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

Информация с «Пионера» шла с задержкой на 40 мин 40 с. На этот раз перииовий проходился в тени и за планетой с точки зрения Земли. Сигнал КА затих в 05:41:56 UTC с опозданием на 11 секунд относительно последнего прогноза. Операторы и ученые напряженно ждали, выйдет ли он на связь спустя 43 минуты. В 06:24:16, опять же, на 11 секунд позже графика, станция в Тидбинбилле вновь приняла сигнал, а еще через 10 секунд его услышали в Голдстоуне. Близкий пролет Юпитера удался!

С помощью видового фотополяриметра «Пионер-11» сделал 70 снимков в течение трех суток до пролета и 51 кадр за следующие трое суток – с разрешением вплоть до 150 км. Опять, как и при пролете «Пионера-10», передавались «лечебные» посылки с командой включения передатчика, заданием правильного формата данных и правильной скорости передачи и активацией приборов. Опять для IPP периодически задавалось начальное положение, с которого он должен начинать сканирование в случае сбоя.

В итоге почти все получилось! Потеряли лишь семь снимков за сутки до пролета с номерами от C16 до C10 из-за сбоя в работе шагового двигателя под действием радиации. Положение удалось исправить, и была сделана серия из 22 качественных изображений Юпитера, включающая ряд кадров северной полярной области планеты. Детальный снимок Большого Красного Пятна был специально спланирован, а затем перепланирован в пожарном порядке, когда обнаружилась ошибка во времени выдачи команд.

Восемь ближайших снимков Юпитера с дистанции от 657 000 до 375 000 км делались без наведения IPP по углу места – развертку обеспечивало движение КА. Ближе не получилось бы и этого – строки изображения перестали бы прилегать друг к другу.

Фотографии выдавались на экраны в нескольких переполненных публикой общественных зданиях и демонстрировались по кабельному телевидению в городах вокруг залива Сан-Франциско. Комментировал их бывший астронавт Альфред Уорден, откомандированный в Центр Эймса после скандальной истории с продажей подпольно провезенных к Луне и обратно на «Аполлоне-15» почтовых конвертов.

Вершины облаков в полярных районах Юпитера оказались ниже, чем на экваторе, причем в южной полярной области – ниже, чем в северной. Над ними еще на 50–65 км простиралась довольно плотная, но прозрачная аммиачно-метановая атмосфера, напоминающая голубое небо Земли и увенчанная слоем аэрозолей.

Севернее 50° широты кольцевые ветровые структуры «разваливались». Там наблюдалось довольно много отдельных атмосферных вихрей, небольших в масштабах Юпитера, но намного более крупных, чем ураганы Земли. Похоже было, что работает обычный земной механизм погоды: атмосферная конвекция и конденсация водяного пара. Вообще же циркуляция у полюсов была намного слабее – ученые на всякий случай отметили, что эти области Юпитера в принципе более благоприятны для жизни, чем экваториальные. В 1974 г. надежды вскоре найти внеземные бактерии – не на Венере, так на Марсе, на Титане или в атмосфере Юпитера – были еще очень сильны.

Большое Красное Пятно и окружающие его вихри удалось рассмотреть более детально, чем год назад. По-прежнему присутствовали экваториальные области подъема газа из глубины. Была также найдена необычная кольцевая структура с зоной опускания у центра и ярким кольцом поднимающегося вещества снаружи.

Ученые окончательно убедились, что своим «полосатым» обликом Юпитер обязан градиенту сил Кориолиса, весьма значительных с учетом большого размера и высокой скорости вращения планеты. Из-за него обычные конвективные ячейки растут, растягиваются в широтном направлении и окружают всю планету, образуя розово-желтые зоны подъема влажного теплого воздуха и коричнево-серые пояса опускания холодного и сухого, причем первые оказываются на 20 км выше вторых.

Судя по характеристикам отраженного света, верхний слой облачности Юпитера представлял собой аммиачные облака с характерным размером частиц 1 мкм. Ниже залегали облака из гидросульфида аммония, а еще ниже – ледяные и водяные.

Водяной пар был впервые обнаружен в атмосфере Юпитера при наблюдениях с самолетной ИК-обсерватории Центра Эймса в октябре 1974 г. В сочетании с данными обоих «Пионеров» получалось, что в атмосфере могут формироваться органические соединения, окрашивающие облака планеты в красный, оранжевый и бурый цвета. В частности, буроватый оттенок приписывался примеси соединений фосфора.

ИК-радиометр показал температуру у полюсов Юпитера около 125 К – всего на 3 К ниже, чем в экваториальной зоне. Это было странно: полярные области получали значительно меньше солнечного тепла, чем экваториальные, а поток тепла изнутри планеты, дающий более 40 % нагрева, по умолчанию представлялся равномерным. Д-р Эндрю Ингерсолл, отвечавший за обработку ИК-данных, заключил, что существует какой-то механизм перекачки внутреннего теплового потока в более холодные приполярные области – либо в жидком теле планеты, либо в нижних слоях 1000-километровой водородно-гелиевой атмосферы. В верхних слоях, судя по картинам облачности, никаких потоков в сторону полюсов не было.

«Пионер-11» передал один качественный снимок Ио со стороны северного полюса, где были видны и почти белая экваториальная часть, и обширные оранжево-бурые полярные области. Цвет последних приписали радиационному воздействию на поверхностный материал.

В ИК-диапазоне Ио отражала практически такую же долю света, что и в видимом, – около 60 %. Планетолог Дэвид Моррисон заметил, что такими свойствами обладают солончаки штата Юта, и предположил, что поверхность спутника сложена солями калия и натрия и определенными видами сульфатов.

Поступило также одно хорошее изображение Ганимеда и несколько снимков Каллисто, которая продемонстрировала обширную белую южную полярную шапку.

Ультрафиолетовый фотометр при выбранной геометрии пролета не мог наблюдать Юпитер, однако отснял галилеевы спутники. Он подтвердил существование водородного облака, связанного с Ио, но не обнаружил аналогичных структур на орбитах Ганимеда и Каллисто.

Сближение с Европой позволило уточнить ее массу и плотность, которая оказалась на уровне 3,28 г/см³. Была также точно определена масса Каллисто, но оценки плотности ее и двух остальных галилеевых спутников почти не изменились по сравнению с результатами «Пионера-10»: 3,52 г/см³ у Ио, 1,95 у Ганимеда и 1,63 у Каллисто.