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

Вскоре после этого в составе DSN был применен программируемый приемник Block V Receiver, позволяющий работать в режиме подавления несущей частоты. Когда индекс модуляции фазы бортового генератора устанавливали в 90°, несущая сигнала подавлялась и вся мощность шла в модулированную телеметрией поднесущую. Этот «фокус» позволил воспроизводить данные с «Вояджера-2» на скорости 7200 бит/с еще два года, а в режиме спаривания антенн DSS-43 и DSS-45 – вплоть до весны 1999 г. После этого также пришлось снизить скорость передачи до 1400 бит/с.

70-метровые антенны считались базовыми для управления КА. С них, в частности, посылалась на борт еженедельная «пустая» команда для взведения таймера BML-7. «Вояджеру-2» с его дефектным командным приемником адресовалась серия из нескольких таких команд – как правило, из семи. Раз в три месяца на борт закладывалась очередная рабочая программа.

Временами с наземными средствами происходили чрезвычайные происшествия вроде калифорнийского землетрясения 28 июня 1992 г., которое повредило 70-метровую антенну DSS-14 и заставило потратить месяц на ремонт ее субрефлектора. В целом, однако, DSN блестяще справилась с обеспечением работы земных аппаратов, ушедших на 20–23 млрд км от родной планеты.

Ультрафиолетовый роман

В период с 1990 по 1993 г. проект VIM имел две основные цели:

● исследовать межпланетную и межзвездную среду и охарактеризовать взаимодействие между ними;

● продолжить успешную программу «Вояджеров» в области ультрафиолетовой астрономии.

В этот период «Вояджеры» довольно много занимались ультрафиолетовыми измерениями различных небесных источников и диффузного фона. Ради них и были оставлены в работе УФ-спектрометры UVS на сканирующей платформе КА.

Эти приборы были чувствительны к излучению в диапазоне длин волн от 50 до 170 нм, то есть в дальнем (far) и крайнем (extreme)[104] ультрафиолете. Естественной границей двух поддиапазонов являлся лаймановский предел (91,2 нм), соответствующий минимальной энергии ионизации водорода из основного состояния – 13,6 эВ.

Межзвездный водород ионизируется фотонами и с любой энергией выше этой, а потому надежно экранирует излучение от далеких объектов с длиной волны менее 91,2 нм. Так считалось до 1975 г., когда в ходе совместного полета «Союз – Аполлон» в американском эксперименте по регистрации излучения крайнего УФ-диапазона (от 5 до 100 нм) были обнаружены первые два внесолнечных источника – ими оказались горячие белые карлики HZ43 и Feige 24.

И тут оказалось, что изучать эти и подобные объекты нечем: орбитальные УФ-обсерватории описываемой эпохи – такие как легендарный IUE, ровесник «Вояджеров» (запущен в 1978 г., эксплуатировался до 1996 г.) – не могли вести прием на таких длинах волн. Правда, приборы крайнего УФ-диапазона имелись в составе комплекта ASTRO, созданного для работы на борту шаттла, но их использование упиралось в кратковременность полетов. Специализированный спутник EUVE еще только готовился к старту. А поскольку два UVS уже находились в полете, работали и могли позволить себе длительные экспозиции, астрономы ухватились за эту возможность, и даже невысокое спектральное разрешение (около 9 нм) их не останавливало. Объем заявок на наблюдения превышал доступное время!

Первоначальный перечень задач включал наблюдение активных галактик, квазаров, молодых голубых звезд и белых карликов. Измерение энергии, излучаемой ими в УФ-диапазоне, позволяло лучше понять рождение и смерть звезд. Многочасовые и даже многосуточные наблюдения одного и того же объекта давали надежду застать его в момент вспышки. Параллельно организовывались наблюдения на земных телескопах в видимом и ближнем ИК-диапазоне.

Тогда же ученых заинтересовало фоновое УФ-излучение межзвездного водорода. В период с 24 октября по 2 ноября 1990 г. провели первую серию совместных экспериментов, в ходе которых каждый КА сначала вел измерения в направлении, противоположном местоположению партнера, а затем с ориентацией спектрометром в сторону второго аппарата. Излучение фона восстанавливалось после вычитания информации об общем участке пространства между ними. Таким способом исследователи пытались зафиксировать «набегающий» межзвездный ветер.

Формально наблюдения в УФ-диапазоне были исключены из программы штаб-квартирой NASA в 1993 г., но в действительности они продолжались как обеспечивающие для достижения основной цели полета. «Вояджеры» картировали в ультрафиолете гелиосферу, наблюдали оба полюса Галактики и Солнце. С 8 июля по 17 августа 1994 г. второй КА почти непрерывно отслеживал Юпитер – до, во время и после падения на него фрагментов ядра кометы Шумейкеров – Леви 9. Одновременно велась регистрация события в радиодиапазоне, но ни UVS, ни PRA не зарегистрировали какой-либо реакции далекой планеты на это событие.