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

В качестве исполнительных органов подсистемы AACS служили 12 двигателей ориентации MR-103 тягой по 0,2 фунта (0,091 кгс) и четыре таких же двигателя коррекции траектории. В первоначальный план полета было заложено восемь коррекций с суммарной характеристической скоростью 190 м/с. Эта же подсистема отвечала за механизм наведения сканирующей платформы.

Еще один специально разработанный компьютер входил в состав подсистемы полетных данных FDS[48]. Она отвечала за сбор, хранение и форматирование служебной информации и данных с приборов для передачи на Землю. FDS создали в Лаборатории реактивного движения JPL под руководством Джона Вудделла, а за интерфейс с научной аппаратурой отвечал Дон Джонсон. Программированием занимались в основном два человека – Ричард Райс и Эдгар Близзард.

Этот же компьютер управлял записывающим устройством DTR и в некоторой степени – работой научных приборов. Например, в памяти FDS хранилась таблица параметров съемки – значения экспозиции, номера фильтров и т. д.

Временная привязка всех полетных событий делалась по счетчику времени FDS, имеющему два поля – часов и минут. По традиции, восходящей еще к «Маринеру-4», эта «расчетная минута» в действительности состояла из 48 секунд и соответствовала времени построения одного кадра телевизионной системы при оптимальных условиях. «Минута» цикла FDS делилась на 800 «тиков» по 0,06 секунды – по числу строк изображения. С таким шагом задавались короткие интервалы времени, такие как экспозиция при съемке.

«Расчетный час» состоял из 60 «расчетных» минут, или 48 настоящих. Эти условные часы нумеровались в пределах от 0 до 2¹⁶–1, то есть 65 535, так что на заполнение всех разрядов счетчика требовалось примерно шесть лет. После этого он обнулялся и запускался заново. В первый раз бортовые часы активировали примерно за восемь часов до старта каждого из аппаратов.

Радиотехническая подсистема аппарата работала в двух диапазонах через общую остронаправленную антенну HGA с коэффициентом усиления 36 дБ в диапазоне S и 48 дБ в диапазоне X. В диапазоне S на борт поступали команды, а на Землю передавалась служебная телеметрия – информация о состоянии «здоровья» КА (скорость передачи – 40 или 1200 бит/с) или научная информация (до 2560 бит/с). Через передатчик диапазона X (частота около 8415 МГц, максимальная пропускная способность 115 200 бит/с) шли научные данные и наложенная на них служебная информация.

Наиболее загруженной линия оказывалась при передаче телевизионной «картинки» с приемников-видиконов любой из двух камер ISS – узкоугольной и широкоугольной – в реальном масштабе времени. Одна строчка из 800 элементов формировалась за один «тик» в 0,06 секунды, а из 800 строчек за 48 секунд собирался полный кадр. Каждый пиксель оцифровывался по 256 градациям яркости, то есть с радиометрическим разрешением восемь бит. Объем изображения уже в цифровом виде составлял 5 120 000 бит. Легко видеть, что при скорости 115 200 бит/с, все еще доступной при удалении на 5 а.е., то есть до Юпитера, за 48 секунд картинка «уходила» полностью и даже с некоторым запасом. Вместе с нею удавалось передать служебную телеметрию и научные данные с других приборов в объеме 3600 бит/с.

По сравнению с фотополяриметром IPP на «Пионерах» камеры ISS давали более детальное изображение (в 2,5 раза больше точек), с большим числом градаций яркости (вчетверо), и главное – не требовались десятки минут на передачу единственного кадра.

Приборы PRA и PWS в детальном режиме могли выдавать информацию в одном темпе с ISS – 800 строк по 800 восьмибитных чисел за 48 секунд. Разумеется, передавать в очередном «минутном» цикле можно было либо эти данные, либо «картинку».

Аппарат оснащался дублированными командными приемниками диапазона S и дублированными передатчиками диапазонов S и X. В передатчиках S-диапазона были два разных усилителя: один на лампе бегущей волны TWT от компании Watkins-Johnson, второй твердотельный от фирмы Ford Aerospace. Оба комплекта усилителя X-диапазона были выполнены на лампах бегущей волны Watkins-Johnson. Выходная мощность передатчика диапазона S задавалась на уровне 9,4 или 28,3 Вт, передатчика диапазона X – 12 или 21,3 Вт. В любой момент времени мог работать лишь один передатчик.

На облучателе антенны HGA была установлена дополнительная антенна низкого усиления LGA, используемая на начальном этапе полета и в аварийных ситуациях. Обе антенны имели статус отдельной подсистемы.

В паре с радиокомплексом работала подсистема модуляции-демодуляции с блоками дешифровки команд и модуляции телеметрии. Суммарная масса радиосистем «Вояджера» составляла 105,4 кг.