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

Надо сказать, что оба аппарата тратили больше гидразина, чем предполагалось. Больше расчетных оказались и разовые расходы на коррекции орбиты, и фоновые – на поддержание текущей ориентации. Помимо воздействия солнечного ветра, отмечалась реакция системы ориентации на движение сканирующей платформы и даже на включение и выключение ленточного запоминающего устройства. Помимо повышенного расхода гидразина, это сказалось бы и на выполнении научной программы – от таких толчков могло «смазываться» изображение при фотографировании!

К концу ноября выяснилось, что с учетом экономии гидразина при доразгоне аппарата 20 августа и всех предпринятых мероприятий топлива на «Вояджере-2» хватит вплоть до Урана и еще останется 9 кг про запас. (Первый аппарат благодаря переносу старта с 1 на 5 сентября уже имел резерв в 23 кг, но и ему «облегчили жизнь», подкорректировав чувствительность солнечного датчика.)

2 ноября на «Вояджере-2» обнаружили перегрев детектора заряженных частиц LECP со сбоем в работе шагового двигателя устройства наведения этого прибора. Он совпал по времени с тестовым включением передатчика X-диапазона[56] через остронаправленную антенну и более не повторялся. А вот отмеченное в декабре значительное снижение чувствительности инфракрасного прибора IRIS заставило поломать голову. С ним удалось справиться лишь через год, 28 сентября 1978 г., путем временного прогрева спектрометра от 200 до 267 К[57].

Запланированные на конец года наблюдения кометы Кохлера (Kohler) решено было не проводить: специалисты опасались повреждения видиконов при продолжительной съемке объекта на малом угловом расстоянии от Солнца.

5–8 декабря тестировали отдельные рабочие программы, подготавливаемые к встрече с Юпитером, в реальных условиях космического полета. Нужно было проверить соосность камер и спектрометров, убедиться в возможности вести прямую передачу информации на максимальной скорости 115 200 бит/с, учесть заранее механические и электронные помехи.

27–28 декабря «Вояджер-2» выполнил так называемый научный маневр этапа перелета CRSMVR[58] с целью калибровки магнитометра и обзора небесной сферы УФ-спектрометром и инструментами для регистрации частиц. Маневр состоял из десяти оборотов вокруг оси рысканья +Y в течение пяти часов и 25 оборотов по крену на протяжении двенадцати часов. Последний из них закончился на 20 секунд раньше, чем ожидал компьютер. Аппарат ушел в защитный режим, последующий разворот для наблюдения Марса не состоялся. При воспроизведении 30 декабря записанной информации выяснилось, что потеряно четыре из двадцати часов научных данных.

2 февраля 1978 г. аппарат еще раз попал в защитный режим, случайно потеряв Канопус в самом конце сеанса связи – операторы этого не заметили. В следующем сеансе в тот же день командами с Земли «Вояджер-2» был возвращен в штатное положение и 8 февраля впервые отснял Юпитер и его спутники с расстояния 437 млн км. Проводились также тестовые наблюдения Марса и Сатурна.

25 февраля научная команда фотополяриметра обнаружила, что прибор на «Вояджере-2» самопроизвольно переключает фильтры. Колесо фильтров проигнорировало команду вернуться в исходное состояние, но неожиданно выяснилось, что ее выполнило застрявшее ранее колесо анализатора. При тестировании 2 и 14 марта прибор работал без замечаний, но колесо анализатора на всякий случай трогать не стали.

Успешным был и пятичасовой тест сканирующей платформы 7 марта, во время которого установленные на ней камеры, ИК-радиометр и фотополяриметр калибровались по мишени.

Еще в конце ноября 1977 г. на «Вояджере-2» отметили ухудшение характеристик твердотельного усилителя SSA в составе передатчика диапазона S, и его пришлось ограничить работой на низком уровне мощности. Но намного более серьезной оказалась новая проблема с радиокомплексом, с которой аппарат столкнулся весной 1978 г. на полпути к Юпитеру.

Из-за ошибки наземной группы управления команды на борт не поступали достаточно долго, и активизировался бортовой алгоритм защиты. 5 апреля, по истечении семи суток с момента приема последней команды с Земли, «Вояджер-2» инициировал переключение с основного командного приемника № 1, заподозрив его в неисправности, на запасной приемник № 2. «Вояджер» честно доложил о ситуации на Землю, но, к изумлению операторов, отказался реагировать на инструкции, адресуемые теперь приемнику № 2. Впечатление было такое, что он их просто не слышит.

Через двенадцать часов, в соответствии с логикой бортовой программы, «Вояджер-2» сменил приемник еще раз. Первый заработал, и в течение 30 минут станция слышала Землю. После этого телеметрия показала мощный скачок по питанию, предохранители сгорели и основной приемник был мертв!

А запасной… правильно, запасной остался выключен: ведь несколько команд на борт прошли, таймер потери управления запустился по новой и отсчитывал очередные семь суток! Да и если бы этот приемник функционировал – какой толк, если в течение двенадцати часов до него так и не удалось достучаться?

Итак, основной приемник сгорел буквально на глазах операторов, а запасной оказался неисправным. Казалось, аппарат обречен. Да, он будет какое-то время дотошно выполнять последнюю заложенную в него программу, но то, ради чего запускали «Вояджер-2», сделать будет невозможно!

Однако специалисты не спешили сдаваться. В течение суток им удалось разобраться в ситуации и даже найти вероятную причину отказа: в запасном командном приемнике пробило конденсатор TLC[59] в контуре автоматической подстройки частоты гетеродина, и он утратил возможность отслеживать частоту радиосигнала, приходящего с Земли.

Из-за эффекта Доплера, обусловленного сложным взаимным движением КА и передающей антенны на Земле, частота эта мало того что не равна частоте передачи, но и все время «плывет». Поэтому приемник умеет искать сигнал Земли в довольно широком диапазоне – по 100 кГц в каждую сторону от номинала – и, обнаружив его, захватывает и отслеживает с помощью контура автоматической подстройки частоты.

В запасном приемнике «Вояджера-2» этот контур не работал, и Землю можно было услышать лишь в очень узком диапазоне – по 96 Гц в каждую сторону относительно некоторой фиксированной величины. Такое отклонение соответствовало изменению скорости движения КА относительно наземной станции всего на 13 м/с. Между тем одно лишь вращение Земли давало за время сеанса связи намного бо́льшие вариации скорости, оставляя не более двух часов доступа к борту подряд.