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

Как и ожидалось, с удалением от Солнца сила межпланетного магнитного поля, плотность вещества солнечного ветра и число солнечных частиц высоких энергий снижались обратно пропорционально квадрату расстояния. На расстоянии порядка 4 а.е. быстрые потоки начинали стихать, превращаясь в случайное тепловое движение частиц.

Подводя итоги наблюдений солнечного ветра уже после Юпитера, ученые пояснили, что при столкновениях быстрых и медленных потоков возникают сильные градиенты магнитного поля, и как раз в этих зонах рассеиваются галактические космические лучи. Поэтому частицы низких энергий внесолнечного происхождения почти не встречались вплоть до рубежа 5 а.е. и не должны были быть заметны ближе 20–30 а.е.

Неожиданно выяснилось, что межзвездные нейтральные атомы водорода проникают в гелиосферу примерно в плоскости планетных орбит, а не с направления движения Солнца относительно внешней межзвездной среды под 60° к этой плоскости, как предполагали ученые. С помощью УФ-фотометра в составе межзвездного газа впервые был выявлен гелий.

Приблизившись к Юпитеру на расстояние 1,5 а.е., «Пионер-10» начал регистрировать пучки частиц высоких энергий, исходящие от планеты. Как потом выяснилось, для энергичных электронов, выброшенных из магнитосферы Юпитера, это был не предел: они доходили до земной орбиты (и регистрировались там уже несколько лет) и даже до орбиты Меркурия. Источник их, однако, оставался загадкой.

Декабрь 1973 года. «Пионер-10»

21 июня 1973 г. провели еще одну коррекцию «Пионера-10» с включением двигателей на четыре секунды и импульсом 0,127 м/с на торможение, чтобы отсрочить время прибытия до оптимального. Все было сделано правильно, однако система Юпитера оказалась чуть тяжелее, чем закладывалось в баллистические расчеты: сама планета – примерно на массу нашей Луны, ее спутники – еще на одну Луну. Притяжение было чуть-чуть сильнее расчетного, и в результате станция пришла к цели на минуту раньше назначенного времени. Все ее подсистемы работали штатно и на основных комплектах – необходимости переключиться на дублирующее устройство нигде не возникло.

31 июля Земля прошла между «Пионером-10» и Солнцем. Чтобы солнечный датчик не ослеплялся и мог отсчитывать обороты КА, ось антенны отклонили на 1,5° от направления на Солнце. Как следствие, она ушла на 1° и более от Земли, что затруднило связь.

К осени 1973 г. на Земле вступили в строй, в дополнение к первой, еще две 64-метровые антенны, обеспечившие круглосуточное сопровождение полета и считывание служебной и научной информации. Первую в серии антенну DSS-14 в Голдстоуне (Калифорния) изначально построили для приема снимков Марса с «Маринеров», и она штатно работала с 1966 г.[27] Сооружение аналогичной антенны DSS-43 в долине Тидбинбилла[28] в Австралии, вблизи Канберры, началось в декабре 1969 г. и было закончено в июле 1972 г. В период тестирования эта станция работала с пилотируемым кораблем «Аполлон-17» как дублер радиотелескопа Паркс. В апреле 1973 г. она была введена в строй и с июля несла регулярную службу. На площадку Робледо-де-Чавела в Испании строители пришли в июне 1970 г. и сдали работу в январе 1973 г.; в сентябре станция DSS-63 также была введена в эксплуатацию. Пролет «Пионера-10» у Юпитера стал боевым крещением для этих двух объектов наземного комплекса.

Объект исследования: Юпитер

Пятая и крупнейшая планета Солнечной системы.

Известна со времен древних цивилизаций Ближнего Востока, Индии и Китая.

Большая полуось орбиты – 5,20 а.е.

Период обращения – 11,86 года.

Масса – 317,8 M_E (масс Земли).

Радиус экваториальный – 71 372 км.

Период вращения – 9 ч 55 мин.

Наклон оси к плоскости орбиты – 3°.

Спутники – было известно 12, в 1974 г. открыт 13-й.

К 2020 г. известно 79 спутников и система колец.

Период встречи начался 4 ноября 1973 г. – за четыре дня до пересечения орбиты внешнего спутника Синопе, который тогда еще носил имя Аид[29]. За 60 суток, до 2 января 1974 г., на борт было передано 17 286 команд, главным образом для «ручного» управления работой фотополяриметра IPP. Интересно, что на борт не прошло лишь семь команд.

Опытные съемки планеты начались 6 ноября с расстояния 25 млн км. Всего до 31 декабря с борта планировали получить более 500 кадров фотополяриметра, в том числе 336 изображений планеты и десять – ее спутников: пять кадров Ио, один снимок Европы, по два – Ганимеда и Каллисто.