Секреты американской космонавтики

Железняков Александр Борисович

Ударную волну около Юпитера станция пересекла 26 ноября 1974 года на расстоянии 7,7 миллиона километров от планеты. На следующий день «Пионер-11» пересек магнитопаузу. Чуть позже станция вновь оказалась с внешней стороны ударной волны, что объясняется прижатием магнитосферы к планете под давлением солнечного ветра. Всего «Пионер-11» пересекал ударную волну и магнитопаузу три раза. Подход к планете был осуществлен над высокими широтами южного полушария. Гравитационное поле Юпитера искривило траекторию полета и, обогнув планету, станция прошла над ее Северным полушарием. Это позволило произвести обзор Юпитера почти на всех долготах с захватом как экваториальной, так и полярной областей.

3 декабря 1974 года станция

совершила пролет мимо Юпитера, пройдя на минимальном расстоянии в 42 700 км от облачного слоя планеты. Несмотря на то, что «Пионер-11» подошел ближе к Юпитеру, чем «Пионер-10», общая доза поглощенной радиации была меньше благодаря значительно более высокому наклонению пролетной траектории к плоскости магнитного экватора Юпитера и более высокой скорости, что сократило время пребывания станции в зоне наиболее интенсивной радиации. Радиационные повреждения носили кратковременный характер и в очень несущественной степени отразились на объеме полученной научной информации.

На Землю были переданы 25 снимков Юпитера и по одному снимку спутников Ио, Ганимеда и Каллисто. В частности, удалось получить более детальные, чем от «Пионера-10», изображения «Красного пятна», где четко видны «рога» на восточном и западном краях, а также признаки движения среды внутри пятна.

В целом исследования «Пионер-11» подтвердили, что Юпитер – планета, состоящая главным образом из водорода и излучающая больше тепловой энергии, чем получает от Солнца. Планета окружена магнитным полем сложной структуры и очень мощными поясами захваченных заряженных частиц. И магнитное поле, и радиационные пояса имеют резко выраженные внешнюю и внутреннюю области. Внешняя область магнитного поля может распространяться на 16 миллионов километров и сжимается до 4 миллионов километров под действием давления солнечного ветра. Внутренняя область наклонена к оси вращения Юпитера и смещена относительно центра планеты. Это можно объяснить, если принять гипотезу о том, что в недрах планеты имеется не один, а несколько генераторов магнитного поля. Атмосфера содержит все химические вещества (водород, вода, аммиак, метан), необходимые для эволюции простых форм жизни.

Более детальное изучение Юпитера и его спутников спустя два десятилетия успешно проводил американский межпланетный зонд «Галилео». Но он, в основном, лишь уточнил данные о магнитном поле и составе атмосферы планеты, которые были получены станциями «Пионер-10» и «Пионер-11».

Под влиянием поля тяготения Юпитера станция перешла на трассу полета к Сатурну и 1 сентября 1979 года совершила пролет около него, проведя исследования околопланетного пространства, планеты, колец Сатурна и некоторых его спутников. Минимальное расстояние от верхнего края облачного покрова при этом составило 20 200 километров. Исследования с помощью «Пионер-11» показали, что Сатурн имеет магнитосферу, магнитное поле и радиационные пояса.

Станция зарегистрировала наблюдаемые с Земли кольца Сатурна А, В и С, но не подтвердила существование предполагавшихся некоторыми учеными колец D и Е. Были открыты два новых кольца, получивших обозначения F и G. Кольцо F лежит на расстоянии около 80 тысяч километров от Сатурна и имеет ширину менее 500 километров при толщине всего 3 километра. От кольца А оно отделено щелью шириной около 3000 километров, которую назвали «Щель “Пионера”». Кольцо G находится на значительно большем удалении от Сатурна, внешний край кольца, возможно, на расстоянии 965 тысяч километров.

Станция зарегистрировала наблюдаемую с Земли «щель Кассини» между кольцами А и В и подтвердила существование предполагавшейся французскими учеными щели между кольцами В и С. Эта щель получила название «Французская щель». По полосам отраженного света определено, что количество вещества в «щели Кассини» между кольцами А и В примерно равно количеству вещества в кольце С. Предполагают, что частицы

в кольцах состоят в основном изо льда, а не из тяжелых материалов, таких, как например, железо. Информацию о кольцах, которую смог собрать «Пионер-11», можно рассматривать только как предварительную. Более детально смогли исследовать кольца Сатурна станции «Вояджер-1» и «Вояджер-2», миновавшие планету в начале 1980-х. Рассказ об этих наблюдениях чуть позже в этой же главе.

Были получены 15–20 снимков Сатурна, которые показали, что верхняя часть облачного покрова Сатурна более спокойная, чем у Юпитера, и имеет меньше четко выраженных деталей. Число поясов и зон в атмосфере Сатурна больше, чем в атмосфере Юпитера, но они более узкие. Температура экваториальной зоны Сатурна ниже, чем прилегающих к ней районов, где, по-видимому, облака расположены выше. Эти данные позволяют предположить перепады температур и высот между зонами и поясами.

Из других интересных результатов, которые удалось получить «Пионеру-11», надо отметить обнаружение вокруг Титана на близком расстоянии от него водородного облака. На основании этого делается вывод, что, возможно, метановая атмосфера спутника медленно утекает в космос, а аэрозоли на основе углерода выпадают на поверхность Титана.

«Пионер-11» смог обнаружить несколько новых спутников Сатурна, но получить точные данные о них не удалось. Спустя несколько лет факт их существования подтвердил «Вояджер-1».

Под действием силы тяготения Сатурна «Пионер-11» изменил направление полета и стал почти по прямой удаляться от Солнца.

Запуск «Вояджера-1» состоялся 5 сентября 1977 года. В рамках программы «Вояджер» по времени это был второй старт, но станция получила первый порядковый номер, так как шла по более быстрой траектории и должна была обогнать станцию, запущенную первой. Это и произошло 15 декабря 1977 года, когда оба зонда находились на удалении от Земли в 125 миллионов километров.

С помощью «Вояджера-1» предполагалось исследовать: общий состав атмосфер Юпитера и Сатурна, концентрацию водорода и гелия в этих атмосферах; турбулентность атмосфер Юпитера и Сатурна; «Большое красное пятно» Юпитера; кольца Сатурна; гравитационные поля Юпитера и Сатурна, массы спутников этих планет; магнитное поле Юпитера; магнитные поля Сатурна и Титана, и многое другое.

На «Вояджер-1» (как и на «Вояджер-2») была установлена медная граммофонная пластинка в комплекте с вращающимся диском, звукоснимателем и наглядной инструкцией по проигрыванию. На пластинке записаны «звуки Земли», которые должны дать представление о нашей планете представителям внеземной цивилизации, если к ним попадут станции. Продолжительность звучания пластинки 110 минут. На ней записаны обращения тогдашних Генерального секретаря ООН Курта Вальдхайма и Президента США Джимми Картера, приветствия на 60 языках, включая, мертвые, азбука Морзе, музыкальные отрывки, крик ребенка, звуки прибоя, дождя, извержения вулкана и так далее. Пластинка несет также видеозапись 115 изображений.

5 марта 1979 года «Вояджер-1» совершил пролет около Юпитера и провел исследования околопланетного пространства, планеты и некоторых ее спутников. Минимальное расстояние до Юпитера составило 280 тысяч километров. Станция прошла почти над самым экватором Юпитера, несколько южнее его. «Войяджер-1» сначала совершил пролет около Юпитера, а затем около его галилеевых спутников, причем снимал их видимые с Юпитера полушария.

При исследовании атмосферы Юпитера особое внимание уделялось «Красному пятну» и другим пятнам в атмосфере. При пролете «Войяджера-1» около Юпитера протяженность «Красного пятна» с востока на запад составляла 21 тысячу километров (в свое время, по данным наземных наблюдений, эта величина достигала 32 тысяч километров), а с севера на юг – 11 тысяч километров. Положение пятна по широте практически не изменялось, но по долготе оно смещается.