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

Судьба перспективных проектов решилась в ходе подготовки бюджета на 1973 ф.г. Новый администратор NASA Джеймс Флетчер заявил 20 мая 1971 г., что в ближайшие годы агентство сконцентрируется на двух новых программах: на космической транспортной системе Space Shuttle и на «Большом туре», которому он явно симпатизировал. В проект бюджета, который Флетчер передал в OMB 30 сентября, были заложены расходы на обе программы. Однако в декабре глава агентства узнал, что президент Никсон – хозяин своего слова, он намерен утвердить создание шаттла в любом случае и не готов финансировать обе программы одновременно. Флетчер сдался и согласился заменить «Большой тур» запуском двух аппаратов класса «Маринер» в 1977 г.

Решение о закрытии «Большого тура» было объявлено 22 января 1972 г. одновременно с представлением проекта бюджета на 1973 ф.г. Однако еще до этого в Лаборатории реактивного движения JPL началось планирование нового проекта с целью исследования Юпитера, Сатурна и их наиболее интересных спутников – Ио и Титана. Неофициально его называли Mini Grand Tour, а по документам он проходил как MJS-77, то есть Mariner Jupiter Saturn 1977. В феврале новую программу стоимостью «всего» 360 млн долларов единогласно поддержала Комиссия по космической науке, а вскоре и Конгресс проголосовал за выделение средств в размере 7 млн на первый год работ.

По решению Джона Ногла контракт на MJS-77 промышленности не выдавался – проект остался внутренней разработкой JPL. 18 мая был оформлен соответствующий заказ, а 3 июня 1972 г. подписали утверждающие документы по проекту. Официальной датой его начала стало 1 июля – первый день 1973 ф.г.

«Цели ясны, задачи определены, за работу, товарищи!»?

Как бы не так.

Проекту MJS-77 с этого момента уже ничего не угрожало, и он благополучно дошел до запуска. Но параллельно с разработкой двух пролетных аппаратов класса «Маринер» обсуждались, рассматривались и отчасти даже делались еще с десяток проектов исследования дальних планет, два из которых «выстрелили» лишь в 1990-е гг. «Линии судьбы» их переплетались самым замысловатым образом.

В августе 1971 г. в Вудс-Хоуле ученые рекомендовали использовать два подготавливаемых тогда к старту «Пионера» для всестороннего изучения радиационных поясов Юпитера на предмет их опасности, даже если это создаст риск потери аппаратов-разведчиков, а также переделать технологический экземпляр в летное изделие «Пионер-H» для исследования магнитосферы и радиационной обстановки у Юпитера на случай, если с заданием не справятся два предшествующих.

Очень похожее предложение подготовил в том же августе 1971 г. по заданию NASA Отдел перспективных проектов Центра Эймса. Третий «Пионер» предполагалось отправить в облет Юпитера с выходом из плоскости эклиптики. Основной целью экспедиции было изучение солнечного ветра и магнитного поля на больших эклиптических широтах, а также космических лучей солнечного и галактического происхождения.

Запуск предполагался в мае 1974 г. на носителе «Титан-Центавр» с дополнительной ступенью TE-M-364–4 – по условиям встречи с планетой нужна была высокая отлетная скорость. В июне 1975 г. аппарат должен был пройти под южным полюсом Юпитера и, отсняв его полярные районы, отправиться к Солнцу по орбите наклонением 92,5° с прохождением спустя два года над северным полюсом светила и пересечением эклиптики за Солнцем в августе 1977 г. на дистанции 1,2 а.е.

Это красивое предложение не было реализовано, но идею не забыли. В феврале 1974 г. NASA и Европейская организация космических исследований ESRO провели «ревизию» научных космических программ и в числе возможных совместных начинаний назвали запуск спутника Юпитера и создание внеэклиптического зонда. В апреле 1977 г. был учрежден совместный с Европой проект ISPM[36], предусматривавший запуск в 1983 г. на шаттле двух вновь разработанных аппаратов – американского и европейского – с выходом из плоскости эклиптики в результате гравитационного маневра у Юпитера и облетом Солнца по полярным орбитам во встречных направлениях. В феврале 1981 г. новая администрация Рейгана в порыве крохоборства «зарубила» свою часть проекта, но согласилась запустить европейский зонд. Он стартовал под названием «Улисс» (Ulysses) в октябре 1990 г. и блестяще выполнил свою программу.

Весной 1972 г. учрежденная NASA Научная консультативная группа по полетам во внешнюю часть Солнечной системы поддержала, среди прочих, идею запуска в 1981–1982 гг. двух спутников Юпитера на базе «Маринера». Агентство поручило Лаборатории реактивного движения проработать такой проект, причем уже с запуском на шаттле. Научным руководителем был Уильям Хаббард из Аризонского университета.

При разработке программы исследований в системе Юпитера был предложен «тур по спутникам» – схема многократных изменений орбит путем гравитационных маневров у больших лун планеты. От аппарата требовался лишь небольшой расход топлива на коррекции перед очередной встречей, так что при довольно скромной начальной массе можно было долго и продуктивно работать в разных областях системы Юпитера. Эту удивительную траекторию просчитали сотрудники Группы перспективных проектов JPL Джон Бекман, Пол Робертс, Чонси Апхофф и Луис Фридман, будущий президент Планетарного общества.

Пролет «Пионера-10» у Юпитера в декабре 1973 г. показал, что радиационные пояса планеты представляют собой лишь умеренную опасность. Оказалось, что атмосферные зонды, которые проектанты прикидывали «на перспективу» для Сатурна и Урана, в принципе выдержат и погружение в Юпитер. Центр Эймса при поддержке TRW подготовил альтернативный проект спутника Юпитера с зондом с забавным обозначением PJOP по первым буквам английского названия[37]. Научную группу возглавлял Джеймс Ван Аллен.

За основу вновь взяли «Пионер-H», а в партнеры выбрали европейское ESRO. На совещании американских и европейских специалистов 17–18 июня 1974 г. в Центре Эймса была сформулирована концепция миссии с основной задачей изучения магнитного поля планеты. Рабочая группа рекомендовала выделить из лимита в 40 кг полезной нагрузки 70 % под аппаратуру для регистрации энергичных частиц и магнитных полей, а остальное – на съемку в видимом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах.

Комиссия по космической науке Национальной академии наук летом 1974 г. поддержала оба проекта спутника Юпитера, но тут же усомнилась в возможности изыскать необходимые средства на все рекомендуемые ею начинания. NASA организовало изучение различных концепций в рабочих группах, которые представили свои выводы Консультативной группе по стратегии исследования внешних планет. Последняя в феврале 1975 г. заключила, что эймсовский спутник на базе «Пионера» с атмосферным зондом следует запустить раньше пасаденовского аппарата класса «Маринер». Академическая комиссия также поддержала проект нового «Пионера», и агентство перевело его на фазу разработки B, то есть на этап детального обоснования.