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

С 30 ноября по 20 декабря планета и «Вояджер-2» проходили за Солнцем, и нормальная двусторонняя связь с аппаратом была невозможна. Тем не менее на «Вояджере» активно работали передатчики обоих диапазонов – они использовались для радиопросвечивания короны Солнца и для экспериментов по теории относительности, предсказывающей отклонение и замедление радиолуча при прохождении на малом угловом расстоянии от светила. Высокоточные измерения времени прохождения радиосигнала до КА и обратно в когерентном режиме проводились с 29 ноября по 22 декабря. Максимальная релятивистская задержка сигнала составила 230 мксек, что соответствовало «виртуальному» смещению КА на 35 км. После обработки информации ученые заключили, что так называемый постньютоновский параметр γ равен единице с погрешностью не более 3 %.

Окончательная версия программы наблюдений при пролете была утверждена 13 декабря. Однако к 20 декабря на основании траекторных измерений и снимков ISS навигационная группа пришла к выводу, что масса Урана на 0,3 % больше, чем закладывалось в расчеты. Пришлось сместить точку прицеливания на 340 км от планеты, чтобы обеспечить желаемую выходную траекторию в сторону Нептуна.

С учетом принятого решения 23 декабря в 17:16 UTC была проведена коррекция TCM-B13. Двигатели КА были включены на 14,5 минут и израсходовали около 1 кг топлива, приращение скорости КА составило 2,1 м/с. Время прибытия к Урану не корректировалось, так как лежало глубоко в пределах допуска.

Все основные операции этапа пролета были скомпонованы в «подвижный блок» продолжительностью 7 ч 48 мин – два часа до номинального времени пролета в 18:00 UTC и 5 ч 48 мин после. Начало этого блока можно было сдвигать в пределах ±12 минут. Новый баллистический прогноз говорил, что встреча с Мирандой состоится лишь на 92 секунды раньше.

В последующие дни отклонение траектории полета «Вояджера» от расчетной как по точке прицеливания, так и по времени пролета оставалось настолько незначительным, что запланированная на 19 января в 02:26 вторая подлетная коррекция TCM-B14 не потребовалась. Такое произошло впервые за девять лет экспедиции двух «Вояджеров». К 7 января момент наибольшего сближения с Ураном можно было предсказать уже с погрешностью не более 70 секунд, а вот положение КА относительно Миранды просчитывалось лишь с допуском в 500–600 км.

27 декабря на снимках Урана, особенно с фиолетовым фильтром, впервые стали выделяться широтные зоны: темно-бурая у полюса и светлая у экватора. Тогда же в поле зрения камеры ISS попал неизвестный ранее спутник Урана. Стивен Синнотт смог подтвердить его существование 31 декабря, когда до планеты оставалось 31 млн км; объявили об открытии 8 января. Объект, получивший временное обозначение 1985 U1 (расшифровка: первый спутник Урана, открытый в 1985 г.), обращался на расстоянии 86 000 км от центра планеты – внутри орбиты Миранды, но выше колец – имея период 18 ч 17 мин 09 сек. Сейчас этот спутник имеет постоянный номер XV и носит название Пак.

16 января команда Синнотта объявила об открытии в ходе январских съемок еще шести новых спутников. Наиболее крупные объекты 1986 U1 и U2 были обнаружены на снимках, полученных 3 января, U3 – 9 января, а U4, U5 и U6 – 13 января. Не будем утомлять читателя тогдашней информацией об их размерах и орбитах, скажем лишь, что в современном списке спутников Урана этим врéменным обозначениям соответствуют спутники XII Порция, XI Джульетта, IX Крессида, XIII Розалинда, XIV Белинда и X Дездемона.

Вероятно, научная группа «Вояджера» не ожидала столь раннего и обильного «урожая», ведь поиск спутников был основным содержанием не фазы обсервации, а следующего за нею этапа подлета. Как и у Юпитера и Сатурна, границей этапов стал момент, когда Уран с его кольцами перестал полностью умещаться в кадре телеобъектива видеосистемы ISS.

В ходе двух фаз подлета, дальней и ближней, выполнялись две рабочие программы – B721 с 10 до 18 января и B723 с 18 до 22 января[86]. В этот период камера ISS продолжала съемку спутников и колец, а ИК-радиометр IRIS измерял 14 января тепловое излучение Урана.

«Вояджер-2» внезапно решил «взбрыкнуть» 18 января, за шесть суток до встречи с планетой: на многих снимках телесистемы ISS появились светлые и темные полосы. Наземные средства работали нормально – следовательно, проблема возникла на борту. Весь день 19 января готовилась посылка команд для считывания устройства памяти FDS-B, которую считали источником проблемы. Вечером их адресовали «Вояджеру», и через 5,5 часов, около полуночи по времени Пасадены (08:00 UTC), «дамп» содержимого памяти был в руках инженеров. Да, один бит, который должен был содержать 0, оказался в состоянии 1!

20 января одна группа специалистов готовила исправленный вариант бортовой программы, в котором соответствующее слово памяти не использовалось, а вторая проверяла, можно ли изменить значение злосчастного бита или же он «залип» навсегда. Выяснилось, что бит запорчен; в тот же день новый вариант программы был загружен на борт, и полосы на снимках исчезли.