За новыми горизонтами - Дэвид Гринспун

Алан напомнил команде о том, какой опыт они приобретут во время пролета Юпитера: «Наша главная цель — узнать об аппарате так много, как мы только сможем, задав ему нужный режим. Около Плутона нашей целью будет исследование планеты, и там я не хочу узнавать о нашем аппарате ничего нового. Нам нужно изучить все здесь, около Юпитера, чтобы пролет Плутона прошел без сучка и задоринки». Кроме того, пролет Юпитера был важен и сам по себе, чтобы узнать больше о планете, ее самых крупных спутниках и огромной магнитосфере, состоящей из заряженных частиц. «Новые горизонты» были первым[19] аппаратом, приблизившимся к гиганту после того, как в 2000 г. мимо него по пути к Сатурну пролетел «Кассини».

У «Новых горизонтов» во многих отношениях было больше возможностей, чем у любого другого аппарата, который ранее посылали к Юпитеру, и члены команды проекта предвкушали, сколько нового они смогут узнать во время пролета Юпитера с помощью семи научных приборов, каждый из которых является произведением искусства. Юпитер уже разглядывали с близкого расстояния, и в его системе даже проводились длительные наблюдения, но это сложная и постоянно изменяющаяся планета, поэтому исследования 2007 г. имели свою ценность, особенно если учесть, что в них задействовали новые мощные приборы.

Специалист по геологии планет Джефф Мур, руководитель команды геологов и геофизиков «Новых горизонтов», возглавил научную команду по встрече с Юпитером (New Horizons Jupiter Encounter Science Team, JEST). Джефф был ветераном исследований Юпитера, поскольку, еще будучи аспирантом, работал с «Вояджером», а затем, в 1990-е гг., — на искусственном спутнике Юпитера «Галилео».

Планирование встречи «Новых горизонтов» с Юпитером пошло полным ходом осенью 2006 г., сразу после того, как была завершена проверка и калибровка приборов. Поскольку точка для гравитационного маневра в поле тяготения Юпитера на самом деле находилась очень далеко — в 6,4 млн км от Юпитера, «Новые горизонты» не могли приблизиться ни к одному из спутников гиганта, которые обращаются вокруг него гораздо ближе. Тем не менее с помощью бортовых телескопов можно было провести множество важных наблюдений.

Одной из целей была запись в течение нескольких недель вулканической активности на одном из спутников Юпитера Ио, который имеет размеры планеты и является самым сейсмически активным миром в Солнечной системе, превосходя даже Землю. Другой задачей было создание подобной же записи в течение нескольких недель не прекращающихся бурь на самом Юпитере. Ни одной из этих целей не удалось достичь в экспедиции «Галилео» из-за проблем с передачей информации, которые вызвала выведенная из строя антенна.

И помимо наблюдений с помощью телескопов, при некоторой доле удачи после рандеву с Юпитером, «Новые горизонты» должны были на своем пути к Плутону пролететь целых 160 млн км вдоль хвоста бушующей магнитосферы Юпитера. Это делало возможным проведение совершенно нового, ранее беспрецедентного класса наблюдений за магнитосферой гигантской планеты с помощью измерителя параметров частиц солнечного ветра SWAP и спектрометра энергетических частиц PEPSSI. Ничего подобного ранее никогда не делалось, потому что ни один космический аппарат никогда не погружался так глубоко в магнитосферу планеты-гиганта. В целом было запланировано около 700 наблюдений в системе Юпитера, где были задействованы все семь научных приборов «Новых горизонтов».

Пролет Юпитера, который предусматривал начало наблюдений при приближении к планете, а потом и при удалении от нее, пришелся на период с января по июнь 2007 г. и был чрезвычайно успешным. Навигационная команда точно провела аппарат через точку наведения. Вдобавок все многочисленные проверки «Новых горизонтов» и приборов прошли хорошо, и космический аппарат собрал большую коллекцию наблюдений, благодаря которым в конце концов попал на обложку престижного научного журнала Science.

Возможно, самый феерический результат пролета Юпитера удалось получить благодаря слепой удаче. При планировании пролета команда понимала, что будет возможность провести несколько совершенно новых исследований тонких пылевых колец Юпитера. Тем не менее в команде «Новых горизонтов» не было ни одного эксперта в этой области. Поэтому «на борт» вызвали специалиста по кольцам планет Марка Шоуолтера. Он разработал пятикадровый фильм, который должна была снять камера LORRI как раз в тот момент, когда спутник Юпитера Ио будет проходить перед главным юпитерианским кольцом. Марк хотел сделать карты кольца в высоком разрешении, когда Ио заслонит его. Но когда снимки добрались до Земли, команда была потрясена, обнаружив, что вдобавок к тому, что эта цель была достигнута, на фотографии попал один из самых крупных вулканов Ио Тваштар, выстреливающий гигантский шлейф газов с северного полюса спутника. Вулканы Ио много раз фотографировали до этого: и «Вояджеры», и «Галилео» делали потрясающие кадры вулканических шлейфов, вылетающих с Ио в космическое пространство. Но до «Новых горизонтов» ни разу не удавалось сделать серийную съемку ни одного вулкана вне Земли с временны́м интервалом. Результат получился выдающимся: сверкающий фонтан вещества извергался с Ио в космос и падал по баллистической траектории обратно на его поверхность. Это было незабываемое зрелище, имеющее научную ценность.

Ранее мы уже упоминали о том, что радиация может отрицательно повлиять на работу электроники на борту космического аппарата. Всего через несколько дней после максимального сближения с Юпитером произошло неожиданное и неприятное событие, которое было связано именно с этим. «Новые горизонты» перешли в «безопасный режим», что происходит, когда на борту космического аппарата что-то идет не так — и вызвавшая ошибку система отключается, активируется резервная система, зонд сообщает на Землю, что есть проблемы, и ждет дальнейших инструкций. Безопасный режим применяется на многих космических аппаратах, он разработан для того, чтобы аппарат не сделал ничего, что могло бы нанести больший вред или усугубить проблему, пока ситуацию не удастся распознать и исправить с Земли.

Когда операторы управления полетом под руководством Элис Боуман получили с «Новых горизонтов» телеметрию, указывающую на проблему, они выяснили, что сбой связан с главным полетным компьютером, который перезагрузился. При приближении к Юпитеру произошло нечто очень похожее. Второй случай за короткий период — каких-то три месяца — выглядел тревожно. Несколько месяцев спустя ошибка снова повторилась: еще одна ничем не объяснимая перезагрузка главного компьютера, которая опять закончилась переходом в безопасный режим. С самого начала некоторые члены команды были обеспокоены тем, что главный компьютер барахлит и может недотянуть до Плутона. Члены команды обнаружили, что подобные сбои отделяют друг от друга все большие интервалы времени. Инженерная команда выдвинула теорию, что главный компьютер не ломается, а перезагрузки были вызваны влиянием радиации, излучаемой мощной магнитосферой Юпитера, состоящей из заряженных частиц. Они предположили: со временем электрические цепи, вызывающие перезагрузку, перестанут реагировать на радиацию. К тому моменту, когда «Новые горизонты» добрались до Плутона, перезагрузок компьютера не случалось уже несколько лет: последствия «укуса» Юпитера остались в прошлом.