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

Фотополяриметр PPS (Photopolarimeter Subsystem), измеряющий поляризацию отраженного или рассеянного света для получения информации о пылевых и аэрозольных частицах в атмосферах планет и в кольцах Сатурна, а также о структуре поверхности спутников и натриевом торе Ио. Прибор был построен на базе 200-миллиметрового телескопа системы Кассегрена с рабочим диапазоном 265–750 нм с фильтрами, анализаторами и фотоумножительной трубкой в качестве выходного устройства. В отличие от одноименного прибора на «Пионерах», построения изображений от него не требовали.

Инфракрасный спектрометр-интерферометр и радиометр IRIS (Infrared Interferometer Spectrometer and Radiometer) для измерения температур и теплового картирования поверхностей планет и спутников был изготовлен на базе телескопа системы Кассегрена с первичным зеркалом диаметром 0,5 м. Интерферометр работал в диапазоне 4,0–55 мкм, радиометр – от 0,3 до 2,0 мкм. Прибор предназначался для построения температурных профилей и исследования энергетического баланса атмосфер планет и спутников, определения состава и физических характеристик поверхностей и атмосфер планет, спутников и колец.

УФ-спектрометр UVS (Ultraviolet Spectrometer Subsystem), регистрирующий излучение в диапазоне 50–170 нм, где находятся линии атомарного и молекулярного водорода, гелия, метана, этана, ацетилена и других углеводородов. Назначение – исследование температуры и химического состава верхних слоев атмосфер планет и спутников, определение концентрации ионов и атомов различных элементов, изучение межпланетной и межзвездной среды, а также астрономические наблюдения.

Детектор межпланетной плазмы PLS (Plasma Subsystem), выполненный в виде двух чаш Фарадея и регистрирующий электроны с энергией от 0,01 до 5,95 кэВ и ионы от 0,02 до 11,9 кэВ. Инструмент предназначался для исследования свойств солнечного ветра и его взаимодействия с планетными системами, для изучения магнитосфер планет и их возмущений спутниками, а также для поиска ударной волны и гелиопаузы – границы околосолнечной среды с межзвездной.

Детектор заряженных частиц низких энергий LECP (Low Energy Charged Particle Subsystem) для измерения состава и энергетического спектра заряженных частиц, включающий анализатор магнитосферных частиц LEMPA и телескоп низкоэнергичных частиц LEPT. Первый предназначался для исследования энергетического спектра и углового распределения протонов от 20 кэВ до 150 МэВ и электронов с энергией от 15 кэВ до 11 МэВ в магнитосферах Юпитера и Сатурна, второй был ориентирован на регистрацию в межпланетном пространстве ионов с энергией от 47 кэВ до 200 МэВ на нуклон и определение их изотопного состава.

Детектор энергичных космических лучей CRS (Cosmic Ray Subsystem) – комплект из семи телескопов, измеряющих спектр электронов с энергиями 3–110 МэВ (телескоп TET), протонов и ядер с энергиями 0,5–9,0 МэВ и 4–500 МэВ на нуклон (четыре телескопа LET и два HET соответственно).

Две пары трехосных индукционных магнитометров MAG (Magnetometer Subsystem) с датчиками на 13-метровых штангах, регистрирующих слабые (8–50 000 нТ) и сильные (от 0,5 до 20 Гс) магнитные поля.

Детектор плазменных волн PWS (Plasma Wave Subsystem), позволяющий регистрировать низкочастотные осцилляции тепловой плазмы у Юпитера и Сатурна, определять профили ее плотности, а также исследовать взаимодействие спутников этих планет с их магнитосферами. Этот прибор был введен в комплекс аппаратуры в середине 1974 г. и имел в своем составе спектроанализатор с 16 узкими каналами с центральными частотами от 10 Гц до 56,2 кГц и широкополосный канал с полосой от 50 Гц до 12 кГц.

Приемник PRA (Planetary Radio Astronomy Subsystem) для регистрации радиоизлучения Юпитера и других источников в 198 каналах в частотных диапазонах от 1,2 до 1326 кГц и от 1,53 до 40,55 МГц. Прибор имел две взаимно перпендикулярные штыревые антенны длиной по 10 м; их также использовал детектор PWS как эквивалент одной семиметровой антенны.

Все приборы, кроме трех последних, находились на специальной штанге длиной 2,3 м, причем камера, оба спектрометра и фотополяриметр были установлены на поворотной платформе массой 102,5 кг. Ее двухстепенной привод позволял наводить приборы на цель независимо от ориентации самого КА в пределах 360° по азимуту и 210° по углу места. Максимальная скорость разворота составляла 1° в секунду, но были доступны еще три: 1/3, 1/12 и 1/192 градуса в секунду. Точность наведения была близка к 0,1°.

Датчики магнитометров размещались на отдельной штанге длиной 13 м и массой 2,3 кг.

Общая масса научной аппаратуры «Вояджера» в стартовом варианте составила 105 кг, а ее общее электропотребление – 105 Вт (см. таблицу 7).