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

Стаматиос Кримигис отчитался за регистрацию ионов и электронов низких энергий на аппаратуре LECP и заявил, что в течение пяти последних лет мы наблюдали выраженные вариации плотности этих ионов, но пока не видим свидетельств ударной волны.

Джон Ричардсон, «хозяин» PLS, был вынужден отвечать за один исправный прибор на «Вояджере-2». Он сообщил, что плазменная подсистема обнаружила медленный рост скорости солнечного ветра, которая достигла максимума в конце 1996 г. и после этого стала медленно снижаться. Ричардсон соотнес пик скорости с недавним солнечным минимумом и сказал, что с приближением к максимуму в 2000 г. давление солнечного ветра снизится, а ударная волна и гелиопауза сместятся в направлении приближающихся КА.

Дон Гарнетт дал оценку местонахождения гелиопаузы на основе все того же радиовсплеска 1992 г., но сдвинул ее вдаль от Солнца – в пределы от 110 до 160 а.е. Ударную волну он ожидал между 80 и 115 а.е.

Пока шли эти дискуссии, 17 февраля 1998 г. «Вояджер-1» сравнялся с «Пионером-10» по расстоянию от Солнца – 69,5 а.е., или 10,4 млрд км. С тех пор он является самым далеким искусственным объектом и по крайней мере еще несколько десятилетий будет им оставаться. Другой земной зонд, который мог бы его обойти, еще просто не запущен!

Комментируя это событие, Эд Стоун заявил, что до ударной волны остается от трех до пяти лет полета, а в течение десяти лет или около того удастся приблизиться к гелиопаузе. Практически то же самое он повторил и 18 декабря 2000 г.: «Вояджер-1» должен пройти через ударную волну до конца 2003 г. Основой для этого прогноза стали расчеты времени между солнечными вспышками и «эхом» радиоизлучения, а также разница в количестве космических лучей определенного типа, достигающих обоих КА.

Предсказание также было привязано к активности Солнца, потому что научный руководитель проекта сообщил: «Если не встретим [ударную волну] в течение трех следующих лет, мы можем не догнать ее и еще несколько лет после того. С другой стороны, было бы замечательно, если бы мы проскочили за нее, а потом она бы обогнала нас, чтобы мы смогли посмотреть на нее повторно»[108].

В преддверии встречи с гелиопаузой разрабатывались новые дополнительные программы регистрации параметров среды для каждого аппарата. Две из них, AHELIO и BHELIO, были рассчитаны на еженедельную запись 18 кадров GS-4B с данными о плазменных волнах, в среднем по одному кадру раз в 9,5 часов. Первый эксперимент с записью 35 кадров на «Вояджере-1» провели с 6 по 20 июня 2000 г., второй – с 21 ноября по 5 декабря, третий – с 13 по 27 февраля 2001 г., четвертый – с 8 по 22 мая, пятый – с 18 сентября по 2 октября.

Вторая пара дополнительных программ, AHELI1 и BHELI1, предназначалась для записи только одного дополнительного кадра в неделю сверх стандартного. Их протестировали на «Вояджере-2» с 14 по 24 мая 2001 г. и с 14 июля до 26 января 2002 г.

12 ноября 2001 г. программу AHELI1 запустили в постоянную работу на «Вояджере-1» и с 16 ноября стали записывать по два формата GS-4B в неделю вместо одного. А вот ее аналог на «Вояджере-2» применялся лишь два месяца, с 7 марта по 17 мая 2002 г. Дело в том, что в мае 2001 г. наметилась деградация широкополосного приемника плазменных волн в составе аппаратуры PWS, а 30 июня 2002 г. он «ушел в отказ» и в августе 2003 г. был признан утраченным. Неисправность во многом обессмыслила высокоскоростную запись показаний. Она, правда, проводилась еще пять лет, но в обычном еженедельном режиме.

Ударная волна

Летом 2002 г. начались события, которые предсказали несколькими годами раньше Стоун и Каммингс. В июне на отметке 85 а.е. на первом «Вояджере» поползли вверх показания того канала прибора CRS, который регистрировал в основном солнечные протоны с энергией порядка 0,5 МэВ. К концу июля они выросли пятикратно, к середине августа – десятикратно, а в конце октября скорость счета достигла 11 частиц в секунду и превысила фоновый уровень в 25 раз. Рост потока заряженных частиц низких энергий ожидался при прохождении через ударную волну в гелиослой, поскольку как раз на этом рубеже более энергичные частицы должны были замедляться, терять энергию и попадать в указанный канал во все больших количествах.

Высокие показатели наблюдались до февраля 2003 г., но к маю 2003 г. упали до фоновых значений. Если бы на «Вояджере-1» была исправна плазменная подсистема PLS, можно было бы напрямую измерить скорость солнечного ветра и разобраться в ситуации. Однако ключевой прибор не работал, а показания остальных можно было истолковать по-разному. В результате 6 ноября 2003 г. в Nature появились две статьи с противоположными выводами.