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

В 1983 г. Р. Джейкобсон уточнил момент пролета – 03:24:05 UTC по бортовому времени; последующие ревизии параметров движения Сатурна и его спутников оставили эту поправку в силе. Современная таблица основных событий пролета «Вояджера-2» отличается от приведенной здесь – она была скорректирована в результате дальнейшего уточнения моделей движения Сатурна и спутников после прибытия в систему Сатурна зонда «Кассини». Для Титана и Дионы отклонение от данных 1982 г. отсутствует, для большинства спутников оно не превосходит 10 секунд, и лишь для Гипериона и Япета максимальное сближение происходит позже на 32 и 62 секунды соответственно.

Программа дальнейших исследований была расписана на двадцать часов после пролета, однако выполнить ее не удалось. В 04:00 UTC аппарат зашел за Сатурн, и через 86 минут Земля перестала принимать его сигнал. Вне зоны связи «Вояджер-2» должен был отследить заход Солнца за планету, провести наблюдения ночной стороны и лимба, пересечь плоскость колец в 1200 км снаружи от кольца G и отснять их в тени «с ребра», сменить опорную звезду с β Киля на Вегу и выполнить фотополяриметрические наблюдения β Тельца при прохождении этой звезды за кольцами A и F. Последним пунктом плана было семиминутное сопровождение лимба Сатурна и просвечивание атмосферы планеты на двух частотах сразу для радиозондирования до глубины 2 атм.

За две минуты до полуночи по времени Пасадены, или в 06:58 по Гринвичу, антенна станции DSS-43 в Австралии уловила слабые сигналы «Вояджера», прошедшие 86 минутами раньше через краешек атмосферы Сатурна. Аппарат был жив, но, когда пошла телеметрия, выяснилось, что сканирующая платформа с камерами смотрит не на Сатурн и его кольца, как должна была бы, а «во тьму». Она застыла в положении, соответствующем азимуту 260° и углу места 20°.

Возможно, читатели помнят, что аналогичный отказ случился на «Вояджере-1» в самом начале полета, 23 февраля 1978 г., и тогда причиной был признан застрявший в механизме поворота платформы кусочек тефлона. Такой же была и первая версия причины нового сбоя, а вторая заключалась в том, что механизм был поврежден попаданием крупной частицы при прохождении плоскости колец. В ее пользу говорил тот факт, что примерно в это время было зафиксировано несколько непредусмотренных включений двигателей ориентации «Вояджера».

Добавим, что «Вояджер-2» прошел через плоскость колец в 04:18 UTC в направлении с севера на юг на расстоянии 2,86 RS от центра планеты (172 500 км), в 32 000 км от внешнего края кольца F и примерно в 3000 км снаружи от слабого кольца G. При этом на протяжении 150 секунд плазменный инструмент «слышал» интенсивный – в миллион раз сильнее нормального – шум на частоте до 1 МГц. Научная группа Джеймса Уорвика объяснила это явление ударами в корпус аппарата на скорости порядка 13 км/с частиц микронного размера из кольца G, их испарением и ионизацией.

…В два часа ночи по калифорнийскому времени на борт ушли команды, приостанавливающие выполнение записанной на борту программы, – дальше предусматривалась ориентация КА продольной осью вдоль оси вращения планеты для регистрации движения плазмы и потоков частиц – и предписывающие развернуть платформу по углу места, чтобы избежать случайного наведения приборов на Солнце. Операторы заранее подстраховались с подбором режима передачи для общения с бортовым приемником «Вояджера» – следовало ожидать, что после нахождения в тени Сатурна его рабочая частота сдвинется непредсказуемым образом. Через четыре часа стало ясно, что «Вояджер-2» принял и выполнил инструкции Земли.

После считывания данных с бортового запоминающего устройства выяснилось, что отказ сканирующей платформы не был связан с прохождением плоскости колец. Оказалось, она застряла существенно позже, через 102 минуты после наибольшего сближения, или в 05:06 по бортовым часам, во время планового разворота, причем перед этим платформа двигалась по углу места безукоризненно, а по азимуту – с трудом и в одном направлении медленнее, чем в другом. Стало ясно, что причина сбоя – внутренняя и, возможно, не имеет катастрофического характера.

Однако это была не единственная проблема. В течение пяти часов от момента пролета Сатурна аппарат вынужденно ориентировался с использованием гироскопов вместо звездного датчика, а они за это время накопили ошибку примерно в 1°. Для узкоугольной камеры и ИК-радиометра такое смещение было фатальным. И когда 26 августа на Земле считали содержимое бортового магнитофона DTR, выяснилось, что значительная часть все-таки выполненных наблюдений испорчена. Вместо двух из трех фотографий Энцелада и шести снимков Тефии с близкой дистанции с экранов смотрело пустое небо, и лишь на один из них случайно попал маленький кусочек спутника. Только снимки колец оказались удачными – мимо цели такого размера трудно было промахнуться! Едва ли не последним из них стал случайный, но очень интересный снимок деления Энке с извилистым колечком посередине.

В результате не было сделано примерно 600 запланированных снимков. Не удалось провести съемку колец с неосвещенной стороны, инфракрасные измерения тепловой инерции материала колец по мере входа их в тень и ультрафиолетовую спектроскопию при просвечивании колец Солнцем, фотополяриметрические наблюдения спутников. Не состоялась детальная съемка южного полушария Сатурна.

Из того, что все же удалось сделать, стоит упомянуть просвечивание атмосферы Сатурна над тропическими широтами, которое дало температуру 143 К на глубине 1,2 атм и 82–83 К на уровне тропопаузы. Инфракрасные измерения показали, что на этой высоте в северных полярных широтах на 5° холоднее, чем в умеренных, и на 10° холоднее, чем в южной полярной области. Как и на Юпитере, над полярными областями в ультрафиолете были найдены поглощающие слои из сложных углеводородных молекул, порождаемых авроральной активностью.

В целом же почти все поставленные на фазу пролета задачи были выполнены, и Брэдфорд Смит, безусловно, был прав, когда, узнав об аварии платформы, заметил с облегчением, что слава богу, это произошло сейчас, а не на несколько часов раньше!

Первые попытки «расшатать» механизм попеременным включением привода то в одну, то в другую сторону не удались. Лишь через 17 часов после аварии операторам удалось сдвинуть платформу на 10° по азимуту, и появилась надежда на восстановление ее работы. Утром 28 августа серией медленных движений они развернули платформу на 40°, навели камеры на Сатурн и начали съемку на отлете с расстояния 3,2 млн км южного полушария планеты и ее колец. Первый кадр после долгого перерыва появился на экранах JPL 29 августа в 00:40 UTC.

Азимутальный привод сначала работал нехотя и медленно, но его поведение постепенно улучшалось, и 4 сентября в 02:23 UTC уже по командам бортового компьютера была начата съемка Фебы с расстояния 2,08 млн км. Для этого весь «Вояджер-2» развернули так, чтобы опорной звездой был Канопус, малыми шагами навели камеру на Фебу и за 25 часов сделали более 200 снимков. Кроме камеры, измерения вели ИК-датчик и фотополяриметр.