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

Эта разновидность тритонианских вулканов добавилась к двум первым – кальдерного типа, заполненным льдом, и трещинного, с ледовыми потоками на дне глубоких долин. Новые снимки восточного полушария (переднего в орбитальном движении – Тритон имел синхронное с ним вращение) показали, что кальдеры могут переполняться, формируя в многократных извержениях обширные пространства застывшей ледяной лавы. Нашли как минимум четыре таких объекта. Западное полушарие напоминало своим видом дынную шкурку.

На красноватом льду южной полярной шапки обнаружили примерно 50 темных полос, вытянутых в направлении господствующих ветров. Так могли сдуваться дегтеобразные соединения, полученные в результате химических реакций из метана. Кстати, д-р Дэвид Стивенсон из Калифорнийского технологического института в 1984 г. предсказал подземные резервуары жидкого метана и метановые выбросы на лунах планет-гигантов.

(Прошло больше месяца, и только 2 октября JPL объявило, что один из таких азотных фонтанов, или гейзеров, действительно был заснят «Вояджером». Объект был выявлен на краю диска Тритона при детальном изучении серии снимков, сделанных 25 августа с расстояния 100 000 км. Он выбрасывал на высоту до 8 км струю темного вещества, похожую на столб дыма, откуда облако уносилось на 150 км на запад. В декабре ученые уже говорили о двух гейзерах, найденных на небольшом участке в области 55° ю.ш., и, как следствие, – о нескольких десятках одновременно «работающих» фонтанов со средним «сроком службы» в несколько лет.)

В верхней, самой разреженной части атмосферы Нептуна температура составляла 750 К. На уровне давления 1 атм измерение дало 59 К, а на уровне 0,1 атм, то есть на высоте 50 км над верхушками облаков, было холоднее всего – 50 К. В средних широтах Нептуна температура оказалась намного ниже, чем на экваторе и в южной полярной области. Собственное излучение планеты превышало поступление тепла от Солнца в 2,7 раза.

Основными компонентами атмосферы были водород (85 %), гелий (13 %), метан (1–2 %) и некоторые другие углеводороды, такие как ацетилен. Плотные облака наблюдались на уровне давления 3 атм, а на отметке 1,2 атм были отмечены тонкие метановые облака. Существенно выше, в нижней части стратосферы планеты, был найден слой смога толщиной 150 км, состоявший из продуктов фотохимической диссоциации метана. Слабая ионосфера отмечалась на высотах от 1000 до 4000 км.

Ветры в атмосфере Нептуна достигали скорости 1100 км/ч, а на северной границе БТП они были еще сильнее – вплоть до 2000 км/ч (!). Таких сильных ветров не было даже на Сатурне, где максимальная скорость струйного потока составляла 1800 км/ч.

Магнитное поле, по уточненным данным, оказалось наклонено под 47° к оси вращения (почти как у Урана, где этот угол составляет 59°), причем «Вояджеру» посчастливилось пройти над районом магнитного каспа! Магнитный экватор был смещен на 55 % от центра планеты к поверхности в южном направлении, поэтому поле было на уровне 1,2 Гс в южном полушарии и менее 0,1 Гс в северном.

Похоже было, что область жидкого «динамо» находится не в центре Нептуна, а это означало, что материал в теле планеты распределен весьма неравномерно. Поэтому и магнитосфера оказалась хиленькая, с максимальной концентрацией 1,4 частицы на 1 см3. И все же заметная плотность захваченных частиц сохранялась вплоть до орбиты Тритона, и постоянная бомбардировка ими давала естественное объяснение цвету его поверхности.

На заключительной пресс-конференции 29 августа Брюс Мюррей, бывший директор JPL, на коварный вопрос о практической ценности миссии «Вояджеров» ответил, что сиюминутная выгода от фотографий Нептуна и Тритона и от богатства полученной научной информации состоит в том, чтобы стимулировать наш интеллект и дать пищу для души.

Эдвард Стоун говорил, что это было лучшее путешествие в жизни, будут и другие аппараты и экспедиции, но и через тысячелетия лучше всего запомнятся «Вояджеры».

В основном же на этой пресс-конференции речь шла уже не о самих открытиях в дальних мирах, а об их связи с Землей. О парниковом эффекте на Венере – и на Земле. О глобальной пылевой буре на Марсе – и об опасности «ядерной зимы» здесь, у нас.

26 августа в 08:19, через 38 часов после первой встречи с ударной волной «Вояджер-2» покинул магнитосферу Нептуна на расстоянии 72,3 RN (1,79 млн км) от планеты, но еще более суток шел вдоль ее границы. 27 августа к 21:00 на расстоянии 4,0 млн км аппарат прошел ударную волну в обратном направлении и оказался в невозмущенном солнечном ветре. Для более эффективной работы прибора LECP по регистрации потоков заряженных частиц 28 августа «Вояджер-2» был временно переориентирован на Спику.

27 августа аппарат занимался поиском молний и полярных сияний на Тритоне и Нептуне с помощью UVS и действительно обнаружил их над значительной долей поверхности планеты и над большей частью дневной стороны спутника. Правда, природа полярных сияний на них была различной: первые вызывали ионы, спустившиеся к планете вдоль силовых линий магнитного поля, а вторые – электроны радиационных поясов Нептуна.

28 августа в 10:39–10:56 аппарат сделал «прощальный снимок», на котором серп Тритона выходил из-за серпа Нептуна. На самом деле, конечно, наблюдения продолжались и после этого. Так, с помощью УФ-спектрометра изучался состав газов, покидающих атмосферу Нептуна, а 28–29 августа на протяжении 12 часов снимался «мультфильм» из жизни колец планеты.

В рамках «отлетной» программы B952 дважды было считано и передано на Землю содержимое записывающего устройства DTR – на случай сбоев и пробелов.

29 августа завершилась ближняя фаза пролета и началась фаза отлета. 1 сентября состоялись измерения теплового баланса Нептуна с помощью IRIS. 13 сентября был проведен научный маневр с четырьмя разворотами по рысканью и восемью по крену, а также калибровка магнитометров и бортового радиокомплекса. В последующие дни калибровались и другие приборы.

По мере ухода от Нептуна параметры гиперболической гелиоцентрической орбиты КА стабилизировались и составили:

● наклонение – 78,8°;

● расстояние от Солнца в перигелии – 21,24 а.е. (3177,5 млн км);

● эксцентриситет – 6,2842.

Интересно, что с точки зрения баллистики встреча с Нептуном не ускорила полет «Вояджера», а замедлила – такова была плата за встречу с Тритоном. Перед встречей гелиоцентрическая скорость КА составляла 18,9 км/с, а после ухода от Нептуна – лишь 16,7 км/с. Впрочем, полная энергия все равно осталась положительной, как и должно быть при гиперболической траектории.