Разведчики внешних планет. Путешествие «Пионеров» и «Вояджеров» от Земли до Нептуна и далее - читать онлайн книгу. Автор: Игорь Лисов cтр.№ 65

1 и 2 октября 1984 г. в память бортового компьютера FDS-B загрузили версию программы 1708 с кодированием данных по Риду – Соломону, а в память FDS-A – программу 1808, обеспечивающую сжатие изображений. За 5 октября набрали необходимые данные, и 8–10 октября выполнили четыре сброса информации на Землю. По окончании эксперимента 11–12 октября прежнее состояние памяти было восстановлено.

Вечером 13 ноября провели первую за три года коррекцию TCM-B12 (предыдущую, с номером B11, отменили ввиду малого отклонения траектории от расчетной).

2–10 января 1985 г. в рамках рабочей программы B617 проводились тесты сканирующей платформы, а затем съемка Урана и Нептуна. Ожидаемое разрешение узкоугольной камеры ISS уже сравнялось с лучшими показателями земных обсерваторий, но Уран все еще выглядел как однородный туманный серый диск размером в несколько пикселей. 28 января фотополяриметр PPS калибровали по звездам, выбранным для просвечивания колец Урана, а с 26 февраля по 18 марта многократно отрабатывали коническое сканирование.

Весной 1985 г. темп жизни ускорился, 12-недельные рабочие программы сменились 4-недельными – от B617 в апреле до B624 в октябре. Главные усилия были направлены, конечно же, на подготовку к встрече с новой целью. 30 марта и 1 апреля произвели загрузку программ 1709 и 1808 в память компьютеров FDS-B и FDS-A соответственно, проверили их, и с 12 апреля «Вояджер-2» начал постоянную работу в недублированном двухпроцессорном режиме.

4 апреля были проведены калибровочные съемки звезд широкоугольным объективом ISS, а 6–10 мая на звезде α Павлина отрабатывалось построение «мозаичных» изображений. Еще один тест сканирующей платформы провели 21 мая.

Было сделано два малых научных маневра, 30 мая и 26 ноября, и четыре калибровки магнитометра. Правда, первая попытка 5 февраля не удалась (не была выдана разрешающая команда), но развороты 2 мая, 19 июня, 19 августа и 18 сентября были успешны. Три последних совместили с подготовкой экспериментов по радиопросвечиванию Урана: уточнялась информация о направлении оси остронаправленной антенны HGA.

7 июня 1985 г. с дистанции 302 млн км были сделаны первые навигационные снимки системы Урана, а 13 июня эти изображения поступили на Землю. 15 июля из трех новых кадров с цветными светофильтрами было синтезировано и 12 сентября опубликовано первое цветное изображение планеты. Уран все еще выглядел как ровный голубой шарик, были видны четыре большие луны из пяти – Миранда оказалась слишком тусклой. Между тем она была основной целью «Вояджера» среди спутников – планировался пролет на дистанции 29 000 км при относительной скорости около 20 км/с. Чтобы «поймать» Миранду в кадр и качественно отснять, нужно было знать ее положение с ошибкой не более 100 км. Только наземными средствами, без съемки Урана и его спутников на подлете с определением их координат на фоне звезд, получить такую точность было немыслимо.

Съемка в системе Урана вообще представляла собой непростую задачу. Далекое Солнце светило слабо. Низкая освещенность объектов диктовала увеличение экспозиции. Если в системе Юпитера снимок через прозрачный фильтр получался за 0,12–0,24 секунды, то у Сатурна в план закладывали уже 0,96 секунды, у Урана требовалось 3,84, а у Нептуна – 7,68. Однако большая экспозиция вызывала смазывание изображения. Разрешение узкоугольной камеры составляло 9,25 мкрад, а типовая скорость поворотов КА в процессе стабилизации двигателями была 12,4 мкрад/с. Таким образом, каждые 3/4 секунды экспозиции давали смаз в один пиксель. Чтобы избежать этого, нужно было увеличить стабильность камеры вчетверо к моменту встречи с Ураном и в десять раз для работы в системе Нептуна.

Алгоритм стабилизации КА на двигателях был следующим. В зависимости от решаемой в тот или иной момент задачи задавался определенный допуск на отклонение ориентации от заданной – широкий, средний или узкий, от 0,5° до 0,05°. С выходом «за рамки» по любой угловой координате включались на 10 миллисекунд соответствующие ЖРД и придавали аппарату вращение в противоположном направлении. Через некоторое время «Вояджер» выходил на ограничение с другой стороны допустимого диапазона, и история повторялась. Чем жестче выставлялось ограничение, тем чаще срабатывали двигатели и тем выше был суточный расход гидразина, которого на «Вояджере-2» в середине 1985 г. оставалось примерно 65 кг.

Очевидным решением было сократить продолжительность включения и создаваемой им угловой скорости, но оно вело к непропорциональному сокращению выдаваемого импульса и неэффективному расходу топлива. Эксперименты показали, что продолжительность включения можно уменьшить вдвое, с 10 до 5 миллисекунд. В марте 1985 г. это решение с успехом опробовали на «Вояджере-1», а 31 июля реализовали на «Вояджере-2». В результате была достигнута стабильность ориентации на уровне 2,5 мкрад/с, то есть остаточная скорость вращения аппарата была в 100 раз меньше, чем у часовой стрелки.

Для компенсации смаза во время особо длительных экспозиций, измеряемых десятками секунд, были предусмотрены развороты КА с нужной угловой скоростью под управлением гироскопов.

Откорректировали алгоритм компенсации возмущений от включения, выключения и перемотки ленточного записывающего устройства, прошитый в программах компьютеров AACS и CCS. Изначально время успокоения КА при таких событиях доходило до четырех-пяти циклов FDS, то есть 192–240 секунд. Программа DSSCAN, внедренная на пути к Юпитеру, сокращала его до 48 секунд за счет включения двигателя одновременно с включением привода и гашения начального импульса угловой скорости. Сначала гашение предусматривалось только по оси рысканья, где момент инерции аппарата был минимальным, а угловые скорости, соответственно, максимальными. При тестировании на «Вояджере-1» в марте 1984 г. выяснили, что наилучший эффект дает серия из пяти включений длительностью 10 миллисекунд каждое. Перед Ураном добавили также гашение возмущения по тангажу.

Поскольку необходимая навигационная информация ожидалась всего за двое суток до пролета Урана или даже позже, впервые были предусмотрены оперативно загружаемые дополнения LSU ^[84] к рабочей программе. Именно в них содержалась информация о направлении и скорости вращения КА для компенсации смаза изображения при съемке Миранды, Ариэля, Титании, а также точная временная привязка разворотов КА при радиозаходе за Уран. План предусматривал загрузку LSU за 30 часов до пролета. 9–11 сентября процедура их расчета и подготовки была с успехом «проиграна» на Земле.

До калибровки УФ-спектрометра очередь дошла лишь 24 сентября. Долго мучились с ИК-радиометром IRIS и колдовали с его нагревателями. В самом конце года при проверке он выдал ненормальные данные, но после дополнительных тестов 13 января прибор признали годным к работе. Вслед за IRIS «взбрыкнул» 4 января фотополяриметр – не переключился по команде на заданный размер поля зрения. Принятыми мерами прибор также был приведен «к послушанию».