Voyager 2 стартовал 20 августа, в первый же день своего 30 суточного астрономического периода, в 10:29:45 EDT (14:29:45 UTC). Старт был задержан менее чем на пять минут от открытия стартового окна – потребовалась проверка состояния одного из клапанов на носителе.
    Нижние ступени 700 тонной ракеты успешно отработали свои 468 секунд, отделился Centaur с полезным грузом. Через 4 секунды два двигателя «Центавра» запустились и отработали 101 сек, обеспечив довыведение на опорную круговую орбиту. После 43 минут пассивного полета Centaur включился вновь на 339 сек и набрал отлетную скорость.
    В соответствии с программой компьютер AACS на борту «Вояджера 2» выдал необходимые команды, и через 89 сек после выключения двигателей (и 3680 сек после старта) от «Центавра» отделился полезный груз – связка из аппарата массой 825 кг и двигательного модуля TE-M-364-4 (Star-37E) массой 1220 кг.
    Через 15 сек после отделения твердотопливный двигатель тягой 7800 кгс включился и отработал 45 сек, добавив к имеющейся скорости еще 1890 м/с. Только таким способом, используя «двухсполовинойступенчатый» «Титан», «Центавр» и дополнительный разгонный блок, удалось набрать скорость, необходимую для полета к Юпитеру! При отлете она составила около 15.2 км/с, а при выходе из сферы действия Земли – 10.3 км/с.
    Выведение оказалось очень точным: траектория проходила в 280000 км от расчетной точки прицеливания, а время прибытия без коррекций было бы всего на 44 часа позже расчетного.
    Параметры гелиоцентрической орбиты станции по состоянию на 8 сентября составили:

    - наклонение – 1.03°;
    - перигелий – 1.008 а.е. (150.8 млн км);
    - афелий – 8.962 а.е. (1340.7 млн км);
    - период обращения – 11.13 года.

    Управление полетом во время работы твердотопливного двигателя было обязанностью «Вояджера». Поэтому подсистема AACS с самого начала полета отслеживала ориентацию с помощью гироскопов B и C, имея A в запасе. Еще на этапе работы «Титана» была обнаружена ошибка, из-за которой сначала прошло переключение на пару A+C, а затем на A+B; сразу же после разделения возникла кризисная ситуация.

Запуск КА "Вояджер 2"

КА "ВОЯДЖЕР": СТАРТ

    Возмущение вследствие сброса РДТТ и последовавшая за ним «встряска» от развертывания штанг оказались неожиданно сильными, и аппарат начал беспорядочное вращение. «Успокоить» его и сориентировать на Солнце к 16:38 UTC должны были малые ЖРД ориентации, однако из за ошибки в заложенных данных они не включились. Как оказалось, каждый из компьютеров CCS выдал в AACS команду подготовки двигательной установки, и попытка исполнить обе команды лишь осложнила положение.
    В результате через 16 сек после отделения КА основной процессор AACS отказался работать, и в дело вступил второй. Не имея (к счастью!) данных от гироскопов, он взялся за построение солнечной ориентации из неизвестного начального состояния. Поиск светила и успокоение аппарата заняли 3.5 часа и закончились закруткой на Солнце лишь к 20:00:30 UTC.
    Анализируя состояние «Вояджера 2», операторы не нашли подтверждения раскрытия штанги научной аппаратуры – не сработал контакт, который должен был разомкнуться при угле 0.05° от расчетного.
    Лишь через 12 часов после старта, когда был включен плазменный инструмент, по направлению солнечного ветра стало ясно, что штанга находится в пределах 2° от штатного положения. В тот же день была включена большая часть приборов.
    На 18-м часу полета аппарат испытал неожиданное возмущение по тангажу и рысканью. Аналогичный инцидент повторился 25 августа в 18:25 UTC. Были опасения, что из-за ненормального разделения двигательный модуль TE-M-364-4 остался вблизи аппарата и периодически соприкасается с ним.
    К счастью, удалось доказать, что никого «постороннего» рядом нет.
    24 августа аппарат наконец смог захватить Канопус, и Voyager 2 впервые построил трехосную ориентацию. Сделанные с борта станции снимки показали, что угол отклонения штанги от штатного положения не превышает 0.06°. 26 августа была предпринята попытка «подтолкнуть» штангу и поставить ее на замок за счет маневра по тангажу с одновременным отстрелом крышки спектрометра IRIS. Однако при составлении аппарата не учли, что аппарат воспримет эту операцию как опасную и прервет ее! Позднее крышка все таки была отстрелена, да и в стабильность штанги операторы поверили.
    К 1 сентября все приборы «Вояджера 2» были включены и проверены. Все оказались в норме, кроме фотополяриметра, в котором застревало колесо анализатора. В этот день аппарат перевели в режим межпланетного перелета, а 2 сентября погрузили «в спячку» – все внимание операторов переключилось на следующую машину.


    Второй пуск планировался на 1 сентября, однако дважды откладывался из-за проблем на борту «Вояджера 2». Головную часть пришлось разобрать, чтобы проверить на аппарате VGR77-2 механизм развертывания штанги и его индикацию. Для большей надежности инженеры дополнили штатную систему развертывания пятью пружинами и вновь укрыли «голову» обтекателем 29 августа. Еще через два дня станцию доставили на старт.
    5 сентября в 08:56:01 EDT (12:56:01 UTC) второй носитель Titan IIIE с «Вояджером 1» ушел со стартового комплекса LC-41. Пуск состоялся вовремя, но прошел нештатно: из-за недостаточной подачи окислителя вторая ступень «Титана» недоработала, и скорость при разделении была на 165.8 м/с ниже расчетной. Компьютер «Центавра» учел это и продлил время работы двигателей в первом импульсе.
    Параметры орбиты станции на 23 августа составили:

    - наклонение – 4.83°;
    - перигелий – 1.003 а.е. (150.0 млн км);
    - афелий – 6.276 а.е. (938.9 млн км);
    - период обращения – 6.94 года.

    Отклонение траектории от точки прицеливания у Юпитера составляло 429000 км и +28 час 15.5 мин.
    А ведь «Вояджерам» повезло! Их траектории были выбраны так, что при втором пуске требовалась немного меньшая отлетная скорость, чем при первом, – примерно 15.1 км/с. На это ресурсов «Центавра» хватило впритык – после второго включения в баках ступени TC-6 оставалось топлива на 3.4 сек работы. А если бы отказ «Титана» произошел не во втором пуске, а в первом, вывести Voyager 2 на расчетную траекторию не удалось бы…
    Voyager 1, доставивший своим создателям так много хлопот перед запуском, в космосе работал как часы. Все элементы конструкции раскрылись (правда, при раскрытии штанги магнитометра КА перешел на запасной контур двигателей), ориентация по Солнцу и Канопусу была построена. В течение первых двух недель были включены и проверены все приборы. 18 сентября в порядке калибровки аппаратуры станция сделала с расстояния 11.66 млн км серию красивых снимков Земли и Луны в одном кадре. На Землю их передали 7 и 10 октября.

Земля и Луна     Снимок сделан 18 сентября 1977 года КА Вояджером-1 с расстояния в 11,66 млн км от Земли. В кадр попали Восточная Азия, западная часть Тихого океана и часть Арктики. Изображение получено путем объединения трех снимков, сделаннных с помощью цветных фильтров. Поскольку Земля во много раз ярче, чем Луна, яркость Луны была искусственно "усилена".

КА "ВОЯДЖЕР": ЗЕМЛЯ И ЛУНА

    11 и 13 сентября была проведена разделенная на два импульса коррекция траектории TCM-1. Расчетное суммарное приращение скорости было 15.3 м/с, но в обоих включениях оно оказалось на 22% меньше расчетного, предположительно из за взаимодействия реактивных струй с элементами конструкции станции. Недостающие 2.5 м/с удалось скомпенсировать 29 октября при проведении коррекции TCM-1A, но уже с 15 сентября Voyager 1 числился в режиме перелета.


    А тем временем Voyager 2 продолжал «задавать жару» своим операторам. 23 сентября произошел отказ в электрических цепях подсистемы FDS, после которого перестали поступать 15 из 243 технических параметров состояния КА. Предпринятая 10 октября попытка восстановить работу FDS не удалась: выяснилось, что блок из 256 слов памяти процессора B потерян навсегда.
    Это не помешало провести 11 октября коррекцию TCM-1 с выдачей импульса 13 м/с. Неудачный опыт станции №1 был учтен, и аппарат отработал коррекцию с точностью 1%. Она устранила начальную погрешность выведения и обеспечила выход КА к Юпитеру с прохождением мимо Ганимеда на расстоянии 60000 км.
    Давление солнечного ветра постоянно пыталось нарушить ориентацию аппарата, заставляя AACS расходовать драгоценное топливо на борьбу с этим возмущением. Чтобы сократить потери, 31 октября аппарат развернули «вверх ногами» – для этого в качестве опорной звезды вместо Канопуса был выбран Денеб. Так станция летела до 29 ноября, когда вновь построила ориентацию по Канопусу.
    5–8 декабря проводилось тестирование бортовых программ аппарата, а 27–28 декабря он выполнил так называемый «научный разворот» с целью калибровки инструментов в ходе обзора неба. Маневр состоял из 10 оборотов вокруг оси рысканья и 26 оборотов по крену. Последний из них закончился на 20 сек раньше, чем ожидал компьютер, и Voyager 2 ушел в защитный режим. В результате 4 из 20 часов научных данных были потеряны, а дальнейший разворот для наблюдения Марса не состоялся.
    2 февраля 1978 г. аппарат еще раз попал в защитный режим, случайно потеряв Канопус в самом конце сеанса связи – операторы этого не заметили. Однако в тот же день командами с Земли Voyager 2 был возвращен в штатное положение и 8 февраля впервые отснял Юпитер и его спутники с расстояния 437 млн км. Проводились также тестовые наблюдения Марса и Сатурна.

КА "ВОЯДЖЕР": ЮПИТЕР

С 17 октября по 31 декабря 1977 г. сигналы «Вояджеров» принимала, помимо средств американской Сети дальней связи, германская 30 метровая антенна в Вайльхайме. Целью эксперимента было получение научных данных о связанных с Солнцем полях и частицах в период радиального выравнивания двух КА Voyager и двух западногерманских АМС Helios.

КА "ВОЯДЖЕР": ЮПИТЕР

    25 февраля было обнаружено, что фотополяриметр самопроизвольно переключает фильтры. Команду приведения прибора в исходное состояние колесо фильтров проигнорировало, но неожиданно выяснилось, что застрявшее ранее колесо анализатора ее выполнило. При тестировании 2 марта прибор работал без замечаний.
    Еще в конце ноября 1977 г. на «Вояджере 2» было отмечено падение характеристик твердотельного усилителя передатчика диапазона S, и его пришлось ограничить работой на низком уровне мощности. Но наиболее серьезной оказалась новая проблема с радиокомплексом, с которой аппарат столкнулся весной 1978 г.
    В самом конце марта на борту произошел отказ основного приемника (№1) командной радиолинии. 5 апреля, когда истекло семь суток с момента приема аппаратом последней команды, соответствующий алгоритм защиты инициировал переключение на запасной приемник (№2). К изумлению операторов, аппарат по прежнему не реагировал на посылаемые ему инструкции: стало ясно, что он их не слышит. Через 12 часов в соответствии с логикой бортовой программы Voyager 2 сменил приемник еще раз. Первый заработал, и в течение 30 минут станция слышала Землю. После этого телеметрия показала мощный скачок по питанию, предохранители сгорели, и основной приемник был мертв!
    А запасной… правильно, запасной остался выключен: ведь несколько команд на борт прошли, таймер потери управления включился и отсчитывал очередные семь суток! Да и если бы приемник функционировал – какой толк, если 6 апреля в течение 12 часов до него так и не удалось «достучаться»?
    С выходом из строя обоих командных приемников аппарат был обречен. Да, он будет «тупо» выполнять последнюю заложенную в него программу, но то, ради чего Voyager 2 запущен, сделать будет невозможно!
    В течение суток после начала аварии, однако, удалось разобраться в ситуации и даже найти вероятного виновника. Анализ показал, что в запасном приемнике в контуре автоматической подстройки частоты гетеродина пробило конденсатор, и аппарат не может отслеживать частоту приходящего с Земли радиосигнала.
    Тут надо объяснить одну деталь. Штатный режим бортового радиокомплекса «Вояджеров» – когерентный: передатчик отвечает Земле на частоте, пропорциональной частоте принятого сигнала, отслеживая все ее изменения. По плану Земля ведет передачу для «Вояджера 1» на частоте 2114.6767 МГц (литер частоты 18) и для «Вояджера 2» на частоте 2113.3125 МГц (литер 14). Принимаемая частота «плывет» вследствие эффекта Допплера – из-за сложного взаимного движения КА и передающей антенны на летящей вокруг Солнца и вращающейся Земле. Входная частота преобразуется в выходную с коэффициентом 240/221 для передатчика S диапазона и 880/221 для X диапазона.
    В когерентном режиме по допплеровскому сдвигу частоты сигнала, прошедшего «туда» и «обратно», с погрешностью менее 1 мм/с определяется продольная компонента скорости КА. Для измерения дальности в состав сигнала включается дальномерный код и регистрируется время радиообмена, причем КА отвечает в двух частотных диапазонах сразу, чтобы можно было оценить и исключить дополнительную задержку сигнала межпланетной плазмой. Точность определения дальности – 30 м и лучше.
    Есть и некогерентный режим, в котором частота передачи определяется частотой бортового генератора с сохранением соотношения 11/3 в X и S диапазоне. (При радиопросвечивании атмосфер планет вместо штатного генератора используется специальный ультрастабильный осциллятор.)
    Так вот, без автоматической подстройки запасной приемник мог «слышать» Землю в очень узком диапазоне относительно некоторой фиксированной частоты. Полуширина этого диапазона вместо 100 кГц составляла всего 96 Гц, что соответствовало изменению взаимной скорости лишь на 13 м/с!
    Преднамеренно «испортив» имеющийся экземпляр приемника, разработчики радиокомплекса смогли выяснить, какова примерно эта «волшебная» частота. Появилась надежда «договориться» с бортом, посылая сигнал с Земли на медленно меняющейся частоте – так, чтобы это изменение и допплеровский сдвиг частоты взаимно компенсировались. В итоге аппарат должен был все время слышать Землю на «своей» неизменной частоте с минимальными отклонениями. К счастью, частотой передатчиков, работающих через антенны Сети дальней связи DSN, можно было управлять по такому закону.
    13 апреля, когда семь суток прошли и вновь включился запасной приемник, с 64 метровой антенны станции DSS-63 под Мадридом был отправлен поисковый сигнал. Частота его менялась со скоростью 2.4 Гц/с с расчетом «прощупать» полосу в 3000 Гц вокруг расчетной частоты борта. И аппарат услышал зов Земли – через 55 минут (из которых 53 радиосигнал шел туда и обратно) он подтвердил получение команды. Связь удалось поддерживать более четырех часов; реальная «волшебная» частота отличалась от расчетной примерно на 750 Гц.
    18 апреля на борт были переданы уже 20 команд. Аппарату было приказано поднять мощность передатчиков до максимума; кроме того, были приняты меры к поддержанию стабильной температуры бортового приемника, потому что изменение ее всего на 0.25° уводило частоту из допустимого диапазона. Поиски оптимального режима связи продолжались много дней подряд.
    2 мая на борт заложили уставки на коррекцию TCM-2, и на следующий день Voyager 2 ее выполнил. А 24 мая через налаженную с таким трудом радиолинию впервые ввели новую программу компьютера CCS.
    По существу, так «Вояджером 2» и управляют по сей день – почти 30 лет! Аппарат греется и охлаждается, стареют и меняют свои характеристики радиодетали, а иногда приемник просто «глючит» и меняет частоту по неизвестным причинам, и станция вновь глохнет. Говорят, некоторые сотрудники JPL и DSN обладают даром угадывать, на какую частоту «ушел» приемник…
    Добавим, что для навигации КА Voyager 2 был применен способ однонаправленных дифференциальных измерений с последовательным приемом на двух наземных станциях сигнала с борта и с близко расположенного на небе квазара. В результате текущее положение КА определяется относительно координат квазара, которые хорошо известны.
    Конечно, уже в 1978 г. было ясно, что шансы выполнить программу на раненом аппарате невелики. Появилась сумасшедшая идея: использовать в качестве резерва приемник научного прибора PRA. Тест был проведен в сентябре 1978 г. на Стэнфордском радиотелескопе; выяснилось, что в принципе PRA способен принять сигнал с Земли на частоте 46.72 МГц, но мощность его будет не достаточна. Чтобы использовать этот канал, нужно было построить специальную передающую станцию (а это 10 млн $ и два года) и капитально перепрограммировать бортовые компьютеры. Руководители проекта Voyager решили, что выходить с таким запросом «наверх» нецелесообразно.
    В октябре 1978 г. в память компьютера «Вояджера 2» была заложена аварийная программа BML (Back up Mission Load), позволяющая аппарату провести хотя бы минимум исследований у Юпитера и у Сатурна и доложить результаты на Землю даже в случае полного отказа командной радиолинии. Потом она не раз обновлялась под новые задачи изучения Сатурна, Урана и Нептуна…
    Летом 1978 г. были внесены изменения и в бортовые программы AACS. Так, был разрешен режим медленного вращения без включения двигателей для трехосной стабилизации аппарата. Выяснилось также, что толчки при включении и выключении бортового магнитофона сбивают ориентацию КА и приводят к смазыванию изображения, и AACS «научили» компенсировать эти возмущения.
    Да – было бы неверно думать, что все неприятности достались лишь одной станции. В то время как «Вояджер 2» страдал от отказов служебных систем, на «Вояджере 1» начались сбои научной аппаратуры и обеспечивающих ее элементов. 13 декабря 1977 г. он провел картирование туманности Ориона с помощью УФ спектрометра и фотополяриметра, но чувствительность последнего оказалась намного ниже расчетной. А в феврале 1978 г. неприятности посыпались одна за другой.
    17 февраля Voyager 1, сделав 10 оборотов по рысканью в ходе обзора неба, не обнаружил Солнце в поле зрения солнечного датчика: оказалось, аппарат «недовернул» на 24.5°! Естественно, компьютер CCS прервал эксперимент и перевел станцию в закрутку на Солнце. Сначала в сбое подозревали гироскопы, но выяснилось, что виноваты программисты – вместо фактического масштабного множителя они взяли число из документации. По командам с Земли аппарат вернули в норму.
    В тот же день выяснилось, что значительно ухудшилась чувствительность трех основных детекторов плазменного инструмента PLS. Борьба с этой неисправностью была долгой, но 18 мая все таки завершилась успехом.
    Наконец, 23 февраля при калибровке сканирующей платформы застрял азимутальный привод – вероятно, в механизм при сборке попал кусочек тефлона. 17 марта были сделаны три поворота платформы на минимальной скорости, и если в первом она двигалась рывками, то второй и третий отработала без замечаний. По видимому, посторонний предмет удалось «выпихнуть». Тестирование в разных режимах проводилось в последнюю неделю марта и в первых числах апреля и не выявило новых проблем.


    Благодаря мощному носителю и высокой скорости отлета межпланетное путешествие «Вояджеров» было быстрым. 10 декабря 1977 г. оба аппарата пересекли условную границу пояса астероидов на расстоянии 2.0 а.е. от Солнца. Еще через пять суток, когда две станции находились на расстоянии 124.7 млн км от Земли и 17 млн км друг от друга, Voyager 1 обошел своего собрата и навсегда вырвался вперед в долгом путешествии к границам Солнечной системы. Достигнув отметки 3.6 а.е. от Солнца, он невредимым вышел из пояса астероидов 8 сентября; Voyager 2 достиг этого рубежа лишь 21 октября 1978 г.
    Встреча КА Voyager 1 с Юпитером была назначена на 5 марта 1979 г. Несмотря на четырехдневную задержку старта, траектория станции почти не отличалась от той, что была рассчитана еще на Земле. Между прочим, навигационная группа, обеспечивавшая полет станции в JPL, насчитывала 20 человек. Для определения положения КА, помимо радиоизмерений дальности и скорости, применялась оптическая навигация: съемка спутников Юпитера на фоне звезд с обработкой этих изображений на Земле. Для этого пришлось подготовить специальный высокоточный звездный каталог.

Юпитер с Ио     КА Вояджер-1 сделал этот снимок 1 февраля 1979 года с расстояния в 32,7 млн км от Юпитера.

КА "ВОЯДЖЕР": ЮПИТЕР

    Первые снимки Юпитера аппарат сделал в апреле 1978 г. с расстояния 265 млн км. 10–11 декабря, уже с расстояния 83 млн км, Voyager 1 снимал Юпитер в течение двух оборотов планеты вокруг оси с целью поиска интересных деталей. Была проведена калибровка солнечных датчиков, сканирующей платформы и оптики, а 12–14 декабря состоялся 39 часовой «прогон» программы сближения с планетой. 29 декабря был проведен тестовый разворот КА на 360°: проверялась соосность антенны HGA с осью вращения.
    На рождественские каникулы большую часть участников проекта отпустили отдохнуть, а 4 января 1979 г. все были на своих местах: началась фаза наблюдений Юпитера. До планеты оставалось 60 млн км и 60 дней пути.
    Почти месяц аппарат фотографировал Юпитер в цвете: раз в два часа он делал четыре кадра планеты за разными светофильтрами. Параллельно вели свои измерения ультрафиолетовый и инфракрасный спектрометры, а фотополяриметр наблюдал ионы натрия в окрестностях Ио. Межпланетную среду исследовал весь комплекс электромагнитных и плазменных измерений.
    В течение четырех дней с 30 января по 3 февраля проводилась непрерывная съемка «мультфильма» из жизни планеты – кадры шли с интервалами в 96 сек с круглосуточной прямой передачей на Землю в X диапазоне через три 64 метровые антенны сети DSN. Планета была уже рядом: 10 февраля аппарат прошел орбиту Синопе, самого далекого спутника Юпитера, обращающегося в 23 млн км от него. Юпитер уже перестал влезать в кадр узкоугольной камеры; пришлось перейти к мозаикам 2х2, а с 21 февраля – 3х3. В этот же день аппарат провел подлетную коррекцию траектории TCM-4.

Мультфильм о жизни Юпитера     Небольшой мультфильм сделан по снимкам КА "Вояджер-1" (через голубой фильтр). На анимации демонстрируется приближение КА в течении почти 30 дней миссии. Обратите внимание на разницу в скоростях и направлении различных зон атмосферы Юпитера. Во время подлета к Юпитеру в 1979 году КА "Вояджер-1" делал снимки планеты через равные промежутки времени (около 10 часов). Анимация собрана из 66 таких снимков, полученных в период с 6 января по 3 февраля 1979 г. За этот период КА "Вояджер-1" преодолел дистанцию с 58 млн км до 31 млн км от Юпитера.

КА "ВОЯДЖЕР": ЮПИТЕР

Юпитер + Ио и Европа     КА "Вояджер-1" получил этот снимок Юпитера и двух его спутников (Ио слева, Европа) 13 февраля 1979 года. Во время съемки Ио был в 350 000 км над Большим Красным Пятном. Европа располагалась в 600 000 км над облаками Юпитера. Оба спутника примерно одинаковой яркости, но цветом Ио сильно отличается от Европы. Во время съемки КА "Вояджер-1" располагался в 20 млн км от Юпитера.

КА "ВОЯДЖЕР": ЮПИТЕР

    Съемкой Каллисто 18 февраля было начато прямое исследование спутников Юпитера. Кстати сказать, всего Voyager 1 сделал в системе Юпитера около 18800 снимков двумя телекамерами. Для сравнения: фотополяриметры КА Pioneer 10 и Pioneer 11 сделали в общей сложности около 1000 кадров, из них на 60 и 28 соответственно был запечатлен Юпитер. Удачные же снимки спутников считали по пальцам одной руки: Ио – один, Европа – один, Ганимед – два, Каллисто – несколько штук.

Большое Красное Пятно на Юпитере     Снимок Большого Красного Пятна на Юпитере и его окрестности был получен КА "Вояджер-1" 25 февраля 1979 года с расстояния в 9,2 млн км. Разрешение снимка 160 км на пиксель.

КА "ВОЯДЖЕР": ЮПИТЕР

    28 февраля около 15:00 UTC на расстоянии 6 млн км от Юпитера аппарат вошел в ударную волну – место встречи солнечного ветра с магнитосферой планеты. Через несколько часов «порыв» солнечного ветра придвинул границу ближе к планете, и Voyager 1 опять оказался в межпланетной среде. Соревнование с Солнцем продолжалось три дня и, естественно, закончилось в пользу «Вояджера»: 3 марта на расстоянии 3.4 млн км (47 радиусов Юпитера) он преодолел ударную волну и прошел магнитопаузу в третий и последний раз.

8,3 млн км до Ио     Фотография спутника Юпитера Ио сделана КА "Вояджер-1" в 4:30 PST 2 марта 1979 г. с расстояния в 8,3 млн км. Полушарие Иона снимке всегда смотрит в сторону от Юпитера. Никогда ранее Ио не наблюдался так отчетливо и с таким количеством деталей. Разрешение снимка 70 км на пиксель.

КА "ВОЯДЖЕР": ИО

Полный диск Ио     Изображение составлено из нескольких кадров, полученных КА "Вояджер-1" 4 марта 1979 года. Многие детали на изображении были интерпретированы учеными как признаки вулканической активности на Ио. На Ио были зарегистрированы 2 типа извержений. Плюмы - извержения, достигающие в высоту 250 км, и потоки лавы, вытекающей из жерла вулканов по всех поверхности. Ио первое тело в Солнечной системе (за пределами Земли), где наблюдается активный вулканизм.

КА "ВОЯДЖЕР": ИО

    Сближение с планетой аппарат отрабатывал по жесткой программе, записанной в памяти бортовых компьютеров. Одной из научных задач был поиск колец вокруг Юпитера. Это сейчас мы знаем, что кольца есть не только у Сатурна, но и у трех остальных больших планет; тогда же сенсацией было открытие 10 марта 1977 г. наземными средствами колец Урана. И вот на снимке, сделанном 4 марта через телеобъектив с выдержкой 11.2 мин на фоне «пустого» космоса, было найдено тонкое, почти невидимое с Земли кольцо Юпитера. Внешний его край лежал в 57000 км над облачным покровом планеты, внутри орбиты Амальтеи. Ширина кольца со ставляла 6500–8700 км, толщину оценили не более чем в 30 км.

Первое свидетельство существования кольца Юпитера     На фотографии первое свидетельство существования кольца у Юпитера, и оно было получено КА "Вояджер-1" 4 марта 1979 года. Кольцо Юпитера на снимках с длинной экспозицией проявилось в виде широкой светлой полосы, пересекающей центр снимка. Во время съемки расстояние между КА и кольцом составляло 1 212 000 км, а само кольцо расположено в 57 000 км над облаками Юпитера. Рваные белые штрихи на снимке - это далекие звезды. Звезды на снимке оставили такие штрихи из-за небольших колебаний КА "Вояджер-1" каждые 78 секунд. Съемка велась 11 минут и 12 сек. Толщина кольца Юпитера по снимку оценена в 30 км. Из-за малой толщины на Земле кольцо невозможно наблюдать.

КА "ВОЯДЖЕР": КОЛЬЦА ЮПИТЕРА

    Аппарат изучил в мельчайших деталях Большое красное пятно, грандиозный долгоживущий атмосферный вихрь в южном полушарии планеты, который был «официально» открыт и описан за 101 год до этого, но на самом деле наблюдался еще Робертом Гуком в 1664 г. Voyager 1 выяснил, что вращение в этом антициклоне протяженностью 21000 км с запада на восток и 11000 км с севера на юг происходит с периодом около шести суток, а скорость ветра превышает 300 м/с. Наиболее подробная «фотосессия» БКП состоялась за 8 часов до момента прохождения перииовия и представляла собой мозаику из 81 кадра; наилучшее разрешение достигало 5 км. Пятно оказалось на 5°C холоднее, чем средняя температура верхней атмосферы (160 К).
    Наблюдались и три меньших по размеру белых пятна, появившихся в южном полушарии Юпитера примерно за 40 лет до прилета «Вояджера». Оказалось, что они весьма сходны по структуре с БКП и отличаются лишь размером и цветом.

К юго-востоку от Большого Красного Пятна     Область на снимке располагается к юго-востоку от Большого Красного Пятна, небольшой кусочек которого просматривается в левом верхнем углу. В кадре слева 40-летний белый овал в атмосфере Юпитера. Разрешение изображения 80 км на пиксель.

КА "ВОЯДЖЕР": ЮПИТЕР

    Пройдя за полтора года 998 млн км, 5 марта в 12:05:26 UTC по бортовому времени (по другим данным, в 12:04:36) Voyager 1 прошел на минимальной высоте около 277600 км над экваториальной областью Юпитера, т.е. на расстоянии 4.888 радиуса от центра планеты. Если бы на борту станции находился космонавт, он получил бы за время пролета радиационную дозу в 400000 рентген. Электроника «Вояджера» – выдержала.
    Менее чем через четыре часа станция последовательно вошла в радиотень и в тень Юпитера. Измерения ИК спектрометром и радиопросвечивание атмосферы при заходе «Вояджера» за планету принесли информацию о ее химическом составе: основные составляющие – водород и гелий (11% по объему), малые – аммиак, метан и дейтерированный метан, этилен, ацетилен, этан, циановодород, окись и двуокись углерода, пары воды и такие необычные соединения, как тетрагидрид германия GeH₄ и фосфин PH₃. Возможно, именно фосфин, поднимающийся из глубины и разлагающийся с выделением красного фосфора, «отвечает» за цвет БКП.
    Внешний слой облаков состоял из твердого и жидкого аммиака, ниже находился слой из сернистокислого аммония, еще ниже – «обычные» водяные облака. Верхняя атмосфера северного полушария оказалась немного теплее, чем южного. Широтные ветры ураганной силы – до 150 м/с – доминировали в картине атмосферной циркуляции вплоть до 60° широты.
    Во время двухчасовой тени аппарат сделал единственный снимок ночной стороны Юпитера со 192 секундной экспозицией. Широкоугольный объектив аппарата запечатлел яркую полосу полярного сияния длиной 29000 км и 19 светлых пятен – предположительно разрядов гигантских юпитерианских молний. Да и низкочастотные радиосигналы от Юпитера очень напоминали «свисты» электрических разрядов в земной атмосфере.

Полярное сияние на Юпитере     Ночная сторона Юпитера 5 марта 1979 года. Экспозиция 3 минуты и 12 секунд. Съемка велась широкоугольной камерой КА "Вояджер-1", когда аппарат находился в тени планеты-гиганта через 6 часов после максимального сближения. Северный полюс сверху. Длинная двойная полоса на лимбе Юпитера - это северное сияние вблизи полюса Юпитера. Другие светлые пятна, вероятно, молнии, но могут быть и всполохами полярного сияния.

КА "ВОЯДЖЕР": ЮПИТЕР

    В 15:13:21, за полчаса до тени, аппарат пронесся над южным полюсом Ио на высоте всего 19000 км (не всю информацию по Ио удалось принять на Земле: над станцией DSN в Австралии разразилась гроза, и в течение трех часов ее работа была невозможна). Траектория «Вояджера» была проложена сквозь плазменную «трубку», соединяющую этот спутник с планетой, но аппарат прошел в стороне от нее. Не потому, что ошиблись навигаторы, а потому, что ионы натрия и серы переносили по трубке ток в 5 млн ампер – впятеро больше, чем показывали теоретические модели. Из-за этого трубка проходила в 7000 км от расчетного положения!
    Voyager 1 сделал 14 кадров, на которые попало около 1/3 обращенной к планете стороны Ио. Из детальных снимков сразу стало ясно, что богатая соединениями серы желто красная поверхность Ио с горными пиками, обрывами, каньонами и трещинами – очень свежая и сформирована недавними вулканическими процессами.

Южное полушарие Ио     Южное полушарие Ио с расстояния в 74 675 км. Две горы хорошо просматриваются вблизи терминатора. Одиночная гора справа имеет основание шириной 150 км, а в высоту достигает 15 км. Она выше любой горы на Земле. Происхождение горы не выяснено, но скорее всего она представляет собой вулканическое образование.

КА "ВОЯДЖЕР": ИО

Горы на Ио     Снимок сделан КА "Вояджер-1" 5 марта 1979 года с расстояния в 92 000 км. Центр с координатами 60 градусов ю.ш. и 276 градусов по долготе. Север в верхнем левом углу. Солнце освещает поверхность с нижнего левого угла. Благодаря такому углу освещения горы на границе терминатора отбрасывают большие тени. Долина, которая пролегла рядом с терминатором в длину 300 км, а в ширину 50 км. Двойная гора на горизонте, скорее всего, представляет собой грабен, возникший из-за деформации коры Ио.

КА "ВОЯДЖЕР": ИО

    Самое же интересное посчастливилось найти Линде Морабито (Linda A. Morabito) – не ученому, а простому инженеру навигатору JPL.

---