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

Энергичные заряженные частицы образовывали несколько радиационных поясов правильной тороидальной конфигурации, простиравшихся до 20–22 R_S. Их интенсивность оказалась близка к земной, а максимум лежал между 4,0 и 2,5 R_S. Чуть ближе к планете, на отметке 2,29 R_S, у края кольца A, концентрация заряженных частиц внезапно упала в 30 раз («ее как будто отсекло гильотиной»), зато наблюдалась слабая водородная корона. Очевидно, кольца работали как своеобразный «пылесос»: их ледяные «камешки» поглощали энергичные частицы, которые при этом выбивали атомы водорода из молекул воды. Эта уникальная противорадиационная защита позволила «Пионеру-11» получить за десять суток сближения с Сатурном такую же дозу облучения, как всего за две минуты (!) на минимальной дистанции от Юпитера. Отличная новость для команды «Вояджеров»: радиацию у Сатурна можно было вычеркнуть из списка угроз!

Плазма магнитосферы вращалась синхронно с планетой вплоть до 10 R_S. В обычное время Титан должен был оставлять в магнитосфере след, причем не позади, а впереди себя: планета и ее магнитное поле вращались намного быстрее, чем спутник.

Аппарат не смог обнаружить два слабых кольца Сатурна – внутреннее D и внешнее E. Зато «Пионер-11» отснял три хорошо известных ярких кольца и нашел в 141 000 км от центра планеты и в 3600 км от внешнего края кольца A новое тонкое кольцо F шириной 800 км. Промежуток между A и F был назван делением Пионера, но имя не прижилось: сейчас он известен как деление Роша.

Характерный размер частиц в кольцах A и C был оценен в 10 см. Интересно, что при съемке «на просвет» под очень малым углом кольцо B оказалось темным и невидимым – это означало, что оно наиболее плотное и что свет теряется в многократных отражениях от составляющих его ледяных частиц. Зато ярко светилось деление Кассини – почти также интенсивно, как и внутреннее «креповое» кольцо C. Очевидно, в нем «проживало» множество мелких частиц, и будь станция направлена в деление Кассини, они бы ее буквально изрешетили.

В тени колец на поверхности Сатурна удалось увидеть промежуток между средним кольцом B и внутренним C. Эту «щель» назвали Французским делением в честь астрономов Франции, предполагавших ее наличие – но позднее это открытие не подтвердилось.

Суммарную массу колец по данным УФ-фотометра и по воздействию на траекторию «Пионера» оценили не более чем в 3 миллионных от массы планеты. Таким образом, плотность колец A и B оказалась меньше ожидаемой. Низкая плотность и свечение атомарного водорода вблизи колец подсказывали, что основные их составляющие – водяной лед и аммиак. Температура материала колец составляла 60–70 К с освещенной стороны и 55–67 К с теневой.

2 сентября в 18:01 UTC земной зонд прошел на минимальном расстоянии 353 950 км от Титана и сделал пять снимков с разрешением порядка 180 км. Увы, они не дали никаких деталей поверхности: атмосфера Титана была практически непрозрачной. Не удалось точно определить диаметр спутника, который в то время приводился в справочниках с неопределенностью ±300 км – в красном участке спектра получилось 5680 км, а в синем – 5760 км. Измерения теплового потока от Титана оказались зашумлены; удалось лишь показать, что его поверхность очень холодна – примерно 80 К. А ведь некоторые ученые, основываясь на наличии метана в атмосфере Титана, предсказывали, что на спутнике «работает» парниковый эффект и что на нем даже может существовать жизнь…

Ультрафиолетовый инструмент обнаружил у Титана водородную корону, что интерпретировали как результат разложения метана с выпадением углеводородных аэрозолей на поверхность. Отраженный от Титана свет был сильно поляризован, что тоже говорило об обилии взвешенных в атмосфере частиц.