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

Все внимание операторов и ученых теперь было приковано к «Вояджеру-2», который 14–20 апреля 1979 г. провел пятисуточную репетицию пролета Юпитера и 24 апреля начал наблюдения с начальной дистанции 56 млн км. Дальнейшее расписание выглядело так: с 24 мая по 8 июля – дальний и ближний этапы подлета, затем 60-часовой этап пролета и до 28 августа – фаза отлета.

Научная команда проекта, насчитывавшая к этому времени 106 исследователей, в поте лица обрабатывала результаты «Вояджера-1». Времени на то, чтобы внести какие-либо правки в график работы второй машины, было очень мало, тем более что работа с ней усложнилась из-за серьезных «болячек». Неисправный командный приемник требовал особой заботы. У фотополяриметра «залипло» кольцо анализатора, и его можно было использовать только для фотометрии в цветных каналах. Инфракрасный радиометр IRIS для восстановления характеристик пришлось прогревать в течение двух месяцев, до 21 июня включительно. С учетом сбоя времени на «Вояджере-1» на время пролета ввели автоматическую синхронизацию всех бортовых часов раз в час.

Три открытия «Вояджера-1» заставили изменить первоначально спроектированный вариант пролета второго аппарата: кольцо Юпитера, вулканы Ио и плазменный тор вдоль ее орбиты. Некоторые из первоначально планировавшихся наблюдений пришлось упростить, так как почти половину доступной памяти запасного командного компьютера CCS занимала аварийная программа BML. Работа началась 1 апреля; к началу июня окончательный список целей для телекамер, инфракрасного и ультрафиолетовых спектрометров был утвержден и «переводился» в язык командных последовательностей для загрузки на борт.

Траектория «Вояджера-2» задавалась требованиями дальнейшего полета к Сатурну и Урану. Второй аппарат должен был пройти над более высокими южными широтами планеты, чем первый, на вдвое большем расстоянии от нее и в условиях меньших радиационных нагрузок. Баллистики и специалисты по волнам и частицам, у которых естественной единицей был экваториальный радиус планеты, описывали эту разницу всего двумя числами: 10,11 против 4,89 RJ.

Для проводки станции по заданной траектории 25 мая был проведен маневр TCM-B3 с приращением скорости 1,38 м/с, а окончательная коррекция ее параметров была достигнута 27 июня в результате маневра TCM-B4 величиной 0,57 м/с.

К 5 июня появились признаки перегрева одного из отсеков корпуса во время разворотов и при изменении размера энергопотребления, а от этого «уходила» рабочая частота командного приемника. Пришлось еще раз пересчитать все развороты и переключения систем, которые могут повлечь вариации температуры, и уточнить планы выдачи команд на борт на соответствующие периоды.

С 24 апреля по 23 мая станция вела съемку планеты с двухчасовыми интервалами, чтобы сделать «мультфильм» и изучить динамику облачности и Большого Красного Пятна. Параллельно делались сканы системы в ультрафиолете и проводились измерения параметров среды и солнечного ветра. 27–29 мая был отснят 50-часовой «мультфильм», как и на «Вояджере-1».

Глобальные съемки Юпитера продолжались непрерывно вплоть до 27 июня с увеличенной частотой – за час аппарат снимал 12 кадров узкоугольной камерой и 2 кадра широкоугольной. После этого фотографировались лишь отдельные области планеты. Ультрафиолетовый спектрометр использовался для поиска полярных сияний, а 24 июня – для сканирования области вокруг орбиты Ио. 30 июня и 1 июля проводилась фотометрия Ио и Европы.

2 июля в 16:21 UTC на расстоянии в 99 RJ (7,1 млн км) станция в первый раз вошла в ударную волну. Таким образом, в этот день «шар» магнитосферы Юпитера был таким же, какой видели «Пионеры», – в десять раз больше Солнца. Но, как и в случае «Вояджера-1», граница магнитосферы «дышала», и до 5 июля магнитометры и приборы для регистрации параметров плазмы и плазменных волн зафиксировали пересечение ударной волны еще десять раз! Последний раз это произошло 5 июля в 09:55 на отметке 66,5 RJ; в тот же день в 18:40 «Вояджер-2» с третьей попытки прошел магнитопаузу.

Две камеры «Вояджера-2» сделали за время работы в системе Юпитера более 14 900 снимков. Аппарат выявил заметные изменения в атмосфере планеты, хотя «глобальный» рисунок облачного покрова остался прежним. Уже в мае были замечены встречные движения Большого Красного Пятна (0,26° в сутки на запад) и одного из «белых овалов» вблизи него (0,35° в сутки на восток, 60° за пять месяцев). Более того, все белые пятна на 41° ю.ш. сместились по долготе; один из этих «овалов» разрушился всего за 50 часов на глазах наблюдателей.

Бурые пятна в умеренной северной зоне, которые в марте были на одной долготе с БКП, все еще были видны, но успели уйти далеко от прежних мест. «Вояджер-2» нашел новое коричневое пятно на 15° с.ш., на северной границе темного экваториального пояса. Скорость струйных течений в атмосфере достигала 150 м/с.

Большое Красное Пятно не изменилось в размерах, но стало менее красным. Наблюдавшаяся с «Вояджера-1» зона турбулентности к западу от него начала распадаться и отделяться. Второй аппарат обнаружил, что восточнее пятна образовалась новая облачная структура, простирающаяся до его северного края. Она препятствовала циркуляции мелких вихрей.

Первую целевую съемку Каллисто станция провела 25 июня, Ганимеда – 30 июня, а Европы – 3 июля. В отличие от «Вояджера-1», детальная съемка спутников была запланирована до перицентра и со стороны полушария, обращенного от Юпитера. В итоге должна была получиться полная карта каждой из галилеевых лун, хотя и с неравномерной детализацией.

Вечером 7 июля на борт заложили последние инструкции, а 8 июля в 01:42 UTC началась главная фаза сближения.

Главное внимание было уделено Европе, от которой второй аппарат прошел втрое ближе, чем первый. Он сблизился с ней за 4 ч 36 мин до перииовия; разрешение снимков составило 4 км и было в восемь раз лучше, чем у «Вояджера-1». Глазам изумленных планетологов предстал очень ровный и гладкий, с «сопками» высотой не более 50 м, ледяной шар, местами крапчатый, а местами ярко-белый. Он был практически лишен ударных кратеров (их нашли всего три штуки по 20 км в диаметре), но демонстрировал целую сеть темных и светлых линейных трещин в ледяной коре. Края трещин выглядели как гребни высотой в несколько сотен метров. Планетолог Дэвид Моррисон, автор будущих книг о полете «Вояджера» к Юпитеру и Сатурну, сравнил поверхность Европы на фотографиях с потрескавшимся яйцом, а геолог Юджин Шумейкер – с морским льдом.

Модель Европы, которая была построена по результатам «Вояджеров» и которая до сих пор привлекает к ней планетологов и экзобиологов, выглядит так. Возраст поверхности не превышает 100 млн лет, так как молодой лед по трещинам выходит наверх и быстро скрывает все следы метеоритной бомбардировки. По этой же причине нет практически никакого рельефа. Приливные силы разогревают Европу, так что под ледяной корой 50-километровой толщины лежит океан глубиной 80–120 км, и вода в нем может быть вполне пригодной для зарождения жизни. Ну и внутри – силикатное ядро.