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

Объект исследования: Юпитер

Пятая и крупнейшая планета Солнечной системы.

Известна со времен древних цивилизаций Ближнего Востока, Индии и Китая.

Большая полуось орбиты – 5,20 а.е.

Период обращения – 11,86 года.

Масса – 317,8 M_E (масс Земли).

Радиус экваториальный – 71 372 км.

Период вращения – 9 ч 55 мин.

Наклон оси к плоскости орбиты – 3°.

Спутники – было известно 12, в 1974 г. открыт 13-й.

К 2020 г. известно 79 спутников и система колец.

Период встречи начался 4 ноября 1973 г. – за четыре дня до пересечения орбиты внешнего спутника Синопе, который тогда еще носил имя Аид^[29]. За 60 суток, до 2 января 1974 г., на борт было передано 17 286 команд, главным образом для «ручного» управления работой фотополяриметра IPP. Интересно, что на борт не прошло лишь семь команд.

Опытные съемки планеты начались 6 ноября с расстояния 25 млн км. Всего до 31 декабря с борта планировали получить более 500 кадров фотополяриметра, в том числе 336 изображений планеты и десять – ее спутников: пять кадров Ио, один снимок Европы, по два – Ганимеда и Каллисто.

При разработке программы исследований изучение радиационной обстановки имело больший приоритет, чем съемка. Разработчики знали, что аппарат может погибнуть, выполняя их задание по измерениям в магнитосфере и радиационных поясах планеты. Поэтому все основные сеансы IPP планировались до момента пролета Юпитера, а уж дальше – как получится. Кстати, и траекторию выбрали так, чтобы на подлете планета и ее спутники были освещены полностью, а на отлете – лишь частично.

Прибор работал по восемь часов в сутки до 26 ноября – в тот день провели последний перед встречей маневр ориентации антенны HGA на Землю, а до 12 декабря – уже круглосуточно. На самом деле не совсем круглосуточно. Несколько сеансов на 64-метровой калифорнийской антенне и, в частности, 27 ноября и 10 декабря, пришлось уступить полностью или на почасовой основе команде «Маринера-10». Их аппарат стартовал 3 ноября 1973 г. и должен был проверить свою камеру в съемках Земли и Луны на отлете. Еще немного ресурсов «отщипнул» проект «Викинг» – на ноябрь пришелся оптимальный период радиолокационной съемки выбранных мест посадки на Марсе.

Без участия Земли фотополяриметр IPP работать просто не мог. Инструмент, созданный в Аризонском университете под руководством Томаса Герелса, представлял собой фотометр и поляриметр на базе телескопа апертурой 25,4 мм и фокусным расстоянием 86,4 мм. В режиме планетной съемки использовалась оптическая схема с мгновенным полем зрения 0,5 мрад (1,7´) и с регистрацией в двух каналах, красном и синем^[30]. Каждая линия сканирования формировалась за счет вращения аппарата в пределах угла 14°. Так как «Пионер» летел «на боку» относительно планеты, эта линия была вертикальной по отношению к экватору Юпитера, но ее все равно называли строкой.

За 0,5 секунды, необходимые для поворота на указанный угол, снимались 1015 отдельных измерений – 508 в синем канале и 507 в красном. Они оцифровывались с 6-битным разрешением (64 градации яркости) и записывались в буфер длиной 6144 бита, откуда за оставшуюся часть оборота считывались и передавались на Землю. С учетом периода вращения КА вокруг оси – около 12,5 секунд – скорости в 1024 бит/с хватало для передачи и видовой информации из буфера фотополяриметра, и всех остальных данных примерно такого же объема.