§ 11. Исследования Юпитера и Сатурна

3 марта 1972 г. в США с помощью ракеты «Атлас — Центавр — Бернер-2» был запущен к Юпитеру космический аппарат «Пионер-10» (рис. 159, а) массой около Начальная скорость составила марта, 23 марта и 13 сентября 1972 г. были проведены коррекции траектории. В июле 1972 г. аппарат вошел в пояс астероидов, из которого вышел в середине февраля 1973 г. Войдя с

гелиоцентрической скоростью в сферу действия Юпитера, он 4 декабря 1973 г. пролетел с планетоцентрической скоростью на минимальном расстоянии от края атмосферы Юпитера.

Рис. 159. (см. скан) Космические аппараты «Пионер 10 (11)» (а) и «Вояджер-1 (2)» (б).

Через минуту после этого он прошел на расстоянии 18000 км от ближайшего спутника Юпитера — Амальтеи, а еще через 17 мин зашел на 91 с за спутник и было осуществлено радиопросвечивание его атмосферы. Космический аппарат вышел из сферы действия Юпитера примерно в направлении его орбитального движения с гиперболической гелиоцентрической скоростью Аппарат покинет Солнечную систему с остаточной скоростью на бесконечности направленной в сторону созвездия Тельца. В 1979 г. он пересек орбиту Урана, а в 1987 г. должен пересечь орбиту Плутона (нигде не встретив планет).

6 апреля 1973 г. на аналогичную гелиоцентрическую траекторию стартовал аппарат «Пионер-11». Запас топлива для коррекции был рассчитан на характеристическую скорость . В апреле 1974 г., когда уже было ясно, что, несмотря на радиацию, можно рискнуть совершить пролет Юпитера на более близком расстоянии, чем то, на котором пролетел «Пионер-10», была совершена коррекция траектории. В результате 3 декабря 1974 г. «Пионер-11» пролетел с юга на север с планетоцентрической скоростью на расстоянии от границы облаков на Юпитере. Выйдя из сферы действия Юпитера, он направился по гелиоцентрической гиперболической траектории, проекция которой на плоскость эклиптики проходит вначале внутри орбиты Юпитера (перигелий на расстоянии 4 а. от Солнца) и которая поднимается над этой плоскостью, благодаря наклонению 15°, на 165 млн При отсутствии коррекции «Пионер-11» прошел бы 3 сентября 1979 г. на расстоянии 1,7 млн. от Сатурна. В зависимости от условий пролета Сатурна, который в результате последующих коррекций должен был быть гораздо более тесным, рассматривались многочисленные варианты дальнейшего полета, в том числе (в скобках—даты достижения планет) новая встреча с Юпитером (1986); полет Сатурн — Уран (1985) — Нептун (1990); полет Сатурн — Нептун (2019); близкие пролеты 33 различных комет; выход из Солнечной системы в сторону, противоположную выходу «Пионера-10». Малое количество топлива для коррекции (60 м/с) и соображения надежности аппаратуры заставили остановиться на Уране, как дальнейшей цели полета (дата достижения — декабрь 1985 г.). Аппарат пролетел Сатурн фактически 1 сентября 1979 г., через 6 лет и 5 месяцев после старта, пройдя со скоростью на расстоянии от верхней границы облаков. При этом он невредимым дважды пересек невидимую с Земли внешнюю часть кольца Сатурна и после прохождения перицентра). На подлете к Сатурну исследовались естественные спутники Сатурна Япет и Янус, а после пролета Сатурна — Диона, Мимас, Тефия, Энцелад, наконец, Титан. «Пионер-11» пролетел Титан на расстоянии и направился во внешние области Солнечной системы (Уран как цель дальнейшего

Рис. 160. Траектории космических аппаратов «Пионер-10» и и «Пиоиер-11». Засечки — месячные отметки. Внизу — вид на траекторию «Пионера-11» с «ребра» плоскости эклиптики.

полета в сентябре 1979 г. в сообщениях печати и радио уже не упоминался).

20 августа и 5 сентября 1977 г. с помощью ракет-носителей «Титан-3Е - Центавр» (с дополнительной твердотопливной ступенью) были запущены одинаковые космические аппараты «Вояд-жер-2» и «Вояджер-1» массой каждый, причем стартовавший вторым «Вояджер-1», получив большую скорость, должен был первым достичь Юпитера (рис. 159, б).

5 марта 1979 г. «Вояджер-1» пролетел на минимальном расстоянии от Юпитера. За 6 часов до этого он прошел на расстоянии примерно от Амальтеи (здесь и далее указываются кратчайшие расстояния) — ближайшего к Юпитеру спутника (радиус орбиты — Через после прохождения перицентра аппарат пролетел на расстоянии от Ио (южнее ее), через оказавшись примерно в экваториальной плоскости Юпитера, — на расстоянии от Европы, через от Ганимеда, через от Каллисто (над северным полюсом спутника). В ноябре 1980 г. (через 3 года после старта) он пролетит на расстоянии всего лишь от Титана — главной цели полета. Будут получены фотографии Титана с разрешением (По мнению некоторых жизнь на Титане более вероятна, чем на Марсе.) Через после этого «Вояджер-1» пролетит на расстоянии от Сатурна, зайдя за его кольца. Затем он уйдет в отдаленные районы Солнечной системы. Близкий пролет Титана требует такого облета Сатурна, при котором достижение Урана оказывается невозможным.

«Вояджер-2» 9 июля 1979 г. пролетел мимо Юпитера на расстоянии от верхней границы облаков. На этот раз пролеты мимо спутников Юпитера начались еще до прохода перицентра и шли в таком порядке: Каллисто, Ганимед, Европа, Амальтея, Ио (последняя — на этапе удаления от Юпитера). При этом Ганимед и Каллисто в моменты приближения «Вояджера-2» были повернуты к нему в основном «тыловыми» полушариями, а не «лицевыми», которые наблюдались «Вояджером-1» при удалении от Юпитера. (Известно, что галилеевские спутники повернуты к Юпитеру одним и тем же, «лицевым», полушарием, как Луна к Земле.) Расстояние от Европы составило от Ио - немногим более 1 млн. причем наблюдения Ио продолжались почти Во время пролета Юпитера в течение 76 мин работали корректирующие двигатели. Если что-либо помешает «Вояджеру-1» исследовать Титан, то эта цель выпадет на долю «Вояджера-2». Если же у «Вояджера-1» все будет в порядке, то «Вояджер-2» после пролета Сатурна 27 августа 1981 г. (расстояние направится к Урану, пролетев мимо него 31 января 1986 г., чтобы в сентябре 1989 г. достичь Нептуна и осуществить таким образом перелет «Гранд Тур».