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

За основу вновь взяли «Пионер-H», а в партнеры выбрали европейское ESRO. На совещании американских и европейских специалистов 17–18 июня 1974 г. в Центре Эймса была сформулирована концепция миссии с основной задачей изучения магнитного поля планеты. Рабочая группа рекомендовала выделить из лимита в 40 кг полезной нагрузки 70 % под аппаратуру для регистрации энергичных частиц и магнитных полей, а остальное – на съемку в видимом, ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах.

Комиссия по космической науке Национальной академии наук летом 1974 г. поддержала оба проекта спутника Юпитера, но тут же усомнилась в возможности изыскать необходимые средства на все рекомендуемые ею начинания. NASA организовало изучение различных концепций в рабочих группах, которые представили свои выводы Консультативной группе по стратегии исследования внешних планет. Последняя в феврале 1975 г. заключила, что эймсовский спутник на базе «Пионера» с атмосферным зондом следует запустить раньше пасаденовского аппарата класса «Маринер». Академическая комиссия также поддержала проект нового «Пионера», и агентство перевело его на фазу разработки B, то есть на этап детального обоснования.

Новый «Пионер» получался довольно тяжелым – из 1092 кг стартовой массы 691 кг пришелся на тормозную двигательную установку на двухкомпонентном топливе. Ее обещали сделать европейские партнеры на базе бортовой ДУ экспериментального геостационарного спутника «Симфония», но и TRW готова была взять разработку на себя. Массу научной аппаратуры определили в 50 кг.

Запуск на носителе «Титан-Центавр» с дополнительной ступенью TE-M-364–4 намечался на 6 декабря 1980 г., а прибытие к Юпитеру – на 14 февраля 1983 г. На подлете сбрасывался атмосферный зонд массой 150 кг с 20 кг научной аппаратуры, который проектировала компания McDonnell Douglas Corporation. Он должен был осуществлять спуск в атмосфере Юпитера в течение 30 минут до глубины, соответствующей давлению 10 атм. Как и в основном проекте, для маневрирования в системе Юпитера и максимального охвата измерениями различных областей предлагались гравитационные маневры у спутников планеты.

К сожалению, Германия не смогла заручиться поддержкой остальных членов ESRO. Организация вышла из совместного проекта, и судьба «Пионера» повисла в воздухе.

Осенью 1975 г. NASA приняло окончательное решение и оставило в разработке только один искусственный спутник Юпитера – тот, который компоновали в JPL на базе «Маринера» под запуск на шаттле. Центру Эймса было поручено сопровождать проект атмосферного зонда. Так родился объединенный проект JOP (Jupiter Orbiter/Probe – Спутник Юпитера и зонд), который, пройдя еще множество кризисов и переделок, увенчался запуском КА «Галилео» (Galileo) в октябре 1989 г.

Неприкаянный «Пионер-H» в январе 1977 г. был выставлен в Национальном аэрокосмическом музее США как память о первых путешествиях к Юпитеру и горячих спорах о дальнейшем развитии программы изучения внешних планет.

Проект MJS-77

В апреле 1972 г. NASA выпустило новый запрос к научному сообществу по аппаратуре для полета к Юпитеру и Сатурну и получило 77 откликов: 31 от научных групп, предлагающих проекты бортовых приборов, и 46 от отдельных ученых, желающих участвовать в формируемых научных командах. Всего вызвалось участвовать в экспедиции к дальним планетам более 200 специалистов. Агентство выбрало 19 индивидуальных ученых, 11 областей исследований и 9 инструментов. Стоящие за ними научные группы включали еще 90 человек из 32 институтов США, Британии, Германии, Франции и Швеции. Направления исследований и списки ученых во многом повторяли выбранные в апреле 1971 г. для «Большого тура».

Состав бортовой аппаратуры MJS-77, объявленный 10 декабря 1972 г., скорректировали после пролета «Пионера-10» у Юпитера. В окончательном варианте он выглядел так.

Съемочная система ISS (Imaging Subsystem) фактически состояла из двух телекамер. Камера WAC была построена на широкоугольном объективе на базе телескопа-рефрактора с фокусным расстоянием 200 мм, относительным отверстием 1:3,3 и полем зрения 3,2 × 3,2°. Камера NAC имела в своем составе длиннофокусный телескоп-рефлектор с фокусным расстоянием 1500 мм, относительным отверстием 1:8,5 и полем зрения 0,424 × 0,424°. Ее угловое разрешение – 9,25 мкрад, что соответствует линейному разрешению 9 км при съемке с 1 млн км. Приемным устройством в обоих случаях являлась видиконовая трубка с чувствительным слоем из селена и серы, преобразующая изображение в телевизионную «картинку» размером 800 × 800 точек с 256 градациями яркости. Для съемки в отдельных спектральных линиях и синтеза цветных изображений было предусмотрено по восемь фильтров для каждой камеры: узкоугольная NAC располагала двумя прозрачными, красно-оранжевым (618,4 нм), двумя зелеными, синим, фиолетовым и ультрафиолетовым (346 нм); широкоугольная WAC – прозрачным, двумя метановыми (541 и 618 нм), оранжевым, желтым (на дублет натрия, 589 нм), зеленым, синим и фиолетовым.