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

Фаза обсервации началась 5 июня с активации рабочей программы B501 в управляющем компьютере CCS. Номер ее расшифровывался следующим образом: B – «Вояджер-2», 5 – пятый этап полета, 01 – номер программы текущего этапа. Единичкой обозначались рабочие программы этапа отлета от Земли, двойкой – перелет по трассе Земля – Юпитер, тройкой – сближение с Юпитером, четверкой – перелет к Сатурну.

Первым делом «Вояджер-2» отснял 43-часовый «мультфильм» вращения планеты, который записывали на всех станциях по двухантенной схеме. Из-за сильных гроз в Испании часть снимков была потеряна, но их удалось считать повторно с бортового «магнитофона». После этого по пять раз за один оборот планеты снимали Сатурн, с помощью УФ-спектрометра изучали тор нейтрального водорода на орбите Титана, велась регистрация радиоизлучений Сатурна и параметров плазмы.

Во второй половине июня был зарегистрирован отказ электронной схемы в компьютере подсистемы летных данных FDS. К счастью, из-за него была потеряна лишь небольшая часть ячеек памяти, однако пролетную программу пришлось срочно переписывать.

19 июля в 11:15 состоялась коррекция TCM-B8 с приращением скорости 1,19 м/с для выхода в расчетную точку на минимальном расстоянии 161 100 км от Сатурна. Допустимое отклонение не должно было превышать 100 км – лишь в этом случае на «Вояджере-2» остался бы достаточный запас топлива для дальнейшего полета к Урану и Нептуну.

Баллистические результаты коррекции оценивались по навигационным съемкам спутников Сатурна, на которых определялось их положение относительно звезд. Радиотехнические измерения на расстоянии в 10 а.е. от Земли уже не обеспечивали достаточную точность и играли вспомогательную роль. Приходилось полагаться на снимки самого «Вояджера» и на модель движения Сатурна и его спутников, уточненную по результатам пролета первого аппарата и уточняемую на ходу (!) по мере сближения второго с планетой.

Так вот, измерения показали, что отклонение от расчетной точки достигает 900 км, причем лишь около 80 км из них были результатом погрешности выполнения маневра, а 390 км «набежало» из-за предстоящих разворотов «Вояджера» для научных наблюдений. Связанное с ними приращение скорости 0,13 м/с баллистики должны были учесть заранее при подготовке TCM-B8, но… этого сделано не было. Новая коррекция TCM-B9 была выполнена 18 августа в 21:25; двигатели проработали 380 секунд и дали приращение скорости 1,02 м/с.

Тем временем 31 июля на расстоянии 24,7 млн км от планеты началась первая, а 11 августа на отметке 14,4 млн км – вторая фаза подлета. Им соответствовали бортовые программы с номерами от B521 до B525.

На первом этапе программа была дополнена сканированием системы Сатурна в ультрафиолете, съемками и фотополяриметрией Япета, а с 15 августа по 5 сентября велась постоянная регистрация данных о движении «Вояджера» в интересах эксперимента по небесной механике.

13 августа началась съемка еще одного «мультфильма» из жизни кольца B – кадры делались за четырьмя светофильтрами с интервалами в 288 секунд на протяжении 30 часов, или трех оборотов кольца[77]. Геометрия съемки была более благоприятна, чем у первого «Вояджера». Во-первых, станция подходила к цели почти точно со стороны Солнца и с севера по отношению к экватору планеты; во-вторых, за девять месяцев Сатурн заметно сдвинулся от равноденствия в сторону северного лета, и кольца были освещены лучше[78]. Ну и, кроме всего прочего, чувствительность видиконовых трубок камер «Вояджера-2» была на 50 % лучше, чем у напарника.

Очень интересными оказались и съемки планеты. Весна в северном полушарии Сатурна вступала в свои права: за девять земных месяцев дымка над облачным покровом стала слабее, а активность пятен и вихревых образований – заметнее. Между 40° с.ш. и 40° ю.ш. по-прежнему фиксировалось мощное восточное течение, скорость которого к северу от экватора достигла 500 м/с и которое охватывало слой атмосферы толщиной порядка 2000 км. Менее интенсивные (от 50 до 200 м/с) струйные потоки наблюдались вплоть до 78° широты. Необычную темную волнистую линию удалось увидеть на 46° с.ш.

На тех широтах, где потоки взаимодействовали с «нормальными» полосами западных ветров, было обнаружено множество небольших циклонических и антициклонических штормов характерным размером 1000 км, а иногда и весьма крупных. Коричневый овал № 1 имел размеры 5000 × 3300 км, а скорость движения воздушных масс на его периферии составляла 30 м/с. На 47° с.ш. исследователи увидели необычный вихрь в виде цифры «6», которая меняла форму с каждым витком. На 74° с.ш. был найден новый овал размером с Евразию, получивший название Большая Берта, или Большое Коричневое Пятно, а еще севернее были уже довольно ясно видны «стороны» таинственного шестиугольника, окружающего полюс.

Особое внимание было уделено поиску новых малых спутников в делении Кассини между кольцами A и B и на границе между B и C. Такие спутники могли бы отвечать за «распихивание» материала кольца в стороны: расчеты показывали, что тело диаметром 25 км должно «освободить» зону шириной до 500 км. Для их «поимки» была проведена съемка одного из участков деления Кассини на протяжении полного оборота колец. Брэдфорд Смит заявил 23 августа, что если мы не найдем там спутники, снова будут проблемы. Увы, на пресс-конференции 24 августа обескураженные участники видеогруппы Джефф Куцци и Рик Террайл признали, что так и не смогли выявить малых лун размером даже 5–10 км. Смит отметил, что придется искать другие решения, чтобы объяснить сложную конфигурацию колец Сатурна и делений в них.

А кольца по мере приближения к планете разрешались на все большее количество отдельных полосок. Их уже невозможно было подсчитать, ясно было лишь, что их – тысячи!

За трое суток до сближения с Сатурном была проведена 13,5-часовая серия съемок кольца B узкоугольной камерой с целью поиска и изучения «спиц». Снимки делались раз в 192 секунды и передавались со скоростью 44 800 бит/с на сдвоенные наземные антенны.

Первым из спутников на пути «Вояджера-2» встретился Япет: 23 августа в 01:27 UTC по бортовому времени[79] аппарат прошел в 908 487 км выше его. Далеко, но все-таки в 2,5 раза ближе, чем первый из «Вояджеров»! Станция сделала около 30 снимков, на которых удалось разглядеть, что оба полушария спутника покрыты множеством кратеров и что переднее по ходу движения полушарие еще темнее, чем считалось ранее. Оно отражает всего 4–5 % падающего света – примерно как асфальт, в то время как хвостовое полушарие (за исключением темного дна кратеров) – 50 %, подобно свежему снегу. Что самое любопытное, темная сторона Япета имела заметный красно-коричневый оттенок и довольно высокую температуру – 110 К. Было выдвинуто предположение, что это… слой органических веществ, образовавшихся из имеющегося на спутнике метана под воздействием ионизирующего излучения. По возмущениям в движении «Вояджера» удалось установить среднюю плотность Япета – 1,15 г/см3 – и предположить, каков его вероятный состав: 35 % силикатов, 55 % водного льда и 10 % метанового.