Александр Железняков - Секреты американской космонавтики
Стыковка на орбите 17 июля была самым напряженным моментом полета. Роль активного корабля выполнял «Аполлон». Стыковка состоялась на несколько минут раньше намеченного срока. Это была решающая фаза программы ЭПАС. Испытание в реальных космических условиях новой совместимой системы стыковки прошло успешно. Потом были переходы астронавтов и космонавтов из корабля в корабль, совместные застолья, обращения к участникам полета Генерального секретаря ЦК КПСС Леонида Брежнева и президента США Джеральда Форда, совместные эксперименты.
За первой расстыковкой двух кораблей последовала повторная стыковка, в которой роли кораблей поменялись и стыковочный агрегат «Союза» стал активным. Успешной повторной стыковкой завершилась проверка андрогинной системы стыковки.
На шестые сутки полета, 21 июля, корабль «Союз» сошел с орбиты и совершил посадку в Казахстане. Через трое с половиной суток «Аполлон» приводнился в заданном районе Тихого океана. Неисправность во время посадки «Аполлона» привела к проникновению в кабину ядовитой газообразной четырехокиси азота, однако все окончилось благополучно.
В результате успешного выполнения программы ЭПАС был накоплен неоценимый опыт для будущих совместных космических полетов кораблей и станций разных стран и для проведения спасательных работ в космосе в случае необходимости. К счастью, применять на практике все наработки совместного полета никогда не пришлось.
В мае 1977 года, когда истек срок ранее принятого соглашения о сотрудничестве в космосе, Советский Союз и Соединенные Штаты заключили новое пятилетнее соглашение о совместной космической деятельности. В нем было провозглашено, что результаты, полученные при исследовании космического пространства, должны использоваться только в мирных целях, на благо всех народов Земли. Однако потребовалось еще почти 20 лет, чтобы эти слова перестали восприниматься, как декларативные, и стали нормой нашей жизни.
Глава 46
Тур по Солнечной системе
Рассказывая об американской космонавтике, я почти ничего не говорил о запусках межпланетных станций. Разве что «лунникам» уделил должное внимание. А вот полеты к другим планетам остались в тени. В следующих двух главах хочу немного восполнить этот пробел.
Сначала о запущенных в 1970-х годах межпланетных зондах «Пионер-10», «Пионер-11», «Вояджер-1» и «Вояджер-2». Эти аппараты «прошлись» по Солнечной системе и сегодня находятся на самых отдаленных ее окраинах. А с борта «Вояджеров» к тому же продолжает приходить еще и кое-какая информация, поэтому есть смысл рассказать об этой «большой четверке» и об их туре по Солнечной системе.
Межпланетная станция «Пионер-10» стала первым рукотворным объектом, которому предстояло пересечь пояс астероидов. Ее запуск состоялся 3 марта 1972 года. В качестве основной задачи для станции ставилось изучение магнитного поля Юпитера и его радиационных поясов, исследование теплового баланса и распределения температуры во внешней атмосфере гигантской планеты, получение изображений планеты и некоторых ее спутников в видимом свете, уточнение эфемерид и массы планеты. Кроме того, на траектории полета к Юпитеру и после пролета около планеты предусматривалось исследование солнечного ветра, межпланетного магнитного поля, космических лучей, а также метеорного вещества, в первую очередь в поясе астероидов между орбитами Марса и Юпитера. На опыте «Пионера-10» предполагалось определить степень опасности пояса астероидов и радиационных поясов Юпитера для космических объектов, а также отработать некоторые технические аспекты полетов к внешним планетам.
Вес станции составил 260 килограммов, в том числе 30 килограммов научных приборов. На «Пионере-10» были установлены магнитометр, анализатор плазмы, детектор заряженных частиц, комплект счетчиков Гейгера – Мюллера, детектор космического излучения, радиационный детектор, ультрафиолетовый фотометр, фотополяриметр для получения изображений Юпитера и его спутников, инфракрасный радиометр, комплект телескопов для наблюдения метеорного вещества и комплект детекторов метеорных частиц.
16 июля 1972 года станция первой из земных аппаратов вошла в пояс астероидов. Специалисты на Земле застыли в тревожном ожидании, не зная, какие сюрпризы могут подстерегать станцию в этой неисследованной и таящей массу загадок области Солнечной системы. Но тревоги оказались напрасными. Плотность наиболее опасных для станции мелких метеорных частиц (поперечник 0,01-0,1 миллиметров) в поясе астероидов оказалась меньше, чем ожидалось. Исследования на межпланетной траектории показали, что концентрация метеорных частиц размером около 1 микрона уменьшается по мере удаления от Солнца и на расстоянии 3,5 астрономической единицы, то есть у внешней границы пояса астероидов падает почти до нуля. Вопреки ожиданиям, в поясе астероидов не возросла концентрация частиц размером около 10 микрон, представляющих наибольшую опасность для космических аппаратов. Частиц размером 100-1000 микрон в поясе астероидов почти в три раза больше, чем между орбитой Земли и этим поясом. Частицы размером более 1000 микрон бортовой комплекс вообще не обнаружил.
Станция не получила никаких повреждений и 15 февраля 1973 года благополучно покинула пояс астероидов, тем самым открыв путь для всех последующих межпланетных кораблей и станций.
Кроме исследования метеорного вещества, то есть вполне материальной опасности для станции, проводились исследования Солнца. Было выявлено, что напряженность солнечного магнитного поля, плотность солнечного ветра и число частиц высокой энергии солнечного происхождения уменьшаются примерно пропорционально квадрату расстояния от Солнца. В космических лучах впервые были обнаружены атомы алюминия и натрия, а в межпланетной среде были зарегистрированы атомы гелия, которые, вполне возможно, принадлежат межзвездному газу. Все последующие полеты в сторону от Солнца лишь подтвердили первоначальные выводы, сделанные на основе данных с «Пионера-10».
Станция достигла окрестностей Юпитера в конце 1973 года и 4 декабря пролетела на минимальном расстоянии в 131 тысячу километров от поверхности планеты. Траектория была выбрана таким образом, что станция прошла над восточным лимбом Юпитера и облетела планету против часовой стрелки (если смотреть со стороны северного полюса эклиптики), то есть по ходу вращения планеты. Наклонение облетной траектории к юпитерианскому экватору составляло 14 градусов. Под влиянием поля тяготения планеты станция стала двигаться по касательной к орбите Юпитера.
С помощью научного оборудования «Пионера-10» были получены чрезвычайно любопытные данные, которые сейчас уже позабылись, но в то время вызвали живой интерес не только среди специалистов, но и среди далеких от науки, но живо интересующихся освоением космоса, людей. Так, магнитометр станции показал, что ось магнитного поля Юпитера наклонена на 15 градусов к оси вращения планеты, а источник магнитного поля несимметричен относительно центра планеты и несколько смещен к северу от экваториальной плоскости.
Наиболее важным открытием стало обнаружение сильной концентрации захваченной радиации вокруг плоскости магнитного экватора Юпитера. Очевидно вследствие наклона магнитной оси к оси вращения планеты экваториальный пик интенсивности проходил через АМС примерно синхронно с периодом вращения планеты вокруг оси (10 часов). Детекторы радиации показали, что в зоне протяженностью 35 радиусов от центра Юпитера поля и частицы вращаются с той же скоростью, что и планета.
Небесно-механические исследования, проведенные по траектории движения «Пионера-10», позволили уточнить данные о плотности галилеевых спутников Юпитера. Была выявлена интересная особенность: чем дальше спутник отстоит от поверхности планеты, тем меньше его плотность.
Детекторы метеорных частиц выявили и тот факт, что их плотность у Юпитера в 300 раз выше, чем в межпланетном пространстве: на трассе полета частицы регистрировались с периодичностью в 600 часов, а в окрестностях Юпитера – каждые 2 часа.
Миновав Юпитер, «Пионер-10» продолжил свой полет и в середине марта 1976 года, находясь между орбитами Сатурна и Урана на расстоянии 690 миллионов километров от Юпитера, пересек шлейф магнитосферы этой планеты. Это было поразительное открытие. Никто не мог предположить, что шлейф Юпитера распространяется на такое далекое расстояние.
Дальнейший полет станции, маршрут которой проходил вдали от планет, не предвещал ничего необычного, но оказалось, что она способна преподнести еще немало сюрпризов.
Во-первых, оказалось, что гелиопауза, которую рассматривают как своеобразную границу Солнечной системы, удалена от Солнца на гораздо большее расстояние, чем считалось ранее. Даже в 1999 году «Pioneer-10» не достиг гелиопаузы, хотя первоначально это прогнозировалось на конец 80-х – начало 90-х годов. Даже сегодня мы не можем с уверенностью утверждать, что станции уже удалось это сделать.
