутник Сатурна, аппарат фотографировал практически «в упор», с дистанции всего в 73 000 км и с наилучшим разрешением 2,5 км. Чтобы изображение не смазывалось, с 06:13 до 07:16 выполнялся специальный разворот для сопровождения цели, а снимки записывались на борту. Судя по невероятной плотности кратеров, буквально перекрывающих друг друга, некоторые части поверхности Реи не подвергались геологическим изменениям уже 4 млрд лет – с момента великой астероидной бомбардировки на заре образования планет и спутников Солнечной системы. В то же время в ряде районов отмечался дефицит больших кратеров с диаметром более 100 км, что говорило об ином характере бомбардировки или о внутренней активности. Наиболее крупный кратер имел 300 км в диаметре. Многие имели центральные горки и были окружены светлыми лучами. Были найдены гребни и желоба, сходные с уже известными на Луне и на Меркурии. Удалось измерить температуру поверхности Реи – 98 К перед входом в тень, 75 К и ниже после входа.

На яркой поверхности Дионы, отражающей 60 % солнечных лучей, «Вояджер-1» увидел множество неглубоких кратеров диаметром до 100 км, многие из которых были окружены лучами свежевыброшенного льда или инея, несколько извилистых борозд (трещины в коре?) и «бассейн» с вытянутыми очертаниями длиной около 240 км, напоминающий лунные моря. На Дионе, как и на Рее, встречались очень яркие клочковатые участки – их считали трещинами ледяной коры, через которые излилась и замерзла чистая вода.

Энцелад с расстояния более 200 000 км выглядел очень ровным, без кратеров. Так могло казаться из-за сравнительно низкого разрешения (около 12 км), но могло быть и правдой. Наблюдалась также одна 150-километровая линейная деталь непонятной природы. Так или иначе, объяснение было наготове: находясь в орбитальном резонансе с Дионой (1:2 по периоду обращения), спутник должен был испытывать мощное приливное воздействие, вызывающее разогрев ледяной коры. А теплый лед ведет себя уже не как скальная порода: он способен течь и сглаживать все неровности поверхности.

Брэдфорд Смит, подводя итоги встречи с Сатурном, отметил, что мы узнали больше о системе Сатурна за последнюю неделю, чем за всю письменную историю [человечества]. Но она еще не была завершена. Далекие пролеты Гипериона и Япета 13 и 14 ноября стали финишем фазы сближения с Сатурном. На светлом хвостовом полушарии Япета с расстояния 3,2 млн км удалось разглядеть круглое образование диаметром около 200 км с темным пятном в центре – по-видимому, ударный кратер, окаймленный выброшенным материалом.

Итак, с разных дистанций «Вояджер-1» отснял как «старые», так и все шесть «новых» спутников, однако только Янус (1980 S1) и Эпиметей (1980 S3, «Скала Пионера») удалось увидеть с достаточным разрешением, чтобы судить об их размерах и форме. Янус был около 200 км вдоль длинной оси, ориентированной на Сатурн; две остальные оси эллипсоида оценили в 180 и 150 км. Эпиметей отдаленно напоминал формой спутник Марса Фобос, только был вдесятеро больше – 180 × 80 км. Впоследствии по данным наземных наблюдений и слежения за полетом двух «Вояджеров» удалось установить, что Янус имеет массу 2 × 1018 кг при плотности 0,67 г/см3; Эпиметей – в 3,6 раза легче.

Заканчивая разговор о спутниках Сатурна, отметим, что Титан оказался сложен преимущественно из силикатов с толстой ледяной корой: его средняя плотность составила 1,94 г/см3. Диона, Рея, Мимас и Япет предстали сравнительно плотными силикатно-ледяными телами (1,43, 1,33, 1,21 и 1,24 г/см3); Тефия и Энцелад были лишь немного тяжелее чистого льда.

Удаляясь в направлении хвоста магнитосферы Сатурна, 14 ноября в 17:29 на отметке 43,1 RS (2,60 млн км) «Вояджер-1» в первый раз вышел из ее пределов, но, как и на входе, ему пришлось пройти магнитопаузу еще четыре раза – в последний раз в 21:52. Аппарат пересек ударную волну 16 ноября в 06:18 на расстоянии 77,9 RS (4,70 млн км) от планеты и вернулся в область господства солнечного ветра.

16 ноября «Вояджер-1» сделал «прощальный» кадр серпа Сатурна, отбрасывающего длинную тень на кольца, а до 18 ноября станция отсняла широкоугольной камерой еще один «мультфильм» вращения планеты. Проводились радионаблюдения и съемки в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазоне: так, 22–23 ноября было сделано 20-часовое сканирование плоскости колец УФ-спектрометром с целью поиска газового тора на орбите Титана, а 23–30 ноября измерения вел ИК-радиометр IRIS.