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

26 января 1997 г. на расстоянии 67 а.е. от Солнца наведение антенны «Пионера» на Землю методом конического сканирования впервые провели вслепую, без контакта с Землей. Эта операция занимала до полутора часов и была довольно энергоемкой, на время ее исполнения потребовалось выключить бортовой передатчик. Некоторые специалисты утверждали, что он может и не включиться снова. К счастью, аппаратура сохранила достаточную стойкость, хотя, судя по телеметрии, за время полета выходная мощность лампы бегущей волны TWT-A снизилась с 9 до 5 Вт.

Для сканирования по команде с Земли сдвигался вбок облучатель антенны, и тем самым на 1° смещалась ее диаграмма направленности. Сигнал с Земли теперь модулировался вращением аппарата со скоростью 4,28 об/мин. Специальный процессор модуля CONSCAN за два оборота вокруг оси определял оптимальное положение антенны и начиная с третьего командовал парой двигателей VPT. Выдавая импульсы продолжительностью 0,0312 секунды, они сдвигали ось антенны в сторону этого оптимального положения. Чтобы навестись с ошибкой не более 0,3°, обычно нужно было от 20 до 28 импульсов. По окончании процедуры облучатель возвращался на место.

Продуктивная работа «Пионера-10» завершилась спустя 25 лет после запуска, 31 марта 1997 г. В этот день в 19:35 UTC научная программа миссии была официально прекращена. Менеджер проекта Фред Вирт с сожалением сообщил, что объем и научная ценность данных, как оказалось, не оправдывают расходы в размере 500 000 долларов в год на персонал центра управления и на работу с КА.

Однако сотрудникам Исследовательского центра имени Эймса, занимающимся управлением новой АМС «Лунар Проспектор» (Lunar Prospector), было разрешено продолжать работу с «Пионером» в порядке тренировки персонала до тех пор, пока имеются ресурсы сети DSN и это не мешает осуществлению других межпланетных проектов. Была одна загадка в его поведении, которая не давала покоя навигатору Джону Андерсону, и для поиска ответа нужен был только двусторонний Доплер. Ну или трехсторонний, если передачу ведет одна наземная станция, а прием – другая.

Аппарат все еще удавалось раз в полгода наводить на Землю. Из научной аппаратуры работал гейгеровский телескоп GTT, и раз в неделю на четыре часа включали более «жадный» на электричество детектор заряженных частиц CPI. РИТЭГи вырабатывали 67,2 Вт, бортовые системы потребляли 65,8 Вт. Земля фиксировала разряд аккумуляторной батареи, падение напряжения за сеанс достигало 0,94 В.

17 февраля 1998 г. «Пионер-10» перестал быть самым далеким из земных зондов – на отметке 69,42 а.е. в лидеры вышел «Вояджер-1». Сказать «обогнал» в данном случае было никак нельзя, так как аппараты уходили от Солнца в почти противоположных направлениях.

2 мая 1998 г. нейтронные детекторы на Земле зафиксировали быстрое и резкое падение интенсивности космических лучей на 4 %. В списки событий Форбуша его не внесли, но природа явления была той же. Встал вопрос: почувствует ли его «Пионер-10» через девять месяцев – время, которое нужно солнечному ветру, чтобы пройти 71 а.е.? Ответ оказался положительным: в феврале 1999 г. прибор Ван Аллена также отметил снижение космических лучей на 5 %, а это означало, что аппарат все еще находится в пределах гелиосферы.

В мае 1999 г. начало просаживаться напряжение бортовой сети «Пионера-10» – вместо 28 В оно составляло уже 27,5 В. Сигнал приходил на Землю на уровне от –177 до –179 дБ, то есть от 2 до 1,2 × 10^–21 Вт, и был чуть выше порога чувствительности приемной аппаратуры.

30 июля 1999 г. «Лунар Проспектор» завершил свой полет управляемым падением на Луну, а 26 августа умер легендарный руководитель проекта «Пионер» Чарльз Холл. «Пионер-10» остался без защиты, и в сентябре 1999 г. о прекращении работы с ним объявили во второй раз. И вновь сеансы связи были возобновлены «для отработки перспективных концепций связи на сверхдальних расстояниях»! Лишь третьи «похороны» «Пионера» оказались последними – на этот раз связь прекратилась не в силу административного решения, а из-за потери технической возможности.

К марту 2000 г. выходная мощность РИТЭГов упала до 65 Вт, и ее уже едва хватало для нормальной работы основных систем и передатчиков. Напряжение сети просело до 27 В. Последний успешный маневр ориентации оси HGA на Землю был проведен 11–12 февраля 2000 г. Следующий, назначенный на 8 июля, не получился. Как следствие, после сеанса 5–6 августа 2000 г. Земля ушла из диаграммы направленности антенны, и аппарат «пропал».