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

21 ноября NASA объявило об открытии группой Ван Аллена 12-го спутника Сатурна с временным обозначением 1979 S5, обращающегося вблизи кольца F с периодом 15 часов. Кроме того, были заявлены еще одно слабое кольцо шириной 8000 км снаружи от F и возможный 13-й спутник 1979 S3 на отметке 169 000 км. Обозначенный таким образом «провал» в распределении заряженных частиц в данных «Пионера» впоследствии был идентифицирован с кольцом, открытым «Вояджером-1», к которому перешло также обозначение G. Что же касается S5, то в 1982 г. Ван Аллен признал, что эта деталь «и две соседних линии поглощения, а также 1979 S6 и еще одна линия поглощения, фигурировавшие в „отчетной“ статье в Science за 24 января 1980 г., вероятно, вызваны широтными и радиальными структурами кольца F, а не спутниками».

Выход из магнитосферы Сатурна состоялся 3 сентября и включал пять пересечений магнитопаузы между 30,3 и 39,8 R_S. За четыре следующих дня «Пионер-11» девять раз проходил ударную волну на отметках от 49,3 до 102 R_S и окончательно вышел в невозмущенный солнечный ветер между двумя сеансами связи 8 сентября.

Уже 11 сентября Сатурн оказался в верхнем соединении. Связь удаляющегося от планеты «Пионера» с Землей, и без того нарушавшаяся солнечными вспышками, на несколько суток стала невозможной, однако его сигнал все же использовался для радиопросвечивания солнечной короны и изучения солнечного ветра на высоких широтах.

Сатурн развернул траекторию «Пионера-11» почти на 90° и увеличил гелиоцентрическую скорость с 11,9 км/с примерно до 17,5 км/с. Траектория зонда стала гиперболической и была направлена в другую сторону от Солнца – по сравнению с «дорожкой» «Пионера-10».

Спутники любят учет и контроль

До визита «Пионера» считалось, что у Сатурна десять спутников, последний из которых открыл 15 декабря 1966 г. французский астроном Одуэн Дольфюс. По его снимкам была определена орбита с радиусом в 2,66 R_S (160 000 км), и новому спутнику по предложению первооткрывателя дали имя Янус. Три дня спустя американец Ричард Уолкер также наблюдал неизвестный спутник Сатурна, но подтвердить это открытие не удалось.

В 1977 г. Джон Фаунтин и Стивен Ларсон, заново обработав данные наблюдений 1966 г., подтвердили результат Дольфюса и заявили о существовании еще одного спутника на расстоянии 2,50 R_S (151 000 км).

В 1979 г. Томас Герелс на снимке фотополяриметра «Пионера-11» и Джеймс Ван Аллен по «провалу» в концентрации частиц выявили новую луну Сатурна на расстоянии 2,53 R_S, а вот на дольфюсовском радиусе никаких следов спутника не было. Куда же делся Янус?

К счастью, разгадки не пришлось долго ждать. Вскоре после «Пионера», но еще до прибытия «Вояджеров» Земля трижды проходила через плоскость колец Сатурна – 27 октября 1979 г., 12 марта и 23 июля 1980 г. В такие дни кольца практически не видны и не мешают поискам слабых спутников планеты. Такие поиски были предприняты, и только за 1980 г. от наземных астрономов поступило 32 (!) сообщения об открытии новых спутников Сатурна – против четырех от команды «Вояджера». Весной 1980 г. уведомления о наблюдении неизвестных спутников Сатурна приходили чуть не каждую неделю!

Так вот, когда «межпланетная пыль» осела, выяснилось, что 26 февраля 1980 г. Дейл Круйкшенк переоткрыл «Скалу Пионера» под именем 1980 S3, а 19 февраля Дан Паску[71] и 23 февраля группа в составе Брэдфорда Смита, Гарольда Рейтсемы и Стивена Ларсона нашли другой спутник с обозначениями 1980 S1 и 1980 S2 на практически такой же орбите, с радиусом 151 400 км, но движущийся в противофазе с первым!

В «большой охоте» принял участие и сам Дольфюс и вместе с Сержем Брюнье нашел объект 1980 S3 под новым обозначением 1980 S19. В общей же сложности «Скалу Пионера» наблюдали в 1980 г. девять групп астрономов, а спутник 1980 S1 – три. С ним, как потом выяснилось, совпадает объект 1979 S4, выявленный Ван Алленом по данным детектора частиц «Пионера-11».

Позднее удалось доказать, что ошибка в определении первоначальной орбиты Януса была связана с тем, что за исходные данные были взяты наблюдения Дольфюсом в 1966 г. обоих спутников.

В итоге за 1980 S1 было сохранено «историческое» название Янус – он и вправду оказался двуликим! – а 1980 S3 (он же 1979 S2 и «Скала Пионера») получил имя Эпиметей и был признан 11-м спутником Сатурна. К моменту прибытия «Вояджера-1» в систему Сатурна первый находился в 105° впереди второго. К немалому изумлению специалистов по небесной механике, выяснилось, что эти два объекта обращаются по орбитам с чуть-чуть разными радиусами и периодами, однако никогда не сходятся вплотную: раз в три-четыре года они сближаются примерно до 15 000 км, «обмениваются» энергиями и параметрами орбит и вновь расходятся!

Тем временем 1 марта 1980 г. французы Пьер Лаке и Жан Лекашо обнаружили малый спутник 1980 S6 на той же орбите, что и Диона, но на 70° впереди, в устойчивой точке либрации L4. Впоследствии ему дали номер XII и имя Елена.