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

Поперечную развертку изображения обеспечивали либо шаговый двигатель прибора, постепенно поворачивающий телескоп в пределах 14° по углу места, либо пространственное движение самого «Пионера». Но какое же это было медленное дело… пять строк в минуту, от 25 до 110 минут на один кадр, в зависимости от сюжета!

Специальная наземная система, созданная группой Ральфа Бейкера из Аризонского университета, собирала отдельные пиксельные линии в снимки планеты. Из красного и синего кадров искусственно синтезировался зеленый, а из всех трех – цветной снимок. За демонстрацию фотографий Юпитера в реальном времени, пусть даже с пропусками строк, сбоями и искажениями, сан-францисское отделение Национальной академии телевизионных искусств присудило проекту «Пионер» премию Emmy.

Угловое разрешение IPP было лишь немного хуже, чем у человеческого глаза. Поэтому прибор показывал планету примерно такой же, какой увидел бы ее человек на борту «Пионера-10». Число линий и, соответственно, необходимое время съемки кадра определялись угловым размером Юпитера в заданный день и час. Так, 16 ноября видимый размер планеты сравнялся с Луной, и ее диск разрешался примерно на 18 строк, а к 24 ноября он уже соответствовал 30 строкам разложения.

26 ноября в 20:30 UTC на расстоянии 109 радиусов Юпитера[31] аппарат вошел в ударную волну, которая формировалась в солнечном ветре при встрече с планетой и ее магнитосферой. Шесть приборов из 11 в это время резко изменили свои показания. Скорость солнечного ветра сразу снизилась вдвое, с 450 до 250 км/с, а вот энергия частиц подскочила на порядок – с 50 000 до 500 000 К, если характеризовать ее абсолютной температурой плазмы[32]. Размеры возмущенного Юпитером пространства потрясали – порядка 25 млн км в плоскости эклиптики!

Ровно сутки потребовались «Пионеру-10», чтобы пересечь магнитослой – зону за ударной волной, где солнечный ветер постепенно меняет направление и отворачивает в стороны. 27 ноября в 20:30 на отметке 96 радиусов Юпитера аппарат прошел магнитопаузу – границу магнитосферы планеты. Давление магнитного поля Юпитера и плазмы в нем сравнялось с давлением солнечного ветра, который уже не мог проникнуть ближе к планете.

29 ноября аппарат миновал все внешние спутники и вступил во внутреннюю область системы Юпитера. Однако на следующий день случился резкий спад магнитного поля и радиационных измерений: это солнечный ветер усилился и оттеснил магнитопаузу ближе к планете!

3 декабря около 04:30 UTC на отметке 20 RJ «Пионер-10» наконец проник в дипольную область, где магнитное поле вращалось вместе с планетой. Оно оказалось в восемь – десять раз мощнее, а запасенная в нем энергия была в 20 000 раз больше, чем в земном. Поле было обратной полярности – северный магнитный полюс находился вблизи южного географического полюса Юпитера. Ось магнитного диполя оказалась наклонена на 11° и смещена относительно оси вращения планеты, из-за чего данные магнитометра колебались с десятичасовым периодом, и вообще структура магнитного поля была довольно сложной. На уровне облаков оно имело силу от 2 до 15 гаусс против 0,35 гаусс земного поля.

За шесть часов до пролета планета перестала умещаться в кадре IPP, и тогда же на полчаса прервалась передача «картинки» фотополяриметра, которая приходила на Землю с задержкой на 45 мин 55 с. Пресса потом придумала, что какой-то гость в центре управления случайно нажал на кнопку и отключил сразу восемь приборов, хотя на самом деле сбой произошел на борту. Чтобы обезопасить аппарат от выполнения случайных команд, вызванных радиацией вблизи Юпитера, на борт раз в несколько минут отправлялась «лечебная» посылка; кроме того, специальная последовательность команд восстанавливала работу фотополяриметра в случае сбоя. Первое такое нарушение случилось 3 декабря около 18:00 UTC на расстоянии 9 RJ, а всего за время встречи они произошли десять раз. Один из сбоев пришелся на лучший из запланированных кадров Ио. Досадно: вулканы на этом спутнике могли быть обнаружены на семь лет раньше!

На лучшем снимке Ганимеда различались детали размером 400 км. В них угадывалась пара 800-километровых «морей», одно у южного полюса, другое вблизи экватора, и яркая северная полярная часть.

На Европе удалось разглядеть темные детали в северном полушарии, напоминающие лунные моря, и большой и очень яркий регион в южном. Была выдвинута гипотеза, что в этом месте удар крупного астероида обнажил 50-километровый слой льда – который залегает в остальных местах на глубине 10 км и более.

Последний снимок планеты на подлете «Пионер-10» сделал с расстояния 203 000 км, а первый на отлете – удалившись уже на 504 000 км. Из-за насыщения блока контроля усиления несколько близких видов Юпитера были пересвечены до полной негодности. Тем не менее на снимках, принятых в течение суток до пролета и суток после него, можно было увидеть детали размером порядка 200 км. Всего же за период с 30 ноября по 7 декабря Земля получила 153 хороших изображений планеты.

4 декабря 1973 г. в 02:25:11 UTC по бортовому времени станция пронеслась на минимальном расстоянии 202 756 км от центра Юпитера и на высоте 131 358 км над границей облаков планеты[33]. Наклонение гиперболической траектории к плоскости эклиптики составило 13,8°, скорость в перицентре достигла 36,7 км/с.