«Воиджер». Предназначен для вывода на орбиты вокруг Марса и Венеры.

Ежегодник БСЭ 1978 г

Рис. 11. АМС «Вояджер»: 1 - ТВ камеры; 2 - детекторы плазмы; 3 - детекторы космических лучей; 4 - отражатель остронаправленной антенны; 5 -малонаправленная антенна; 6 - штанга с магнитометрами; 7 - датчик Канопуса; 8 - радиоизотопные энергетические установки; 9 - микродвигатели; 10 - антенны для регистрации радиоизлучения планет и волн в плазме; 11 - радиатор; 12 - детекторы заряженных частиц; 13 - ультрафиолетовый спектрометр; 14 - инфракрасный спектрометр; 15 - фотополяриметр.

«Вояджер». 20 августа и 5 сентября 1977 г. в США ракетами-носителями «Титан-3Е» (с дополнительной четвертой ступенью) на траекторию полета к Юпитеру выведены две идентичные АМС «Вояджер». Первой запущенной АМС дали название «Вояджер-2», а второй - «Вояджер-1», поскольку вторая шла по более «быстрой» траектории и должна была обогнать первую, что и произошло 15 декабря 1977 г., когда АМС находились на расстоянии ок. 125 млн. км от Земли. Обе АМС предназначены для исследования Юпитера, Сатурна и спутников этих планет с пролетной траектории, а АМС «Вояджер-2», возможно,- и для исследования Урана. Обе АМС при пролете около Юпитера должны использовать поле тяготения этой планеты для пертурбационного маневра с переходом на траекторию полета к Сатурну, а АМС «Вояджер-2», возможно, использует поле тяготения Сатурна для перехода на траекторию полета к Урану. АМС «Вояджер-2» будет направлена к Урану только в том случае, если опережающая ее на траектории АМС «Вояджер-1» выполнит всю программу исследований Сатурна и его спутника Титана. В противном случае АМС «Вояджер-2» будет использована для исследования Титана, что исключает полет к Урану. Вероятность того, что эта АМС в случае полета к Урану достигнет его в работающем состоянии, сравнительно мала. Программа полета обеих АМС показана в таблице.

С помощью АМС «Вояджер» предполагают 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, взаимодействие этих полей; причины излучения Юпитером и Сатурном большего количества энергии, чем та, которую эти планеты получают от Солнца; поверхность галилеевых спутников Юпитера и спутника Сатурна Титан, в частности кратерированность поверхности; причины необычной концентрации заряженных частиц у спутника Юпитера Ио; воздействие радиационного поля Юпитера на его спутник Амальтею; состав атмосфер спутников Юпитера и Сатурна; межпланетное и межзвездное пространство; планетную систему Урана.

Масса АМС «Вояджер» (рис. 11) 798 кг, масса полезной нагрузки 86 кг. Длина АМС 2,5 м. Герметичный корпус имеет форму 10-гранной призмы (высота 0,5 м, поперечник 1,8 м). В центре корпуса предусмотрен проем, где размещается бачок (диаметр 0,7 м) с гидразином для микродвигателей. Запас гидразина 104 кг. К той стороне корпуса, которая в полете обращена к Земле, крепится на форменной конструкции отражатель остронаправленной антенны диаметром 3,66 м. Электропитание (420 вт у Юпитера, и 384 вт у Сатурна) обеспечивают три радиоизотопные установки весом по 39 кг (длина каждой 51 см, диаметр 41 см). В системе трехосной ориентации используются два датчика Солнца, датчик Канопуса, а также инерциалышй измерительный блок. В качестве исполнительных органов этой системы служат 16 микродвигателей тягой по 0,9 H. В системе коррекции траектории используются 4 таких микродвигателя. Они рассчитаны на 8 коррекций при общем приращении скорости 200 м/сек. Радиотехническая система работает в диапазоне S (прием 2113 Мгц, передача 2295 Мгц) и X (только передача 8418 Мгц). Остронаправленная антенна работает в обоих диапазонах, ненаправленная - только в диапазоне S. Выходная мощность передатчика диапазона S-9 или 28 вт, передатчика диапазона X- 12 или 21 вт. Максимальная расчетная информативность (диапазон X) при пролете около Юпитера 115 200 бит/сек, при пролете около Сатурна - 40 000-80 000 бит/сек. Емкость запоминающего устройства - 536 Мбит (до 100 изображений от телевизионных камер). Сдублированная бортовая цифровая вычислительная машина имеет основную память емкостью 4096 восемнадцатиразрядных слов, а также резервную память такой же емкости.

В комплект научной аппаратуры АМС «Вояджер» входят следующие приборы:

- телевизионная камера с широкоугольным объективом (фокусное расстояние 200 мм) и телевизионная камера с телеобъективом (1500 мм). Каждый кадр, полученный камерой с телеобъективом, содержит 5 Мбит информации и имеет угловое разрешение до 4". Согласно расчетам, с помощью этой камеры можно будет получить снимки всех четырех галилеевых спутников Юпитера с разрешением до 4 км, а снимки Юпитера, Сатурна и Титана с разрешением 6, 2 и 0,5 км, соответственно. Для получения цветных изображений с помощью обеих камер предусмотрено 8 различных фильтров, в том числе фильтр, поглощающий излучение натрия с длиной волны 5890 и 5896 Ằ у спутника Юпитера Ио, и два фильтра, поглощающие излучение метана;

- инфракрасный спектрометр с телескопом системы Кассегрена, имеющим первичное зеркало диаметром 0,5 м. Прибор предназначен для исследования энергетического баланса внешних планет, состава их атмосфер, температурных полей, состава и физических характеристик атмосфер спутников планет, а также колец Сатурна и, возможно, Урана;

- ультрафиолетовый спектрометр, регистрирующий излучение в диапазоне длин волн 400-1800 Ằ. Прибор предназначен для исследования температуры и состава верхних слоев атмосферы, концентрации ионов, атомов и молекул отдельных составляющих атмосфер планет и их спутников, а также межпланетной и межзвездной среды;

- фотополяриметр со 150-миллиметровым телескопом системы Кассегрена. Прибор предназначен для исследования распределения метана, молекулярного водорода и аммиака над облачным покровом Юпитера и Сатурна, а также для получения информации об аэрозолях в атмосферах планет, о поверхности их спутников и о характере колец Сатурна;

- два детектора (чаши Фарадея) межпланетной плазмы. Приборы предназначены для регистрации как горячей дозвуковой плазмы в магнитосфере планет, так и холодной сверхзвуковой плазмы в солнечном ветре;

- детекторы волн в плазме, позволяющие определять профили плотности тепловой плазмы у Юпитера и Сатурна, а также исследовать взаимодействие спутников этих планет с их магнитосферами;

- детекторы заряженных частиц низкой энергии (электроны с энергией 0,015-1 Мэв и ионы с энергией 0,015-160 Мэв). Приборы предназначены для исследования энергетического спектра и изотопного состава частиц в магнитосферах Юпитера и Сатурна, а также в межпланетном пространстве;

-детекторы космических лучей, регистрирующие электроны с энергией 7-100 Мэв и ядра с энергией 0,5-500 Мэв;

- две пары трехосных индукционных магнитометров, регистрирующих слабые (0-50 000 гамм) и сильные (от 12 до 2 000 000 гамм) магнитные поля;

- приемник для регистрации радиоизлучения Юпитера и других планет, Солнца и звезд в частотных диапазонах 20,4-1345 кгц и 1,23-40,55 Мгц. Приемник использует две взаимно перпендикулярные антенны длиной по 10 м.

Большинство приборов АМС «Вояджер» установлено на специальной штанге длиной 2,3 м, часть из них - на поворотной платформе с двумя степенями свободы, смонтированной на конце этой штанги. Магнитометры вынесены на специальной штанге длиной 13 м.

Помимо исследований при помощи перечисленных приборов, предусмотрено радиозондирование Юпитера, Сатурна и их спутников с использованием штатной радиотехнической системы аппаратов «Вояджер». Это позволит получить информацию о размерах планет и их атмосферах, составе колец Сатурна и размерах метеорных частиц в этих кольцах. Запланированы также небесно-механические исследования по траекторным измерениям АМС. Это позволит определить с большей точностью гравитационные поля и массу планет, их положение в космическом пространстве и характеристики орбитального движения.

На обеих АМС «Вояджер» установлены идентичные медные граммофонные пластинки в комплекте с вращающимся диском, звукоснимателем и наглядной инструкцией по проигрыванию. На пластинках записаны «звуки Земли», которые должны дать представление о нашей планете представителям внеземной цивилизации, если к ним попадут АМС. Продолжительность звучания пластинки 110 мин. На ней записаны обращения Генерального секретаря ООН Вальдхайма и Президента США Картера, приветствия на 60 языках, включая мертвые, азбука Морзе, музыкальные отрывки, крик ребенка, звуки прибоя, дождя, извержения вулкана и т. д. Пластинка несет также видеозапись 115 изображений.

Вскоре после запуска АМС «Вояджер-1» с помощью установленных на ней ТВ камер было сделано несколько снимков Земли с таким расчетом, чтобы в кадре оказалась и Луна. Подобные снимки получены впервые. Особой научной ценности они не имеют и делались для калибровки ТВ камер и для отработки способа их наведения на центр видимого диска небесного тела.

11 и 13 сентября 1977 г. проведены коррекции траектории АМС «Вояджер-1», в первой половине октября 1977 г. - коррекция траектории АМС «Вояджер-2».
Ежегодник БСЭ 1979 г

«Вояджер-1» и «Вояджер-2». В 1978 г. эти АМС продолжали полет по трассе «Земля - Юпитер». Обе АМС вошли в пояс астероидов 10 декабря 1977 г., 15 декабря 1977 г. АМС «Вояджер-1» обогнала АМС «Вояджер-2», которая стартовала с Земли несколько раньше, но совершала полет по более «медленной» траектории. АМС «Вояджер-1» вышла из пояса астероидов 8 сентября 1978 г., АМС «Вояджер-2» - 21 октября 1978 г. АМС «Вояджер-1» должна совершить пролет около Юпитера 5 марта 1979 г. на расстоянии 280 000 км, АМС «Вояджер-2» - 9 июля 1979 г. на расстоянии 643 000 км. В результате пертурбационного маневра в поле тяготения Юпитера обе АМС перейдут на трассу полета к Сатурну и совершат пролет около этой планеты, соответственно, 12 ноября 1980 г. и 27 августа 1981 г. АМС «Вояджер-2» после этого, возможно, перейдет на трассу полета к Урану, с которым сблизится в 1986 г

На АМС «Вояджер-1» 23 февраля 1978 г. при очередной проверке обнаружилась неисправность в системе поворота платформы с приборами. В июне 1978 г. сообщалось, что эту неисправность удалось устранить. 6 апреля 1978 г. на АМС «Вояджер-2» вышел из строя основной командный приемник и пришлось перейти на резервный приемник. На тот случай, если выйдет из строя и резервный приемник и АМС не сможет принимать команды с Земли, в бортовую ЭВМ были заложены уставки,- обеспечивающие проведение в автоматическом режиме операций по исследованию Юпитера при пролете около планеты.

На трассе полета к Юпитеру АМС «Вояджер» весьма успешно проводили определения состава частиц солнечного происхождения. Удалось осуществить непосредственные измерения поляризации радиоизлучения Земли в километровом диапазоне. Выяснилось, что оно имеет почти полностью левую круговую поляризацию, в отличие, например, от радиовсплесков Солнца, которые почти не имеют никакой поляризации. Бортовые УФ приборы АМС «Вояджер» позволили наблюдать Землю в УФ лучах. 8 февраля 1978 г. с расстояния 437 млн. км АМС «Вояджер-2» получен весьма четкий снимок диска Юпитера, на котором видны полосы, а также снимки всех четырех галилеевых спутников планеты (в виде светящихся точек). Проведены наблюдения Марса и Сатурна.

Ежегодник БСЭ 1980 г

Рис. 10. Мозаичное изображение Юпитера, составленное из снимков, полученных АМС «Вояджер-1» с расстояния 7,8 млн. км (разрешение при съемке атмосферных образований ок.140 км). Рис 11. Снимки Красного пятна, полученные АМС «Вояджер-1» (а) и «Вояджер-2» (б). Рис. 12 Кольцо Юпитера. Рис. 13. Амальтея. Рис. 14. Ио. Рис. 15. Карта Ио, составленная по снимкам АМС «Вояджер» (масштаб ~64 км в 1 мм; стрелки с цифрами указывают на места вулканических выбросов). Рис. 16. Вулканические выбросы на Ио на снимке видны реперные точки).

Рис. 17. Европа. Снимки, полученные АМС «Вояджер-1» (а) и «Вояджер-2» (б). Рис. 18. Ганимед. Рис. 19. Ударные кратеры с расходящимися лучами выбросов на Ганимеде, снятые АМС «Вояджер-1» (а) и «Вояджер-2» (б). Рис. 20. Пучки борозд на Ганимеде, снятые АМС «Вояджер-1» (а) и «Вояджер-2» (б). Рис. 21. Каллисто. Снимки, полученные АМС «Вояджер-1» (а) и «Вояджер-2» (6). Рис. 22. Спутник Юпитера 1979-J-1 (А - спутник 1979-J-1; В - звезда; белая полоса - кольцо Юпитера).

«Вояджер-1» и «Вояджер-2». Эти АМС , соответственно, 5 марта и 9 июля 1979 г. совершили пролет около Юпитера и провели исследования околопланетного пространства, планеты и некоторых ее спутников. В табл. указано минимальное расстояние АМС от Юпитера и галилеевых спутников планеты при пролете. Траектории пролета аппаратов были различными, с тем чтобы провести научные исследования планеты и ее спутников по более широкой программе. АМС «Вояджер-1» прошла почти над самым экватором Юпитера, несколько южнее его, а АМС «Вояджер-2» - над южным полушарием планеты. « Вояджер-1» сначала совершил пролет около Юпитера, а затем около его галилеевых спутников, причем снимал их видимые с Юпитера полушария. «Вояджер-2» сначала совершил пролет около галилеевых спутников Юпитера, а затем около планеты, причем снимал невидимые с Юпитера полушария спутников. «Вояджер-2» снимал Европу со значительно более близкого расстояния, чем «Вояджер-1», что обеспечило почти на порядок лучшее разрешение. «Вояджер-2» прошел также на меньшем расстоянии от Ганимеда. Однако удаление «Вояджера-2» от Ио было значительно больше, чем «Вояджера-1». Программа научных исследований «Вояджера-2» перед пролетом была скорректирована с учетом результатов исследований Юпитера и его спутников «Вояджером-1», в частности, с тем чтобы он мог получить большее число снимков открытых «Вояджером-1» вулканов на Ио и кольца Юпитера.

Небесное тело	Минимальное расстояние АМС от небесного тела при пролете, км
	«Вояджер-1»	«Вояджер-2»
Юпитер Ио Европа Ганимед Каллисто	280000 20000 732000 112000 125000	648000 1100000 190000 50000 240000

При исследовании атмосферы Юпитера (рис. 10) особое внимание уделялось Красному пятну и другим пятнам в атмосфере. По современным воззрениям, Красное пятно является метеорологическим явлением. Это не гигантский ураган, как полагали в свое время, а гигантский вихрь с некоторой конвекцией в центре, то есть Красное пятно аналогично другим пятнам на планете, хотя и значительно превышает их по размерам. При пролете АМС «Вояджер-1» около Юпитера протяженность Красного пятна с востока на запад составляла 21 000 км (в свое время, по данным наземных наблюдений, эта величина достигала 32 000 км), а с севера на юг - 11 000 км. Положение пятна по широте практически не изменяется, но по долготе оно смещается. Во внешних областях пятна происходит циркуляция в направлении против часовой стрелки. Во внутренней области подобной циркуляции не наблюдается, эта область почти спокойна. Наблюдения Красного пятна АМС «Вояджер-2» показали, что большое светлое образование внутри него за 60 суток совершило ~10 оборотов вокруг центра пятна, причем расстояние от центра пятна при этом существенно не изменялось. На снимках, полученных «Вояджером-2», не видно зарегистрированных «Вояджером-1» завихрений вокруг Красного пятна, простирающихся вплоть до его краев (рис. 11). Отсутствие завихрений, так же как и более светлый цвет пятна, свидетельствует о происшедших изменениях. На снимках, полученных «Вояджером-1», прослеживаются белые пятна, движущиеся в восточном направлении вдоль Красного пятна. Эти пятна часто захватываются потоками, движущимися в западном направлении и под их влиянием примерно за шесть суток огибают Красное пятно. На снимках, полученных «Вояджером-2», видно белое облако, образовавшееся восточнее Красного пятна и простирающееся до его северного края. Это облако препятствует циркуляции более мелких образований.

При пролете обеих АМС «Вояджер» велись наблюдения и трех меньших по размеру овальных белых пятен в южном полушарии Юпитера. Хотя белые пятна появились всего ~40 лет назад, считают, что они образуют своего рода единую систему с Красным пятном, наблюдаемым уже в течение нескольких веков. Каждое из четырех пятен имеет антициклональное вращение для южного полушария (против часовой стрелки) и, как полагают, представляет собой «пузырь» с более высоким давлением, чем окружающая область. Непосредственно около каждого пятна к западу от него видна спутная турбулизированная область низкого давления. Разницу в размерах, цвете и возрасте четырех пятен считают второстепенной по сравнению со сходством внешнего вида. По мнению некоторых специалистов, сходство Красного пятна и овальных белых пятен - одно из главных открытий, сделанных с помощью АМС «Вояджер».

Измерения, проведенные с помощью прибора ИКСР (инфракрасный спектрометр/радиометр) на обеих АМС «Вояджер», подтвердили, что атмосфера Юпитера состоит в основном из водорода и гелия с очень небольшим содержанием аммиака, метана, этилена, ацетилена, этана, дейтерированного метана, паров воды и фосфина (РН₃). Эти газовые составляющие были в свое время обнаружены при наблюдениях с Земли, но информация АМС «Вояджер» позволит лучше уяснить вертикальное и горизонтальное распределение указанных составляющих.

Предполагают, что цвет Красного пятна объясняется присутствием фосфина, который выносится из глубины к вершинам облаков каким-то турбулентным процессом. Под действием ультрафиолетовой радиации фосфин разлагается с образованием красного фосфора. Наличие восходящих потоков такого типа в Красном пятне предполагают, основываясь на данных прибора ИКСР о том, что температура пятна примерно на 5°С ниже, чем температура окружающих областей (-110°С).

Измерения прибора ИКСР на АМС «Вояджер-1» показали, что верхняя атмосфера Юпитера теплее в северном и холоднее в южном полушарии, что может быть первым указанием на сезонные изменения на планете (в период пролета «Вояджера-1» около Юпитера подсолнечная точка была в северном полушарии). При пролете около Юпитера аппарата «Пионер-10» в 1973 г. наибольший перепад температуры наблюдался в южном полушарии между Красным пятном и окружающими областями. При пролете «Вояджера-1» наибольшие перепады температуры наблюдались в северном полушарии.

В целом информация, полученная АМС «Вояджер», свидетельствует в пользу гипотезы о том, что рисунок облачности Юпитера может быть связан с характером глубинных потоков. Как заявил д-р Ингерсолл, один из экспериментаторов, работающих с ТВ камерами АМС «Вояджер», снимки, полученные этими АМС, показывают, что рисунок потоков в северном полушарии представляет собой почти зеркальное отображение рисунка потоков в южном полушарии планеты. Полосы севернее и южнее 50-х параллелей указывают на наличие циркуляции и в атмосфере полярных районов. Ингерсолл заявил также, что на сериях снимков Юпитера, сделанных аппаратами «Вояджер» на протяжении 10 час (период вращения планеты вокруг оси), можно видеть все течения, которые зарегистрированы в атмосфере планеты при наблюдениях с Земли за последние 75 лет. «Во всем этом хаосе мы нашли закономерность, определенный рисунок движения в западном и восточном направлениях, несмотря на изменения цвета и внешнего вида». Ингерсолл подчеркнул, что новые гипотезы о Юпитере и его динамике не объясняют изменений рисунка потоков. Частично это может объясняться тем фактором, что Юпитер остывает, и недра его генерируют тепло. В целом Ингерсолл охарактеризовал динамику атмосферы Юпитера как «мелкомасштабный хаос в системе крупномасштабного порядка».

ТВ камеры обеих АМС «Вояджер» зарегистрировали молнии на ночной стороне Юпитера, а также полярные сияния. АМС «Вояджер-1» открыла кольцо Юпитера (рис. 12). Толщина его менее 30 км, ширина 6500-8700 км, внешний край его находится на расстоянии ~57 000 км от видимой верхней границы облачного покрова Юпитера, т. е. кольцо лежит внутри орбиты Амальтеи, ближайшего к планете из наблюдаемых спутников Юпитера. Частицы, составляющие кольцо, совершают оборот вокруг Юпитера примерно за 7 час. Природу этих частиц пока определить не удалось. Одним из возможных источников таких частиц мог быть спутник Юпитера или астероид, который подошел слишком близко к планете и разрушился под действием ее силы тяготения. Высказывается также предположение, что кольцо может состоять из протопланетного материала, оставшегося после образования Юпитера. Внутри кольца наблюдается слабое свечение, которое показывает, что взвешенное вещество в плоскости кольца, возможно, простирается от его внутреннего края вплоть до самой планеты. Обнаружены признаки того, что некоторые частицы выходят из плоскости кольца. Возможно, это вызвано влиянием магнитосферы планеты.

Амальтея. С помощью АМС «Вояджер-1» удалось получить первый снимок этого спутника Юпитера (на снимках с Земли Амальтея видна лишь как светящаяся точка). Снимок, сделанный с расстояния 410 000 км (рис. 13), показал, что спутник имеет красноватый цвет и форму эллипсоида: большая ось 200-220 км, малая-130 км. К Юпитеру спутник обращен большой осью. На поверхности спутника различимы кратеры ударного происхождения. Альбедо Амальтеи, к удивлению ученых, оказалось очень низким.

Ио. Этот спутник Юпитера имеет темнооранжевый цвет в экваториальной зоне и красноватый оттенок в полярной области. На поверхности (рис. 14) наблюдаются широкие равнины, которые пересекаются обрывами, каналами, линиями сбросов; плоскогорья и депрессии. Видимые ударные кратеры отсутствуют. АМС «Вояджер-1» обнаружила на Ио восемь действующих вулканов (рис. 15). АМС «Вояджер-2» наблюдала семь из них (восьмой был на не видимой с аппарата стороне Ио). Шесть из семи продолжали действовать (рис.16). Перестал действовать вулкан, выброс которого, по наблюдениям АМС «Вояджер-1», был наиболее мощным и достигал высоты ~ 250км. Наличие действующих вулканов на Ио (первые действующие вулканы, обнаруженные вне Земли) объясняет отсутствие видимых ударных кратеров: продукты вулканической деятельности заполняют и скрывают их. Одновременное извержение такого большого числа вулканов, по мнению ученых, участвующих в исследованиях с помощью аппаратов «Вояджер», указывает на то, что «Ио имеет наиболее активную поверхность в Солнечной системе». Считают, что вулканизм - постоянное явление на Ио, непрерывно обновляющее поверхность этого спутника Юпитера. По мнению одного из ученых, каждые сто лет происходит полное обновление поверхности Ио.

Согласно заявлению Лоренса Содерблома, одного из экспериментаторов, работающих с ТВ камерами АМС «Вояджер», информация, переданная ТВ камерами, а также приборами ИКСР, позволила идентифицировать несколько типов вулканической активности на Ио. Один тип - фонтанирующий вулканизм, при котором поток вырывается из недр под давлением газов, как в земных гейзерах. Другой тип - поток низкой вязкости, подобный вулканизму на Гавайских о-вах. Еще один тип напоминает газовые выбросы летучих веществ, как это происходит в фумаролах на Земле. Измерения с помощью прибора ИКСР показали, что большая часть поверхности Ио имеет темп-ру 100 К, однако есть «горячие» участки, где темп-pa достигает 300- 400 К, по-видимому представляющие собой лавовые поля.

Европа. Этот спутник Юпитера имеет беловато-светло-коричневый цвет, причем различимы более светлые области, которые считают отложениями льда, и более темные области, видимо, скальные породы. Вдоль экватора тянется темная полоса. Наиболее интересными элементами поверхности Европы являются пересекающиеся линейные образования длиной до 2500 км, шириной до 50 км и глубиной не более нескольких сот метров (рис. 17). Считают, что это трещины или разломы. Высокое альбедо Европы объясняют наличием слоя льда, который покрывает, по-видимому, скальное ядро. Высокая плотность спутника позволила выдвинуть гипотезу, что он имеет скальные недра с тонким поверхностным слоем льда. Судя по снимкам, переданным АМС «Вояджер-2», которые имеют в восемь раз лучшее разрешение, чем снимки, переданные АМС «Вояджер-1», Европа - «небесное тело с самой гладкой поверхностью в Солнечной системе». Наиболее высокие элементы рельефа - цепи сопок высотой всего ~50 м, обнаруженные вблизи терминатора.

Ганимед. Этот спутник Юпитера имеет более темный оттенок коричневого цвета, чем Европа. На нем также видны отдельные светлые пятна и темные области, напоминающие лунные моря (рис. 18). Поверхность Ганимеда в какой-то мере напоминает лунную: видны ударные кратеры и равнины, выбросы из кратеров (лучи выбросов достигают нескольких сот километров, рис. 19). Наблюдаются также хребты и «пучки» длинных параллельных борозд (рис. 20). Ширина «пучков» до нескольких сот километров, длина от ~10 км до нескольких тыс. км. Отдельные борозды в «пучках» имеют ширину 5-15 км и глубину несколько сот метров. Хребты и борозды в толстом ледяном панцире, по-видимому, являются результатом разломов поверхности. Смещение некоторых элементов рельефа напоминает сдвиги при разломах земной поверхности. Предполагают, что Ганимед имеет небольшое твердое ядро, мантию из воды и кору изо льда и скальных пород, поскольку его плотность вдвое меньше, чем у Ио и Европы.

Каллисто. Этот спутник Юпитера, судя по снимкам, переданным АМС «Вояджер» (рис. 21), изрыт кратерами в большей степени, чем какое-либо другое из известных небесных тел. Плотность кратеров на Каллисто, по-видимому, достигла максимальной возможной величины. Поэтому поверхность этого спутника считают более древней, чем поверхность других галилеевых спутников Юпитера, а может быть, и всех других тел в Солнечной системе. Предполагают, что поверхность Каллисто образовалась примерно 4 млрд. лет назад в эпоху интенсивного кратерирования. Кратеры поперечником более 100 км не обнаружены. На поверхности Каллисто видны два образования типа «бычий глаз» - концентрические кольца, простирающиеся на расстояние до 1500 км от своего центра, «как круги на воде». Видимо, удар расплавил ледяную кору спутника, а затем волны сжатия застыли. Эти образования тоже изрыты кратерами, но плотность их к центру уменьшается. Поверхность Каллисто сравнительно плоская. Это позволяет предположить, что она состоит изо льда. Различие поверхностей Каллисто и Ганимеда показывает, что их эволюция шла разными путями, хотя эти два спутника близки по плотности и, видимо, по составу.

На снимке, полученном АМС «Вояджер-2» 8 июля 1979 г., обнаружен неизвестный ранее 14-й спутник Юпитера, получивший обозначение 1979-J-1. Спутник на снимке (рис. 22) виден как штрих. Рядом с ним - штрих, оставленный звездой 8,3 величины. На то, что первый объект является спутником, а не звездой, указывают несколько факторов: положение объекта не соответствует положению какой-либо из известных звезд; угол наклона штриха иной, чем у штрихов, оставляемых звездами; штрих длинней, чем штрихи, оставляемые звездами. Позже спутник был обнаружен и на других снимках, что позволило, в частности, определить его поперечник (30-40 км) и орбитальную скорость (30 км/сек, больше, чем у всех известных спутников планет Солнечной системы). Альбедо спутника относительно низкое (0,05), то есть он не имеет ледяной поверхности. Считают, что спутник может иметь такой же состав, как спутник Амальтея (альбедо 0,04-0,06). Орбита спутника 1979-J-1 лежит на расстоянии 57 800 км от верхнего края облачного покрова Юпитера внутри орбиты Амальтеи у внешнего края кольца Юпитера. Позже, в результате анализа снимков, был обнаружен 15-й спутник Юпитера, получивший название 1979-J-2. Его поперечник 65-80 км. Орбита спутника удалена примерно на 150 000 км от верхней границы облачного покрова Юпитера и пролегает между орбитами Амальтеи и Ио. Период обращения спутника 1979-J-2 вокруг Юпитера 16 час 16 мин.

Когда удаляющаяся от Юпитера АМС «Вояджер-1» пересекла границу между магнитосферой планеты и солнечным ветром (на расстоянии ~5 млн. км от планеты), детектор заряженных частиц низкой энергии обнаружил плазменную оболочку, частицы в которой имеют температуру 350-400 млн. градусов по Цельсию, что на два порядка выше температуры солнечной короны. Такую энергию частицы, очевидно, получают вследствие взаимодействия быстро вращающегося магнитного поля планеты с солнечным ветром, и, по-видимому, подобная оболочка характерна для всей магнитосферы Юпитера. Плотность оболочки очень низкая, поэтому АМС «Вояджер-1» при проходе через нее не подверглась никаким повреждениям. Один из экспериментаторов заявил: «Это плазма, возможно, самое горячее образование в Солнечной системе».

Обе АМС «Вояджер» совершили пертурбационный маневр в поле тяготения Юпитера и перешли на траекторию полета к Сатурну. АМС «Вояджер-1» должна совершить пролет около этой планеты 12 ноября 1980г., АМС «Вояджер-2» - 27 августа 1981 г. Возможно, АМС «Вояджер-2» после этого перейдет на траекторию полета к Урану, с которым сблизится в 1986 г.

Ежегодник БСЭ 1981 г

«Вояджер-1».12 ноября 1980 г. эта АМС совершила пролет около Сатурна и провела исследования околопланетного пространства, колец Сатурна, планеты и некоторых ее спутников. В табл. 2 указаны время и минимальное расстояние АМС от Сатурна и его спутников при пролете. Ниже приводятся некоторые результаты исследований.

Магнитосфера Сатурна по размерам примерно в три раза меньше магнитосферы Юпитера и простирается в направлении Солнца примерно на 1 млн. км. АМС «Вояджер-1» зарегистрировала ударную волну на расстоянии 26,2 R_s¹ от Сатурна. Магнитопаузу АМС пересекла несколько раз, последний раз на расстоянии 22,9 Rs. Таким образом, установлено, что орбита Титана лежит в пределах магнитосферы планеты (см. табл. 3).

Кольца Сатурна. Уже первые снимки колец (рис. 6), переданные АМС «Вояджер-1», показали небольшие цветовые вариации в кольцах, щель в кольце С, наличие вещества в делении Кассини и изменения в распределении и яркости вещества в кольцах С и В. Наиболее интересными деталями на первых снимках были «спицы» - радиальные темные²образования, пересекающие некоторые участки яркого кольца В (рис. 7). Иногда «спицы» наблюдались в течение нескольких часов, хотя внутренний край кольца у основания «спицы» вращается вокруг планеты с большей скоростью, чем внешний край у вершины «спицы», и эти образования должны бы были разрушиться.

¹ R_s - средний радиус Сатурна, равный ~60 000 км.

² На 5-10% более темные, чем окружающие области.

Рис. 6. Снимок колец Сатурна (кольца обозначены соответствующими буквами) с расстояния ~40 млн. км (резкий обрыв колец объясняется тенью Сатурна): 1 - деление Кассини;2 - деление Энке;3 - Мимас.

Позже были получены снимки «спиц» при рассеивании солнечного света вперед. На этих снимках области спиц светлые, а не темные, как на первых снимках, сделанных при рассеивании света назад. Это позволило предположить, что области «спиц» содержат очень мелкие пылевидные частицы. Область, где наблюдаются «спицы», перекрывает зону кольца, обращающуюся вокруг Сатурна с такой же скоростью, как его магнитное поле. Это, по мнению некоторых ученых, может объяснить устойчивость спиц, несмотря на различную скорость движения частиц. Ученые предположили, что в результате взаимодействия между этими мелкими частицами и электростатическими силами частицы могут концентрироваться в определенных областях или подниматься над плоскостью колец. Если кольцо заряжено, частицы в нем должны отталкиваться друг от друга, но силы гравитации удерживают их в кольце. Для крупных частиц силы гравитации больше сил отталкивания, и они остаются в кольце, для мелких частиц силы отталкивания больше, и они поднимаются над плоскостью кольца. Была высказана гипотеза, что магнитное поле планеты воздействует на заряженные мелкие частицы, находящиеся над кольцом В, «выстраивая их подобно железным опилкам» или заставляя слипаться. Еще одна гипотеза объясняет существование спиц волновыми явлениями вокруг кольца, оказывающими влияние на мелкие частицы, находящиеся на пути волны. Механизм, обуславливающий заряженность кольца, неясен. Предлагались гипотезы о том, что это происходит под влиянием атмосферы Сатурна или высокоэнергетического ультрафиолетового излучения Солнца.

Снимки показали, что каждое из наблюдавшихся ранее шести колец Сатурна (D, С, В, A, F, Е - в порядке увеличивающегося удаления от планеты) состоит из большого числа узких колец (рис. 8). Полагали, что после полной обработки снимков могут насчитать 500-1000 узких колец. Несколько узких колец было обнаружено и в делении Кассини, которое ранее считали пространством, относительно свободным от вещества.

Рис. 7. Радиальное темное образование («спица») в кольце В (показано стрелкой). Рис. 9. Переплетение «прядей в кольце F (снимок с расстояния 750 тыс. км).

Съемка при рассеивании света вперед показала, что частицы в кольцах имеют размеры от нескольких микронов до нескольких метров. На основании характера прохождения радиосигналов AMС «Вояджер-1» через кольцо С сделан вывод, что размер частиц в этом кольце составляет от ~ 10 см до ~ 10 м, причем на каждую частицу размером ~10 м приходится примерно 1000 частиц размером ~1 м и примерно миллион мелких частиц. Мелкие частицы, по-видимому, состоят изо льда, а более крупные - из снега с включениями льда. Позже сообщалось, что, по данным радиозондирования, средний размер частиц в кольце С ~ 1 м, а некоторые достигают 10 м. При этом отмечалось, что ранее предполагали меньший средний размер частиц. Сообщалось также, что, как показали радиозондирование и измерения в инфракрасном диапазоне, частицы являются кусками льда или силикатами с ледяным покрытием.

Кольцо С - наименее яркое из трех «классических» колец (А, В и С). По-видимому, там вещество более рассредоточено. Самым ярким является кольцо В, где должна быть наибольшая плотность вещества.

Помимо классических колец на снимках, переданных АМС «Вояджер-1», видно самое близкое к планете кольцо D. Предполагают, что оно образовано веществом, которое проникло через барьер, формирующий внутренний край кольца С.

Кольцо F, судя по снимкам, может иметь несколько эллиптическую форму: некоторые участки этого тонкого кольца расположены ближе к планете, чем другие участки. Это кольцо, по-видимому, образовано двумя, а возможно, и тремя свободно переплетенными «прядями» (рис. 9). Ученые затрудняются объяснить это явление. Согласно одной гипотезе, поскольку кольцо F состоит из пылевидных частиц, они могут приобрести электрический заряд от солнечного света или от частиц солнечного происхождения и получить свойства миниатюрных электромагнитов. В этом случае взаимодействие их с магнитным полем Сатурна способно привести к переплетению колец.

Рис. 8. Снимок колец Сатурна (с расстояния ~8 млн. км), подвергнутый обработке на ЭВМ, снимающей постоянную составляющую яркости (различимы 95 узких колец).

Вокруг кольца F обнаружены сгустки вещества. Один из них был настолько плотным, что его первоначально приняли за спутник. Последующий анализ показал, что это - область концентрации вещества, имеющая характерный размер 100-200 км. Высказывалось предположение, что более широкая часть этого сгустка в какой-то мере контролируется спутниками S-13 и S-14 (о них см. ниже) или что сгусток содержит крупное тело, от которого откалываются куски в результате соударений, и поэтому в данной области наблюдается увеличенная плотность вещества. Сгустки, по-видимому, движутся по орбите вокруг Сатурна. Предполагают, что упомянутые спутники S-13 и S-14, расположенные по обе стороны кольца F, контролируют движение частиц в этом кольце.

Съемка колец при рассеивании света вперед обнаружила еще одно кольцо, которому предварительно присвоено обозначение G. Орбитальный радиус кольца G ~ 150 000 км. Полагают, что оно находится близ орбит «коорбитальных» спутников S-10 и S-11 (о них см. ниже). Наблюдавшаяся на одном из этих спутников тень, возможно, отбрасывалась именно этим кольцом. На снимках видно также кольцо Е, простирающееся, возможно, на расстояние до 480 000 км от планеты.

Вообще система колец, по-видимому, является относительно стабильным явлением для Сатурна. В отличие от этого, кольцо Юпитера, как полагают, представляет собой динамическую систему, которая постоянно саморегенерируется, но имеет ограниченную продолжительность существования. Кольцо Юпитера, видимо, существует благодаря тому, что какие-то тела непрерывно подпитывают кольцо веществом или же в самом кольце есть необнаруженные тела, которые генерируют частицы. Что касается колец Урана, то о них известно относительно мало.

Рис. 10. Снимок Сатурна, полученный примерно за месяц до сближения АМС с планетой (видны зоны и полосы в облачном покрове).

Атмосфера Сатурна. Снимки, переданные АМС «Вояджер-1», обнаружили несколько десятков поясов и зон (рис. 10), а также различные конвективные облачные образования (рис. 11): несколько сот светлых пятен диаметром 2000-3000 км, коричневые образования овальной формы шириной ~ 10 000 км и красное овальное облачное образование (пятно) у 55° ю. ш. Протяженность красного пятна на Сатурне 11 000 км, по размерам оно примерно равно белым овальным образованиям на Юпитере. Красное пятно на Сатурне относительно стабильно. Оно окружено темным кольцом. Полагают, что оно может представлять собой «верх» конвективной ячейки.

Считают, что полосы в атмосфере Сатурна обусловлены температурными перепадами. Число полос достигает нескольких десятков, то есть намного больше, чем наблюдают с Земли, и больше, чем было обнаружено в атмосфере Юпитера. Ученые ожидали найти на Сатурне условия, сравнимые с условиями на Юпитере, поскольку в метеорологических явлениях обеих планет доминирующим фактором является нагрев за счет внутреннего источника тепла, а не поглощения солнечной энергии. Однако атмосферы Сатурна и Юпитера оказались весьма различными. Например, на Юпитере наибольшие скорости ветра зарегистрированы вдоль границ полос, а на Сатурне - вдоль центральной части полос, в то время как на границах полос и зон ветер практически отсутствует. В поясах и зонах атмосферы Юпитера чередуются западные и восточные потоки, которые разделяются областями сдвига. В отличие от этого, на Сатурне обнаружен западный поток в очень широкой полосе от 40° с. ш. до 40° ю. ш. Максимальные скорости ветра в этом потоке зарегистрированы на экваторе планеты, где они достигают 400 м/ч, т. е. в четыре раза больше, чем на Юпитере. Согласно одной гипотезе, ветры обусловлены циклическим подъемом и опусканием больших облаков аммиака. Южная полярная область Сатурна сравнительно светлая. В северной полярной области обнаружена темная шапка. Возможно, это указывает на сезонные изменения, которых на Сатурне не ожидали. Один профиль температуры, полученный для северного полушария Сатурна, показывает, что темные пятна соответствуют сравнительно высокой температуре, а большие светлые области - несколько более низкой. На Юпитере светлые полосы считают восходящими потоками, темные полосы - нисходящими.

При пролете около Сатурна АМС «Вояджер-1» обнаружила явления, которые, по-видимому, представляют собой интенсивные всплески радиоизлучения в районе планеты. Всплески происходили во всем регистрируемом частотном диапазоне и, возможно, исходят от колец планеты. Согласно другим предположениям, всплески могли быть порождены молниями в атмосфере планеты. Приборы АМС регистрировали скачок напряжения, в 10⁶ раз превышающий то, что обусловила бы столь же удаленная вспышка молнии в земной атмосфере.

Рис. 11. Снимок участка северного полушария Сатурна с расстояния ~8,8 млн. км (видны конвективные облачные образования; наилучшее разрешение 175 км).

Ультрафиолетовый спектрометр зарегистрировал в южной полярной области Сатурна полярные сияния , охватывающие область протяженностью св. 8000 км и сравнимые по интенсивности с такими явлениями на Земле.

Получены новые сведения об облаке нейтрального водорода, окружающего Сатурн в той же плоскости, в которой лежат кольца планеты и обращаются ее спутники. Ранее ученые предполагали, что это облако тороидальной формы расположено вдоль орбиты Титана и имеет своим источником атмосферу Титана, где происходит диссоциация метана с освобождением водорода. Однако ультрафиолетовый спектрометр АМС «Вояджер-1» показал, что облако расположено не вдоль орбиты Титана, а простирается с расстояния 1,5 млн. км от Сатурна (несколько дальше орбиты Титана) до расстояния 480 тыс. км от нее (район орбиты Реи). Общая масса облака 25000 т, что согласуется с имеющимися теориями; плотность всего 10 атомов в 1 см³.

Спутники Сатурна. Исследования с помощью АМС «Вояджер-1» дали ценную новую информацию. В табл. 3 приведены некоторые характеристики девяти «классических» спутников Сатурна. Данные о радиусе и плотности этих спутников приводятся на основе измерений АМС «Вояджер-1».

Одной из основных задач этой АМС были исследования Титана, единственного из известных спутников планет Солнечной системы, имеющего плотную атмосферу. Титан интересовал ученых прежде всего с точки зрения возможности существования там жизни. Траектория полета аппарата «Вояджер-1» была рассчитана так, чтобы он прошел на расстоянии всего ~4000 км от Титана. Как и опасались ученые, плотный облачный покров Титана не позволил увидеть на снимках его поверхности. Однако инфракрасные и ультрафиолетовые приборы, а также радиозондирование Титана дали возможность получить информацию о составе атмосферы, температуре и давлениях, а также о размерах Титана.

Судя по снимкам, Титан окружен слоем дымки, которая, по-видимому, образует в северном полушарии выпуклую полярную шапку. У южного полюса такого вспучивания нет. Толщина слоя дымки составляет не менее 280 км, причем, по-видимому, над основным слоем дымки имеются еще три четко различимых отделенных друг от друга слоя. Исследования Титана показали, что его атмосфера состоит в основном из азота (молекулярного, атомарного и ионизированного), а не из метана, как предполагали ранее. Содержание метана в атмосфере не превышает 1 %. В атмосфере обнаружен также цианистый водород, который, возможно, и придает Титану красновато-коричневатый цвет. Высота атмосферы Титана в 10 раз больше высоты атмосферы Земли, а плотность атмосферы Титана у поверхности в пять раз больше. Провести измерения характеристик атмосферы у поверхности Титана не удалось, но на расстоянии ~ 2600 км от центра Титана зарегистрировано давление ~1,5 бар. На основании этого было сделано заключение, что атмосферное давление у поверхности может составлять 2-3 бар. Температура вершин облаков составляет минус 135 °С, температура на уровне давления ~1,5 бар - минус 181 °С. Измерений температуры у поверхности не проводилось, но, согласно предположениям, там, примерно, минус 200 °С, что близко к температуре кипения азота (минус 196 °С). Низкая температура на Титане, очевидно, не дала развиться там процессам органической химии, которые привели к возникновению жизни на Земле. По мнению некоторых американских ученых, облачный покров Титана образован каплями жидкого азота. Эти ученые считают, что на Титане могут выпадать дожди жидкого азота и часть поверхности, возможно, покрыта озерами жидкого азота. На поверхности Титана могут выпадать также частицы углеводородов, возникающих в облачном покрове и в верхней атмосфере вследствие взаимодействия солнечных лучей с метаном. Эти частицы образовывали бы на поверхности Титана маслянистую пленку. Титан не имеет собственного магнитного поля. По данным магнитометров AMС «Вояджер-1», напряженность магнитного поля Титана не превышает 10^-3 напряженности магнитного поля Земли. Это означает, что Титан не имеет жидкого электропроводящего ядра, а состоит изо льда и некоторого количества скальных пород. При пролете AMС «Вояджер-1» около Титана было зарегистрировано сильное радиоизлучение, идущее от полушария Титана, обращенного к Сатурну. Очевидно, плазма в магнитосфере Сатурна, взаимодействуя с плотной атмосферой Титана, возбуждает электростатические колебания.

Рис. 12. Снимок Тефии с расстояния ~570 000 км.

Рис. 13. Снимок Мимаса с расстояния ~130 000 км.

Поверхность Тефии (рис. 12) сильно кратерирована, но только с одной стороны. Некратерированная поверхность имеет разветвляющиеся борозды, одна из них длиной 800 км и шириной ~65 км. Эта борозда может быть связана с крупным кратером поперечником 200 км на другой стороне спутника.

У Мимаса (рис. 13) почти идеальная сферическая форма. Кратеры покрывают почти всю его поверхность, иногда налагаясь друг на друга. Один кратер поперечником 130 км (рис. 14) простирается более чем на четверть диаметра спутника. Это пока самый большой кратер по отношению к величине небесного тела, обнаруженный на спутниках планет Солнечной системы. Судя по измерениям тени, глубина кратера от дна до бровки вала составляет ~9 км. Кратер имеет центральную горку. На противоположной стороне спутника видны борозды, которые могли возникнуть под воздействием ударных волн при образовании кратера.

Характерным для Энцелада является небольшое число кратеров. Очевидно, на его поверхности произошли какие-то процессы, скрывшие древние следы метеоритной бомбардировки. Возможно, под влиянием притяжения Дионы, имеющей бóльшую массу, на Энцеладе могут возникать приливные явления, достаточные для нагрева и расплавления ледяной поверхности. На поверхности Энцелада видны линейные образования.

На полушарии Дионы (рис. 15-17), обращенном по орбитальному движению, поверхность относительно однородная с большим числом ударных кратеров поперечником до 100 км. Некоторые кратеры имеют центральные горки, сравнимые по высоте с глубиной кратера. Другое полушарие покрыто сравнительно темным материалом с пучками светлых полос, которые, по-видимому, представляют собой хребты или борозды, возникшие при образовании большого кратера на другой стороне спутника. Сравнительную гладкость поверхности одного из полушарий считают следствием «переформирования» поверхности под воздействием ударных волн. На Дионе обнаружены такие же борозды, как на Тефии.

На поверхности Реи (рис. 18 и 19) видны кратеры поперечником до 300 км. Некоторые из них очерчены четко, другие имеют размытые валы, что указывает на относительно большой возраст. На некоторых кратерах обнаружены белые пятна, возможно, это недавно обнаженный лед на крутых склонах. В кратерах четко различимы центральные горки. В светлых областях спутника кратеры в некоторых случаях покрывают поверхность сплошь. Это указывает на то, что Рея - одно из самых древних тел Солнечной системы (возраст ~ 4,5 млрд. лет).

На поверхности Япета обнаружено круглое образование поперечником ~ 200 км с темным пятном в центре. Возможно, это большой ударный кратер.

Полагают, что Тефия, Мимас, Диона и Рея имеют ядро из скальных пород, окруженное ледяной оболочкой. Плотность этих спутников Сатурна 1,0-1,4 г/см³. Ученые считают, что примерно такую же плотность имеют ядра комет. Поэтому возможно, что эти спутники образовались из кометного материала не у Сатурна или же возникли во время аккреции самого Сатурна. Неправильная форма кратеров на спутниках позволяет предположить, что они имеют кору, состоящую из отдельных глыб, какую следует ожидать у тел, расколотых на отдельные куски, которые затем снова соединились. Видимо, у коры спутников очень большая толщина, поскольку цвет кратеров такой же, как у окружающей поверхности. Если бы толщина коры была небольшой, то при образовании кратеров обнажился бы другой материал.

Рис. 14. Снимок Мимаса с расстояния ~425 000 км (виден большой кратер).

Рис. 15. Снимок Дионы с расстояния ~790 000 км (видны кратеры в ледяной поверхности).

Помимо девяти «классических» спутников Сатурна (см. таблицу 3), у этой планеты обнаружено несколько новых спутников. АМС «Вояджер-1» подтвердила существование десятого, ..., четырнадцатого спутников (S-10, ..., S-14) и открыла пятнадцатый спутник (S-15). При наблюдениях с Земли был обнаружен шестнадцатый спутник, так что число известных (в конце 1980 г.) спутников Сатурна сравнялось с числом известных спутников Юпитера.

Рис. 16. Снимок Дионы с расстояния ~240 000 км (видны светлые области, которые могут быть хребтами или бороздами).

Рис. 17. Снимок Дионысрасстояния ~ 160 000 км (видно множество ударных кратеров, наибольший поперечником менее 100 км).

Рис. 18. Снимок Реи с расстояния ~ 1 300 000 км.

Рис. 19. Снимок Реи с расстояния ~ 1 300 000 км. (разрешение до 2,5; видны белые пятна).

Спутники S-10 и S-11(рис. 20) обращаются по очень близким орбитам на удалении ~ 160 000 км от центра планеты. Очевидно, именно эти два спутника наблюдал Дольфюс в 1966 г. и, приняв их за один спутник, назвал Янусом. Спутники S-10 и S-11 имеют неправильную форму и их большие оси направлены на центр Сатурна. Поперечник спутника S-10 ~200 км, размеры спутника S-11 135 X 70 км. Видимо, оба представляют собой глыбы водяного льда. Предполагают, что ранее они могли составлять одно тело. Расстояние между орбитами (~50 км) этих двух спутников меньше их радиуса. Если данные о размерах спутников и параметрах их орбит точны (а представители НАСА настаивают на этом), то примерно через два года должно было бы произойти их столкновение. Однако эти спутники, видимо, существуют уже миллиарды лет.

Спутник S-12 обращается по той же орбите, что Диона, и получил название Диона В.

Спутник S-13 обращается на удалении 142 000 км от центра планеты, на ~2000 км дальше внешнего края кольца F, спутник S-14 на удалении 139 500 км от центра планеты на ~ 5000 км ближе внутреннего края кольца F. Высказывается предположение, что эти два спутника определяют размеры кольца F. Радиус спутника S-13 ок. 300 км, спутника S-14 - ок. 250 км. По-видимому, оба представляют собой смесь льда и скальных пород.

Спутник S-15 обращается по пролегающей у внешнего края кольца А. Период обращения спутника 14 ч 20 мин. Это самый близкий к планете из всех известных в настоящее время спутников. Его поперечник 80 км. Именно он может определять внешнюю границу кольца А.

После прохода ок. Сатурна АМС «Вояджер-1» продолжает удаляться от Солнца. Она должна выйти из плоскости эклиптики и примерно в 1990 г. покинуть пределы Солнечной системы, двигаясь в общем направлении созвездия Змееносца.

Рис. 20. Положение спутников S-10, S-11, S-13 (на рис. в верхнем правом квадрате S-10 -слева, S-11 -справа). S-14 и S-15 относительно колец Сатурна.

Ежегодник 1984 г

Рис. 5. Траектории полета АМС «Вояджер-1» и «Вояджер-2» до выхода из пределов Солнечной системы: а - пролет «Вояджера-1» ок. Юпитера; б - пролет «Вояджера-1» ок. Сатурна;в - пролет «Вояджера-2» ок. Юпитера; г - пролет «Вояджера-2» ок. Сатурна; д-пролет «Вояджера-2» ок. Урана; е - пролет «Вояджера-2» ок. Нептуна.

АМС «Вояджер-1» в 1983 г. находилась между орбитами Сатурна и Урана (рис. 6). Эта АМС станет вторым объектом искусственного происхождения, который выйдет из пределов Солнечной системы (в 1988 г., см. рис. 5). Полагают, что АМС «Вояджер-1» первой достигнет гелиопаузы - границы между магнитосферой Солнца и «межзвездным ветром». Хотя она запущена на пять лет позже АМС «Пионер-10», это будет компенсировано большей скоростью АМС «Вояджер-1».
Ежегодник 1990 г
КА «Вояджер-1» после встречи с Сатурном летит на север от плоскости орбит планет.

27 мая. Вашингтон. ИТАР-ТАСС. Американским ученым с помощью двух межпланетных автоматических станций "Вояджер-1" и "Вояджер-2" впервые удалось получить непосредственное подтверждение наличия достаточно четкой границы между Солнечной системой и межзвездной средой. Сообщение об этом открытии сделал в среду физик из университета штата Айова Дон Гарнетт на собрании Американского геофизического союза в Балтиморе.

Многие люди ошибочно считают, отмечает агентство АЛ, что Солнечная система кончается там, где пролегает орбита самой удаленной от Солнца планеты. Однако, по словам ученых, настоящая граница, называемая "гелиопаузой", проходит там, где солнечный ветер - поток летящих от солнца заряженных частиц - сталкивается с аналогичными частицами холодного межзвездного газа. В результате этих столкновений генерируются интенсивные низкочастотные радиосигналы. Именно их и регистрировали антенны "Вояджеров", начиная с августа прошлого года.

Как отмечается в заявлении Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), возможно, эти радиосигналы являются одними из самых мощных в Солнечной системе, но они имеют такую низкую частоту, что их нельзя регистрировать на Земле. Согласно НАСА, точное месторасположение границы Солнечной системы продолжает "оставаться одним из самых крупных, не имеющих ответа вопросов в физике космоса", хотя последнее открытие позволяет определить ее гораздо точнее. По словам Ральфа Макнатта из лаборатории прикладной физики университета Джонса Гопкинса полученная с "Вояджеров" информация позволяет предположить, что граница нашей планетной системы находится примерно в 90-120 раз дальше от Солнца, чем Земля, то есть где-то на расстоянии 13,4-17,9 млрд. километров от нашего светила.

"Это открытие является ярким свидетельством того, сколько еще находок и сюрпризов ожидают "Вояджеров" впереди в их продолжающемся путешествии к границам Солнечной системы", - заявил Эдвард Стоун, директор лаборатории реактивного движения в Пасадене.

"Вояджер-1" и "Вояджер-2" стартовали с Земли в 1977 году и за время своей космической одиссеи побывали в окрестностях Юпитера и Сатурна. Кроме того, "Вояджер-2" побывал около Урана и Нептуна. Сейчас "Вояджер-1" удалился от Солнца примерно на 7,8 млрд.км и уходит вверх от плоскости эклиптики под углом 35 градусов со скоростью 520 миллионов километров в год. "Вояджер-2" находится на расстоянии на 5,9 млрд.км и спускается под плоскость эклиптики под углом 48 градусов со скоростью 470 миллионов километров в год.

Новости космонавтики 1993 №12:
США. На Ио обнаружен водяной лед

9 июня. АП. Во вторник на конференции Американского астрономического общества было сообщено об обнаружении водяного льда на спутнике Юпитера Ио. "Мы, наконец, увидели спектральное подтверждение того, что искали много лет," - сказал Джесс Брегман (Jesse Bregman) из Исследовательского центра Эймса (НАСА). Водяной лед на оранжево-желтой поверхности Ио смешан с более обильной двуокисью серы. "Хотя большинство спутников Юпитера покрыты льдом, мы полагали, что "горячая" вулканически активная Ио потеряла весь первоначальный запас воды путем испарения", - сказал ученый НАСА Скотт Сандфорд (Scott Sandford).

Исследователи полагают, что действующие вулканы Ио, обнаруженные в "Вояджером-1", выбрасывают водяной пар вместе с двуокисью серы. С другой стороны, водород может попадать на Ио при протонной бомбардировке. Конденсируясь, пар оседает в виде льда. До сих пор ученые полагали, что "горячая" Ио потеряла в процессе эволюции всю свою воду.

Земная атмосфера не пропускает частоты, излучаемые водяным льдом. Открытие удалось сделать при помощи спектрометрического прибора, установленного на борту самолета С-141 - летающей астрономической обсерватории НАСА имени Койпера.

Новости космонавтики 1993 №22:

"Вояджеры" продолжают передавать данные о полях и частицах внешней части Солнечной системы и результаты измерений в ультрафиолетовой области. "Вояджер-1" удалился от Солнца на 8.05 млн км. (млрд. - Хл.)

Новости космонавтики 1993 №24:

По состоянию на 30 ноября "Вояджер-1" находился на расстоянии 8.22 млрд км.

Новости космонавтики 1994 №1:

"Вояджеры" продолжают удаляться за пределы Солнечной системы. "Вояджер-1" находится в 8.25 млрд км от Земли. Данные с научной аппаратуры станций продолжают поступать.

Новости космонавтики 1994 №10/11:

Космические аппараты "Вояджер-1" и "Вояджер-2" находятся в исправном состоянии и продолжают изучение полей и частиц по траектории полета. Их задача состоит в обнаружении гелиопаузы - внешней границы Солнечной системы. Обе станции при помощи ультрафиолетовых спектрометров наблюдают Солнце и солнечную активность. "Вояджер- 2" будет участвовать в программе наблюдений кометы Шумейкера-Леви 9, так как место событий также окажется в его поле зрения - но с дьявольски большого расстояния. Для этой цели будут использованы ультрафиолетовый спектрометр и аппаратура для изучения радиоизлучений планет. В отличие от "Галилео", эти данные будут переданы в реальном масштабе времени.

По состоянию на 1 июня "Вояджер-1" находился на расстоянии 8.2 млрд км от Земли.

Новости космонавтики 1994 №14:

АМС "Вояджер-1" и "Вояджер-2" находятся в исправном состоянии и продолжают измерения полей и частиц с целью обнаружения гелиопаузы, внешней границы влияния Солнца. Обе станции также изучают солнечную активность с использованием своих ультрафиолетовых спектрометров.

По состоянию на 1 июля, "Вояджер-1" находится в 8.3 млрд км от Земли и движется со средней гелиоцентрической скоростью 10.9 км/с.

Новости космонавтики 1994 №16:

"Вояджер-1" достиг расстояния 8.4 млрд км от Земли.

Новости космонавтики 1994 №18:

Станция Voyager 1 по состоянию на 1 сентября находится на расстоянии 8.5, а Voyager 2 - 6.5 млрд км от Земли. Оба аппарата работоспособны и продолжают исследования полей и частиц в удаленной части Солнечной системы.

Станции Сети дальней связи (DSN) НАСА проводят ежедневные радиоконтакты с "Вояджерами". Связь с первым аппаратом осуществляется в течение 120 часов в неделю, со вторым - около 90 часов. Меньшее "внимание" ко второму аппарату объясняется тем, что станция DSN в Канберре занята как связью с Voyager 2, так и с Galileo.

В январе 1998 года Voyager 1 обгонит в своем удалении от Солнца АМС Pioneer 10 и станет наиболее далеким искусственным объектом с планеты Земля.

Группа управления "Вояджерами" полагает, что станции будут работать и передавать ценные данные по крайней мере до 2015 года. К этому времени упадет ниже приемлемого уровня мощность, вырабатываемая их радиоизотопными генераторами (РИГ). В момент запуска три РИГ каждой станции давали 475 Вт. Сейчас выход составляет 348 Вт на первом и 351 Вт на втором аппарате. На питание научных приборов нужно от 210 до 220 Вт.

Запасов бортового топлива (гидразин) для ориентации станций на Землю хватило бы на значительно больший срок. При запуске каждая из станций несла по 104 кг топлива. После 17 лет полета, после нескольких встреч с планетами и коррекций траектории, Voyager 1 все еще располагает 34.8 килограммами топлива, а Voyager 2 - 37.3 кг. Недельный расход горючего не превышает 6 граммов (!), и имеющихся запасов достаточно для 100 лет полета.

Новости космонавтики 1994 №20:

По состоянию на 1 октября АМС "Вояджер-1" удалилась от Солнца на 8.5 млрд км и движется со скоростью 17.5 км/с. Системы и аппаратура станции работает без замечаний.

Новости космонавтики 1994 №22:

	Отношение сигнал/шум, дБ
	1995	2000
"Вояджер -1"
160 бит/с	10.3	7.3
600 бит/с	4.9	1.9
1400 бит/с	3.1	0.1
"Вояджер-2"
160 бит/с	13.2	10.2
600 бит/с	7.7	4.7
1400 бит/с	5.5	2.5

АМС "Вояджер-1 и -2" продолжают передачу данных о солнечном ветре, космических лучах и других свойствах далеких районов Солнечной системы. К 1 ноября "Вояджер-1" удалился на 8.7 млрд км, а "Вояджер-2" - на 6.7 млрд км от Земли. Связь со станциями ведется через 70-метровые антенны Сети дальней связи НАСА. Большая часть данных передается со скоростью 160 бит/с, но для передачи ультрафиолетовых измерений и данных по плазменным волнам используются также скорости 600 и 1400 бит/с. Прогнозируемые величины отношения сигнал/шум в 1995 и 2000 гг. приведены в таблице.

Новости космонавтики 1994 №24:

Космические аппараты "Вояджер-1" и "Вояджер-2" продолжают исследования Солнца и межпланетной среды. С помощью УФ-спектрометров выполняется картографирование гелиосферы и приходящего межзвездного ветра. Детекторы космических лучей (КЛ) исследуют энергетический спектр межзвездных КЛ во внешней гелиосфере. Магнетометры измеряют напряженность и направление магнитного поля Солнца, а датчики заряженных частиц низких энергий - энергетический спектр приходящих от светила частиц. Продолжает измерения прибор для изучения плазменных волн.

Космические аппараты остаются работоспособны. "Вояджер-1" 1 декабря находился в 8.7 млрд км от Земли и имел гелиоцентрическую скорость 17.0 км/с.

Новости космонавтики 1995 №1:

КА "Вояджер-1" и "Вояджер-2" находятся в исправном состоянии и продолжают выполнять исследования солнечного магнитного поля, межпланетной среды, межзвездного "ветра"."Вояджер-1" удалился от Земли на 8.8 млрд км и движется со скоростью 17 км/с.

Новости космонавтики 1995 №10:

Полет КА "Вояджер-1" и "Вояджер-2" и научные исследования с помощью установленных на них приборах продолжаются. К 1 мая 1995 г. "Вояджер-1" удалился от Земли на 8.8 млрд км и движется с гелиоцентрической скоростью 17.5 км/с.

За время после запуска 5 сентября 1977 г. "Вояджер-1" прошел 10.64 млрд км.

Новости космонавтики 1995 №16-17:

К 1 августа 1995 АМС "Вояджер-1" достигла расстояния 8.94 млрд км от Земли, проделав за 18 лет после своего запуска в сентябре 1977 путь в 10.78 млрд км. Станция уходит из Солнечной системы со скоростью 17.46 км/с.

Обе станции находятся в исправном состоянии и передают научные данные, которые помогают узнать природу окраинных частей Солнечной системы и найти гелиопаузу - границу распространения солнечного ветра и магнитного поля. Перед гелиопаузой станции должны преодолеть ударную область перехода от сверхзвуковой к дозвуковой скорости потока солнечного ветра, в которой должны произойти существенные изменения в направлении этого потока и ориентации магнитного поля. По существующим оценкам, область перехода лежит в 70-80 а.е. от Солнца. "Вояджер- 1" достигнет расстояния в 70 а.е. в середине 1998.

Данные по напряженности и ориентации магнитного поля Солнца, составу, направлению и энергетическому спектру частиц солнечного ветра и межзвездных космических лучей, мощности радиоизлучения, генерируемого, как полагают, в области гелиопаузы, и распределению водорода, передаются на Землю в реальном масштабе времени со скоростью 160 бит/с и принимаются 34-метровыми антеннами сети DSN. После передачи в Лабораторию реактивного движения данные в электронной форме передаются для обработки и анализа группам специалистов.

Новости космонавтики 1995 №18:

Служебные системы и 6 научных приборов на каждой из станций "Вояджер" работают нормально. К 1 сентября 1995 г. АМС "Вояджер-1" достигла расстояния 9.05 млрд км от Земли и движется со скоростью 17.46 км/с.

Новости космонавтики 1995 №20:

Станции "Вояджер-1" и "Вояджер-2" находятся в исправном состоянии и продолжают полет из пределов Солнечной системы.

3 сентября произошел сбой процессора В станции "Вояджер-1", что привело к прекращению сбора научных данных. Бортовой компьютер станций "Вояджер" имеет два процессора: процессор А выполняет программы, отвечающие за ориентацию антенны аппарата для связи с Землей, процессор В - за сбор научных данных. Процессор А продолжал работать нормально. Анализ содержимого памяти показал, что содержащиеся в ней программы правильны. Проверка таймера подтвердила, что он обеспечивает правильный отсчет времени. Поскольку проверка состояния обеих станций не обнаружила каких-либо причин отказа, точная причина, по-видимому, останется неизвестной.

11 сентября на "Вояджер-1" были переданы команды на перезапуск процессора В. Эта операция завершилась успехом, и на следующий день получение научной информации возобновилось по плану.

Руководители полета полагают, что обе станции останутся работоспособны и смогут посылать полезную информацию как минимум до 2015 г. Прекращение их работы будет связано, вероятно, только с уменьшением мощности радиоизотопных термоэлектрических генераторов (РТГ) ниже допустимой.

При запуске осенью 1977 г. каждый аппарат имел мощность РТГ 475 Вт. Сейчас РТГ "Вояджера-1" дает 341 Вт, в "Вояджера-2" - 345 Вт. Для работы служебных систем станций и ограниченного набора научной аппаратуры достаточно 215 Вт.

Что касается гидразина, используемого для поддержания ориентации станций и наведения антенны на Землю, то из 104 кг, имевшихся на "Вояджерах" в момент старта, на первом осталось 34, а на втором - 36 кг. При недельном расходе топлива примерно в 6 граммов этого запаса хватит более чем на 100 лет полета.

К 1 октября 1995 г. АМС "Вояджер-1" достигла расстояния 9.15 млрд км от Земли и движется со скоростью 17.46 км/с. За время полета с сентября и августа 1977 г. станция преодолела расстояние 10.87.

По последним оценкам, в январе 1998 г. "Вояджер-1" "обгонит" "Пионер-10" и станет наиболее удаленным земным зондом, уходящим из Солнечной системы.

Новости космонавтики 1995 №23:

Две станции Вояджер продолжают исследование далеких окраин Солнечной системы. К 1 ноября Вояджер-1 удалился на 9.15 млрд км от Земли и продолжает полет со скоростью 17.46 км/с.

Шесть научных инструментов работают на каждой из станций и передают данные о напряженности и ориентации солнечного магнитного поля, составе, направлении и энергетическом спектре частиц солнечного ветра и галактических космических лучей, силу радиоизлучения, которое, как полагают, генерируется на гелиопаузе, и распределение водорода во внешней гелиопаузе. Данные передаются на Землю со скоростью 160 бит/с и принимаются 34-метровыми антеннами Сети дальней связи НАСА.

Новости космонавтики 1996 №3:

Станции "Вояджер" продолжают исследование далеких окраин Солнечной системы и поиск границы гелиопаузы - внешнего предела распространения магнитного поля Солнца и потока солнечного ветра. На каждом из аппаратов работают шесть научных приборов, данные которых передаются на Землю со скоростью 160 бит/с и принимаются 34 метровыми антеннами Сети дальней связи НАСА. После обработки в Лаборатории реактивного движения они передаются научным группам американских специалистов.

К 1 февраля "Вояджер-1" удалился на 9.33 млрд км от Земли и продолжает полет со скоростью 17.44 км/с.

Руководители полета считают, что оба аппарата будут работать и передавать ценную информацию по крайней мере до 2015 г. В настоящее время мощность радиоизотопного генератора "Вояджера-1" составляет 341 Вт
Новости космонавтики 1996 №5:

По состоянию на 1 марта 1996 г. "Вояджер-1" удалился от Земли на расстояние 9.33 млрд км и движется со скоростью 17.44 км/с относительно Солнца. За время после запуска в сентябре 1977 г. станция преодолела расстояние 11.10 млрд км.

Оба аппарата находятся в исправном состоянии, и их аппаратура продолжает исследования среды внешней части Солнечной системы и поиск гелиопаузы. Мощность радиоизотопных генераторов станций составляет 340 и 342 Вт соответственно.

Шесть научных инструментов работают на каждой из станций и передают данные о напряженности и ориентации солнечного магнитного поля, составе, направлении и энергетическом спектре частиц солнечного ветра и галактических космических лучей, силу радиоизлучения, которое, как полагают, генерируется на гелиопаузе, и распределение водорода во внешней гелиопаузе. Данные передаются на Землю со скоростью 160 бит/с и принимаются 34-метровыми антеннами Сети дальней связи НАСА. После передачи данных в JPL первичная информация в виде файлов передается специалистам, которые производят ее обработку и анализ.

Новости космонавтики 1996 №6:

По состоянию на 1 апреля 1996 г. "Вояджер-1" удалился от Земли на расстояние 9.33 млрд км и движется со скоростью 17.43 км/с относительно Солнца. За время после запуска в сентябре 1977 г. станция преодолела расстояние 11.14 млрд км.

Оба аппарата находятся в исправном состоянии, и их аппаратура продолжает исследования среды внешней части Солнечной системы и поиск границы гелиопаузы - внешнего предела магнитного поля Солнца и потока солнечного ветра. Руководители полета уверены, что оба аппарата будут работоспособны и продолжат передавать ценную информацию как минимум до 2015 г.

Шесть научных инструментов работают на каждой из станций и передают данные о напряженности и ориентации солнечного магнитного поля, составе, направлении и энергетическом спектре частиц солнечного ветра и галактических космических лучей, силе радиоизлучений, которые, как полагают, генерируются на гелиопаузе, и распределение водорода во внешней гелиопаузе. Данные передаются на Землю в реальном масштабе времени со скоростью 160 бит/с и принимаются 34-метровыми антеннами Сети дальней связи НАСА. После передачи данных в JPL первичная информация в виде файлов передается специалистам, которые производят ее обработку и анализ.

Новости космонавтики 1996 №9:

По состоянию на 1 мая 1996 г. "Вояджер-1" удалился от Земли на расстояние 9.33 млрд км и движется со скоростью 17.428 км/с относительно Солнца. За время после запуска в сентябре 1977 г. станция преодолела расстояние 11.19 млрд. км. (За исключением приведенных скоростей и пройденного пути, сообщение JPL от 1 мая 1996 г. о полете станций "Вояджер" ничем не отличается от опубликованного 1 апреля - Ред.)

Новости космонавтики 1996 №11:

По состоянию на 1 июня 1996 г. "Вояджер-1" удалился от Земли на расстояние 9.33 млрд км и движется со скоростью 17.423 км/с относительно Солнца. За время после запуска в сентябре 1977 г. станция преодолела расстояние 11.23 млрд км.

На каждом из аппаратов работают по семь научных приборов. К настоящему времени чувствительность плазменного инструмента "Вояджера-1" существенно снизилась, и ценность его информации ограничена.

Новости космонавтики 1996 №18:

Сообщение JPL. 20 августа 1996 г. исполнилось 19 лет со дня запуска АМС "Вояджер-2", а 5 сентября - станции "Вояджер-1". Оба аппарата исправны и продолжают уходить за пределы Солнечной системы.

Научная аппаратура, установленная на станциях, продолжает поиск границы гелиопаузы, где солнечный ветер и магнитное поле встречаются с межзвездной средой. На "Вояджере-1" существенно снизилась чувствительность плазменного инструмента, что ограничило ценность его данных.

Руководители полета убеждены, что обе станции останутся работоспособными как минимум до 2015 г. В 1998 г. "Вояджер-1" обгонит в удалении от Солнца "Пионер-10" и станет самым далеким искусственным объектом Солнечной системы.

По состоянию на 1 сентября 1996 г., "Вояджер-1" находился на расстоянии 9.59 млрд км от Земли и прошел 11.37 млрд км. Гелиоцентрическая скорость станции составила 17.41 км/с.

Новости космонавтики 1996 №24:

22 ноября. В течение недели 16-22 ноября станции Сети дальней связи NASA работали с КА "Вояджер-1" в течение 111.3 час, в т.ч. 8.0 час на антеннах большого диаметра. Принято по одному формату научных данных GS-4, безданных плазменного прибора PLS с КА "Вояджер-1". На станции передавались только команды установки аварийного таймера.

Запас топлива на "Вояджере-1" составляет 33.76 кг, недельный расход 6.59 г. Выходная мощность бортового источника составляет 336.59 Вт, что на 42 Вт выше минимально необходимого уровня.

По состоянию на 22 ноября:

	"Вояджер-1"
Расстояние от Солнца, млрд км	9.715
Расстояние от Земли, млрд км	9.837
Расстояние, пройд, после запуска, млрд км:	11.501
Гелиоцентрическая скорость, км/с	17.400
Геоцентрическая скорость, км/с	38.786
Время обмена сигналами	18 час 13 мин 39 сек

Новости космонавтики 1997 №18-19:
"Вояджеры": "через тернии к звездам" вот уже 20 лет!

Е.Девятьяров. НК. Космические аппараты "Вояджер-1" и "Вояджер-2" вот уже 20 лет бороздят просторы Вселенной. А начались работы по этому проекту еще в середине 1960-х годов. Его целью были исследования Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна.

Это была первая программа такого масштаба, когда человечество смогло воочию увидеть, как выглядят планеты-гиганты, вместе с окружающими их многочисленными спутниками и кольцами. За время их путешествия астрономы узнали больше, чем с того момента, когда человек впервые обратил свой взор к небу.

В рамках проекта было изготовлено два идентичных аппарата. "Вояджер-1" был запущен 5 сентября 1977 по "быстрой" траектории в направлении к Юпитеру и далее на кольца Сатурна. А "Вояджер-2" - 20 августа 1977 по "медленной". Пролетев планеты Юпитер и Сатурн с другой от "Вояджера-1" стороны (для получения более полной информации о них), "Вояджер-2" направился исследовать Уран и Нептун. Наблюдения проводились с пролетной траектории с осуществлением пертурбационных маневров в поле тяготения исследуемой планеты для перехода на траекторию полета к следующей. Запуски были произведены с помощью РН "Titan-3Е", снабженных дополнительными разгонными блоками.

Стартовая масса КА составляла 798 кг. Корпус - многогранная призма. На КА была применена трехосная система ориентации, использующая датчики Солнца и Канопуса, а также инерциальный измерительный блок. Исполнительные органы - 12 гидразиновых микродвигателей тягой по 0.9 Н. Радиотехническая система включает остронаправленную антенну с отражателем диаметра 3.66 м и ненаправленную антенну. В состав научной аппаратуры входят телевизионная камера с широкоугольным объективом, камера с телеобъективом, детекторы космических лучей, оборудование для регистрации радиоизлучения Юпитера и Сатурна, детекторы заряженных частиц низкой энергии, фотополяриметр с 150-миллиметровым телескопом системы Кассегрена, детекторы плазмы, ультрафиолетовый спектрометр, четыре трехосных индукционных магнитометра для измерения полей, интерференционный инфракрасный спектрометр-радиометр с телескопом системы Кассегрена.

На КА "Вояджер" установлены граммофонные пластинки со "звуками Земли", которые должны дать представление о нашей планете представителям внеземной цивилизации. Пластинка несет также видеозапись 115 изображений.

А сам полет "путешественников" проходил следующим образом "Вояджер-1" 10 декабря 1977 года вошел в пояс астероидов, 15 декабря обогнал на траектории "Вояджер-2", 5 марта 1979 года совершил пролет около Юпитера на расстоянии 280 тыс. км, 12 ноября 1980 года прошел около Сатурна на расстоянии 124 тыс. км, а затем поднялся над плоскостью движения планет (эклиптики) и устремился к Млечному Пути.

"Вояджер-2" 10 декабря 1977 года вошел в пояс астероидов, 21 октября 1978 года вышел из него, 9 июля 1979 года совершил пролет около Юпитера на расстоянии 650 тыс. км, 25 августа 1981 года - пролет около Сатурна на расстоянии 101.3 тыс км, 24 января 1986 года - пролет около Урана на расстоянии 71 тыс. км, 25 августа 1989 года - пролет около Нептуна на расстоянии 5.016 тыс. км. А далее, подобно "Вояджеру-1", он продолжил удаляться со скоростью более 70 тыс. км/ч все дальше от Земли по направлению к звезде Сириус.

Их многолетнее путешествие принесло такое множество открытий, что все их будет просто невозможно упомянуть в одной статье. Напомним только наиболее важные.

Обследуя спутники Юпитера, космические разведчики обнаружили на Ио грандиозную вулканическую деятельность с фонтанирующими потоками газа и пыли, истечением серной лавы, разливы которой видны на поверхности. Поверхность Европы, по данным "Вояджеров", чрезвычайно гладкая, практически без признаков каких-либо кратеров - покрыта тонким слоем льда, в котором видны гигантские трещины с выходящим сквозь них мягким веществом. На Ганимеде были обнаружены громадные котловины и следы мощной древней тектонической активности. Кроме того, были открыты два новых спутника.

Пролетая мимо Сатурна, "Вояджер-1" обнаружил необычное поведение двух небольших спутников Сатурна, 10-го и 11-го. Находясь на одной орбите, спутники двигались с разными скоростями и через два года должны были сблизиться до 1.5 км. Казалось, что катастрофы не избежать. Но после расчетов выяснилось, что спутник, идущий впереди, будет спускаться ближе к Сатурну, а следующий за ним, наоборот, приобретая дополнительную энергию, начнет ускоряться и обойдет своего "ведущего". Такое явление специалисты окрестили "космическим вальсом". Также на основе полученной информации стало ясно, что кольца Сатурна гораздо сложнее и по структуре и по функциональности, нежели считалось ранее. Оказалось, что колец не считанное число, а многие десятки. Компонентами их могут быть даже спутники размером в десятки километров. А появившиеся гипотезы утверждают, что кольца могут даже обладать собственной атмосферой. С помощью "Вояджеров", кроме того, были открыты шесть новых спутников у этой планеты и многое другое.

КА "Вояджер-2" за шесть часов исследования Урана получил о нем информации столько, сколько о нем не было накоплено за два столетия. Были открыты десять (!) его новых спутников, составляющие в диаметре 40-170 км. Было обнаружено одиннадцать темных колец вокруг планеты, хотя до этого считали, что их только девять. Кроме того, впервые были проведены исследования, магнитного поля планеты, состава атмосферы, силы и направления ветров, температуры и т.д.

Пролетая мимо Нептуна, американский космический аппарат "Вояджер-2" сделал ряд новых открытий: были обнаружены шесть новых спутников (ранее считалось, что их только два), потоки ветра, несущегося над планетой со сверхзвуковой скоростью, более четко определен химический состав атмосферы и т.д. Фотокамеры "Вояджера-2" поймали слабые изображения пяти колец, окружающих планету, от чистого и узкого внешнего до широкого и мутного ближайшего к планете. Из спутников наиболее интересен Тритон. Находясь сравнительно недалеко от Нептуна, он вращается в другую сторону. Вполне вероятно, что вследствие действующих на него сил со временем он может упасть на планету.

За время своего полета "путешественники" передали более 100 тыс изображений и другой информации о всех планетах-гигантах и их окружении.

Все эти открытия являются ярким свидетельством того, насколько уникальна и бесценна для земной науки программа полетов "Вояджеров".

Однако ставить крест на проекте "Вояджеров" торопиться не стоит. Впереди "путешественников" ждут, возможно, еще более потрясающие открытия. На расстоянии от 62 до 90 а.е. (1 а.е. = 150 млн км) ученые предсказывают существование границы, где скорость солнечного ветра резко падает со сверхзвуковой на дозвуковую. Но никто точно не представляет, где она находится и на что похожа. Граница может оказаться и гораздо дальше, чем предполагают ученые. "Вояджеры" первыми имеют шанс это выяснить. В настоящее время "Вояджер-1", двигаясь со скоростью 3.5 а.е./год, находится в 67 а.е. от Солнца и по расчетам должен достигнуть границы ещё до конца 2003 г.

В интервале от 110 до 160 а.е. от Солнца по предположениям специалистов находится гелиопауза. Гелиопауза - это граница, образованная столкновением солнечного ветра и межзвездного газа. Ученые о ней имеют только чисто теоретическое представление. Пока "Вояджеры" смогли только "услышать" радиошумы, генерируемые на гелиопаузе. Задача ее подробной разведки остается за "путешественниками".

На сегодня "Вояджер-1" находится в 10.1 млрд км от Земли. За время своего путешествия он преодолел 11.9 млрд км. Скорость покидания Солнечной системы составляет 17.4 км/с. В январе 1998 года КА обгонит на своем маршруте другой КА, "Пионер-10", и станет самым далеким от Земли объектом, сделанным человеком.

КА "Вояджер-2" находится в 7.9 млрд км от Земли, пройдя с момента старта 11.3 млрд. Скорость его полета составляет 15.9 км/с.

Примерно к 2020 году у обоих аппаратов будет полностью выработан бортовой запас гидразина для микродвигателей. Мощность, генерируемая бортовыми радиоизотопными установками, к этому времени может упасть ниже допустимого предела 230 Вт. Таким образом, связь с ними будет потеряна навсегда.

Через 40 тысяч лет, согласно расчетам, аппарат "Вояджер-1" пройдет на расстоянии 1.6 светового года от звезды АС+793888 в созвездии Жирафа, а аппарат "Вояджер-2" - примерно в тоже время на расстоянии 1.5 светового года от звезды Росс-248 в созвездии Андромеды.

Счастливого вам пути, "Вояджеры"!

Новости космонавтики 1998 №4-5:

Дальше «Voyager 1» нет никого...

16 февраля.

С.Карпенко

по сообщениям NASA, France Press.

17 февраля 1998 года в 17:10 EST (22:10 UTC) КА «Voyager 1» обгонит аппарат «Pioneer 10» и будет находиться на расстоянии 10.4 млрд км от Земли - дальше любого другого КА из запущенных когда-либо человечеством. Это в 70 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Здесь находится предполагаемая граница Солнечной системы. Скорость аппарата составляет 17.4 км/сек.

Несмотря на огромное расстояние и время, прошедшее со дня запуска (КА запущен 5 сентября 1977 года), с него за счет энергии бортовых радиоизотопных генераторов все еще поступает научная информация. На аппарате также поддерживается режим термостатирования. Сигнал с аппарата на Землю идет 9 часов 36 минут. Передача осуществляется 20-ваттным радиоизлучателем, а мощность принимаемого на Земле сигнала в 20 млрд раз меньше мощности батарейки для наручных часов.

«Voyager 2», также запущенный в 1977 году, сейчас находится на расстоянии 8.1 млрд км от Земли и тоже передает информацию.

Продолжает функционировать и КА «Pioneer 10», запущенный 2 марта 1972 года. Официально миссия была завершена 31 марта 1997 года, однако сигналы с аппарата время от времени принимают в порядке тренировки операторы КА «Lunar Prospector».

«Voyager 1» и «Pioneer 10» двигаются в противоположных направлениях от Солнца, вне плоскости эклиптики.

Сейчас с помощью КА «Voyager 1», «Voyager 2» и «Pioneer 10» ученые хотят обнаружить теоретически предсказанную гелиопаузу - условную область на границе Солнечной системы, где солнечный ветер сталкивается с межзвездным веществом, и его скорость становится меньше звуковой за счет образования ударной волны. Приборы аппаратов должны среагировать на присутствие этой ударной волны. По словам д-ра Эдварда Стоуна (Edward C. Stone), менеджера проекта «Voyager» и директора Лаборатории реактивного движения (JPL), данные, получаемые с «Voyager 1», подтверждают, что вход КА в ударную волну произойдет через 3-5 лет, а лет через 10 аппарат окажется в межзвездном пространстве.

Новости космонавтики 1998 №7:

25 февраля в 05:46 UTC на борт КА Voyager 1 были переданы две командные последовательности (CCS CAL и A026 MIN SEQ). Однако уровень принятого КА сигнала оказался меньше номинального на 15 дБ, и команды не были усвоены. Предполагается, что причиной этого стало ошибочное задание направления поляризации сигнала на антенне DSS-63. 27 февраля была отправлена команда установки аварийного таймера. На этот раз прием был осуществлен успешно.

Параметр	Voyager 1	Voyager 2
Расход топлива за неделю, г Остаток топлива, кг Выходная мощность РИГ, Вт Запас по мощности, Вт Расстояние КА-Солнце, млрд км Расстояние КА-Земля, млрд км Пройденное расстояние, млрд км Скорость относительно Солнца, км/c Скорость относительно Земли, км/c Время двустороннего прохождения сигнала (час:мин:сек)	6.4 33.1 328.4 31 10.399 10.403 12.194 17.345 19.449 19:16:37	7.2 35.4 330.3 33 8.104 8.188 11.496 15.912 26.568 15:10:23

В тот же день, 27 февраля, на борт аппарата Voyager 2 было передано 7 команд сброса таймера, с разбросом по частотам в 0.5 Гц одна от другой. По ошибке станция DSS-43 передала их с опозданием на час. Тем не менее аппарат подтвердил получение команд от 3-й до 6-й.

В период с 21 по 27 февраля слежение за КА Voyager 1 средствами Сети дальней связи (DSN) проводилось в течение 98.7 часов, из них 19.5 часов - с использованием антенн большого диаметра. Потеряно из-за отказов антенн 3.3 часа данных. Слежение за аппаратом Voyager 2 средствами DSN проводилось в течение 81.2 часов, из них 40.1 часа - с использованием антенн большого диаметра. 22 февраля 1.6 часа, запланированные для КА Voyager 2, были отданы для работы с SOHO. С каждого аппарата принята одна посылка данных.

Основные параметры АМС Voyager на 27 февраля приведены в таблице.


Новости космонавтики 1998 №10:

Voyager 1 и Voyager 2 С.Карпенко. НК. 28 февраля-20 марта 4 марта в 17:25 UTC на борт аппарата Voyager 1 была передана команда установки таймера потери связи CLT (command loss timer), отсчитывающего время с момента последнего сеанса связи с Землей. Команда была успешно принята КА. 7-13 марта команд на борт не посылалось. 14 и 19 марта аппарат успешно выполнил новые команды установки таймера, отправленные в 00:05 UTC и в 14:30 UTC соответственно. Каждую неделю с КА принимается один формат GS-4 данных (с выключенным модулятором PLS). Задержка приема данных составляла на 6 марта - 2 дня, на 13 марта - 9 дней, на 20 марта вновь 2 дня. период (1998 г.) суммарное время на связи, час в том числе c использованием антенн большого диаметра, час 28.02-06.03 07.03-13.03 14.03-20.03 103.9 / 57.9 105.3 / 69.0 100.3 / 60.4 25.1 / 6.6 29.5 / 34.1 66.5 / 6.8 Данные о связи с КА Voyager 1/2 средствами 28.02-06.03 Сети дальней космической связи (DSN) приведены в таблице справа. 7 марта из-за проблемы с антенной DSS-25 сеанс связи с КА Voyager 1 был прерван на 1.8 часов. Характеристики работающей научной аппаратуры и систем обоих аппаратов остаются штатными. Состояние аппаратов Voyager 1 и Voyager 2 за периоды 28.02-06.03/ 07.03-13.03/14.03-20.03 Параметр Voyager 1 Voyager 2 Расход топлива за неделю, г Остаток топлива, кг Выходная мощность РИГ, Вт Запас по мощности, Вт Расстояние КА-Солнце, млрд км Расстояние КА-Земля, млрд км Пройденное расстояние, млрд км Скорость относительно Солнца, км/c Скорость относительно Земли, км/c Время двустороннего прохождения сигнала (час:мин:сек) 8.2 / 7.4 / 6.4 33.1 / 33.1 / 33.1 328.3 / 328.3 / 328.1 31 / 31 / 31 10.410 / 10.420 / 10.430 10.398 / 10.394 / 10.390 12.205 / 12.215 / 12.226 17.345 / 17.343 / 17.342 18.956 / 18.776 / 18.924 19:16:07 /19:15:37/19:15:09 7.9/ 7.2 / 8.7 34.9 / 34.9 / 34.9 330.2 / 330.1 / 330.0 33 / 18(?) / 37 8.113 / 8.121 / 8.130 8.183 / 8.177 / 8.170 11.506 / 11.515 / 11.525 15.912 / 15.909 / 15.908 25.524 / 24.510 / 23.720 15:09:49/15:09:09/15:08:24 Примечание. Не учтен расход топлива на маневр MAGROL

Новости космонавтики 1998 №14:

Сиддики:

Это ложное цветное изображение Великого Красного Пятна Юпитера, полученное «Вояджер-1», было составлено из трех черно-белых негативов

Изображение, показывающее общие траектории четырех зондов НАСА, Пионеров 10 и 11 и Вояджеров 1 и 2, отправленных из Солнечной системы. По состоянию на февраль 2017 года «Вояджер-1» находился на расстоянии 20,6 миллиарда километров от Солнца, а «Вояджер-2» - на расстоянии 17 миллиардов километров. Оба Вояджера направляются к внешней границе солнечной системы в поисках гелиопаузы, области, где влияние Солнца ослабевает и начало межзвездного пространства можно почувствовать.

Научные инструменты:
1. система визуализации (ISS)
2. ультрафиолетовый спектрометр (UVS)
3. инфракрасный интерферометр-спектрометр (IRIS)
4. планетарный радиоастрономический эксперимент (PRA)
5. фотополяриметр (PPS)
6. трехосный флюсгейтовый магнитометр (MAG)
7. плазменный спектрометр (PLS)
8. эксперимент с низкоэнергетическими заряженными частицами (LECP)
9. эксперимент с плазменными волнами (PWS)
10. космический луч телескоп (CRS)
11. система радио науки (RSS)
Результаты: «Вояджер-1» был запущен после «Вояджера-2», но из-за более быстрого маршрута он вышел из пояса астероидов раньше, чем его близнец, обогнав «Вояджер-2» 15 декабря 1977 года. Он начал свою миссию по съемке Юпитера в апреле 1978 года на дальности 265 миллионов километров от планеты; изображения, отправленные в январе следующего года, показали, что атмосфера Юпитера была более турбулентной, чем во время полетов "Пионеров" в 1973–1974 годах. Начиная с 30 января, «Вояджер-1» делал снимки каждые 96 секунд в течение 100 часов для создания цветного видеоролика с интервальной съемкой, изображающего 10 поворотов Юпитера. 10 февраля 1979 года космический аппарат вошёл в лунную систему Юпитера, а в начале марта он уже обнаружил тонкое (менее 30 километров) кольцо, окружающее Юпитер. Ближайшее сближение «Вояджера-1» с Юпитером произошло в 12:05 5 марта 1979 года на дальности 280 000 километров, после чего он сблизился с несколькими лунами Юпитера, включая Амальтею (на дальности 420 200 километров), Ио (21 000 километров), Европу (733 760 километров), Ганимед (114 710 километров) и Каллисто (126 400 километров), в этом же порядке, предоставляя впечатляющие фотографии местности, открывая совершенно новый мир для ученых-планетологов. Самая интересная находка была на Ио, где на снимках был изображен странный желтый, оранжевый и коричневый мир, в котором по меньшей мере восемь действующих вулканов извергали материал в космос, что делает его одним из самых (если не самым) геологически активным планетарным телом в Солнечной системе. Наличие активных вулканов позволяет предположить, что сера и кислород в пространстве Юпитера могут быть результатом вулканических выбросов из Ио, которые богаты диоксидом серы. Космический аппарат также обнаружил две новые луны, Фиву и Метис. После сближения с Юпитером «Вояджер-1» совершил начальную коррекцию курса 9 апреля 1979 года в процессе подготовки для его встречи с Сатурном.

«Вояджер-1» получил это изображение Ио 4 марта 1979 года, примерно за 11 часов до ближайшего сближения с луной Юпитера, на расстоянии 490 000 километров от цели. Виден огромный вулканический взрыв, вырисовывающийся на фоне темного пространства.

Вторая коррекция 10 октября 1979 года гарантировала, что космический аппарат не упадёт на спутник Сатурна Титан. Облет системы Сатурна в ноябре 1979 года был столь же впечатляющим, как и его предыдущая встреча. «Вояджер-1» обнаружил пять новых лун, кольцевую систему, состоящую из тысяч полос, клинообразных переходных облаков крошечных частиц в кольце B, которые ученые назвали «спицами», новое кольцо («G-кольцо») и «пастухов» - спутники по обе стороны от F-кольца - спутники, которые поддерживают кольца четко формированными. Во время своего полета космический аппарат сфотографировал спутники Сатурна Титан, Мимас, Энцелад, Тетис, Диону и Рею. Судя по поступающим данным, все луны в основном состояли из водяного льда. Возможно, наиболее интересной целью был Титан, который «Вояджер-1» прошел в 05:41 12 ноября на дальности 4000 километров. Изображения показали плотную атмосферу, которая полностью скрывала поверхность. Космический аппарат обнаружил, что атмосфера луны на 90% состоит из азота. Давление и температура на поверхности составляли 1,6 атм и -180°С соответственно. Атмосферные данные предполагают, что Титан может быть первым телом в Солнечной системе (кроме Земли), где жидкость может существовать на поверхности. Кроме того, присутствие азота, метана и более сложных углеводородов указывало на то, что пребиотические химические реакции могут быть возможны на Титане. Ближайший подход «Вояджера-1» к Сатурну состоялся в 23:46 12 ноября 1980 года на дальности 126 000 километров. После сближения с Сатурном «Вояджер-1» направился по траектории, уходящей из Солнечной системы со скоростью около 3,5 а.е. в год, с наклоном 35° от плоскости эклиптики на север, в общем направлении движения Солнца относительно соседних звезд. Из-за особых требований к пролету Титана космический аппарат не был направлен на Уран и Нептун. Окончательные изображения, сделанные «Вояджерами», включали мозаику из 64 изображений, сделанных «Вояджером-1» 14 февраля 1990 года на расстоянии 40 а.е. от Солнца и всех планет Солнечной системы (хотя Меркурий и Марс не видны, первый потому что он был слишком близко к Солнцу и последней, потому что Марс находился на той же стороне Солнца, что и Вояджер-1, поэтому только его темная сторона была обращена к камерам). Это было так называемое изображение «бледно-голубая точка», сделанное известным профессором Корнелльского университета и членом научной группы «Вояджер» Карлом Саганом (1934-1996). Это были последние из 67 000 снимков, сделанных двумя космическими аппаратами. Все планетарные сближения, наконец, закончились в 1989 году, миссии «Вояджер-1» и 2 были объявлены частью Межзвездной Миссии Voyager (VIM), которая официально началась 1 января 1990 года. Цель состояла в том, чтобы расширить исследование НАСА Солнечной системы за пределы района внешних планет до внешних пределов сферы влияния Солнца и «возможно за пределы». Конкретные цели включают сбор данных о переходе между гелиосферой, областью пространства, где преобладают магнитное поле Солнца и солнечное поле, и межзвездной средой. 17 февраля 1998 года Voyager 1 стал самым отдаленным созданным человеком объектом, когда на расстоянии 69,4 а.е. от Солнца он «обогнал» "Пионер-10". 16 декабря 2004 года ученые «Вояджеров» объявили, что «Вояджер-1» сообщил о высоком значения для напряженности магнитного поля на расстоянии 94 а.е., указывающие, что он достиг ударной волны и теперь вошёл в гелиопаузу. Космический аппарат наконец вышел из гелиосферы и начал измерять межзвездную среду 25 августа 2012 года, первый космический аппарат, который это сделал. 5 сентября 2017 года НАСА отметило 40-ю годовщину его запуска, поскольку продолжает поддерживать связь с Сетью глубокого космоса НАСА и отправлять данные с четырех еще работающих приборов - телескопа с космическими лучами, эксперимента с низкоэнергетическими заряженными частицами, магнитометра и эксперимент с плазменными волнами. Каждый из Вояджеров содержит «сообщение», подготовленное командой во главе с Карлом Саганом, в форме позолоченного медного диска диаметром 30 сантиметров для потенциальных инопланетян, которые могут найти космический аппарат. Как и таблички на Пионерах-10 и 11, в записи есть надписанные символы, показывающие местоположение Земли относительно нескольких пульсаров. Записи также содержат инструкции по их воспроизведению с использованием картриджа и иглы, очень похоже на виниловый проигрыватель. Аудио на диске включает приветствия на 55 языках, 35 звуков из жизни на Земле (такие как китовые песни, смех и т.д.), 90 минут в основном западной музыки, включая все от Моцарта и Баха до Чака Берри и Слепого Вилли Джонсона. Он также включает в себя 115 изображений жизни на Земле и записанные приветствия от тогдашнего президента США Джимми Картера (1924–) и тогдашнего Генерального секретаря ООН Курта Вальдхайма (1918–2007). К 5 ноября 2017 года «Вояджер-1» находился на расстоянии 140,931 а.е. (21,083 миллиарда километров) от Земли, самый дальний объект, созданный людьми, и движущийся со скоростью 17,0 километров в секунду относительно Солнца.