Спутник ISEE-C: 1 - ненаправленная антенна; 2 - балансировочная штанга (всего 2); 3 - солнечные батареи; 4 - антенна для регистрации радиоизлучений; 5 - магнитометр; 6 - микродвигатель; 7 - отсек научных приборов; 8 - антенна для измерения параметров электрического поля; 9 - индукционная катушка; 10 - спектрометр рентгеновских лучей солнечного происхождения; 11 - комплект детекторов (телескоп); 12 - малонаправленная антенна.

ISEE-C (табл., № 28). Американский ИСЗ для исследования солнечно-земных связей совместно с ИСЗ ISEE-A и ISEE-B. ИСЗ ISEE-C предназначен для регистрации галактического космического излучения, гамма-всплесков, частиц вне плоскости эклиптики и явлений на Солнце начиная с периода максимальной активности в 1978 г. 21 ноября 1978 г. ИСЗ выведен на расчетную орбиту радиусом ~ 150 000 км вокруг точки либрации L-1 системы «Земля-Солнцем. Эта точка, находящаяся на линии, соединяющей центры Земли и Солнца, отстоит от Земли на 1,5 млн. км. Орбита ИСЗ вокруг этой точки лежит в плоскости, перпендикулярной плоскости эклиптики. Подобная орбита дает возможность ИСЗ не проходить по солнечному диску (для земного наблюдателя), иначе радиоизлучение Солнца создавало бы помехи при приеме информации с борта и при траекторных измерениях. Полный оборот по орбите вокруг точки либрации ИСЗ совершает за 6 месяцев. Для удержания ИСЗ на этой орбите бортовые гидразиновые микродвигатели включаются с интервалами ~45 суток. Номинальная продолжительность обращения ИСЗ по орбите вокруг точки либрации L-1 три года, однако некоторая экономия гидразина на начальных этапах полета ИСЗ, как полагают, позволит довести этот срок до 10 лет. На указанной орбите ИСЗ регистрирует поток солнечного ветра, по крайней мере, за час до того, как он достигнет Земли. Отмечается, что ISEE-C - первый в мире космический объект, выведенный в район точки либрации. Точка либрации L-1 достаточно удалена от Земли, чтобы ИСЗ не испытывал возмущений, обусловленных ее притяжением, но в то же время эта точка достаточно близка к Земле, чтобы можно было сопоставлять измерения ИСЗ ISEE-C с измерениями ИСЗ ISEE-A и ISEE-B.

Масса ИСЗ ISEE-C (рис. 3) 469 кг, в т. ч. полезная нагрузка 97 кг Он создан на основе ИСЗ IMP. Солнечные батареи, смонтированные на боковой поверхности цилиндрического корпуса, обеспечивают мощность 175 Вт. Предусмотрена стабилизация вращением (20 об/мин). Заданную ориентацию оси вращения и коррекции орбиты обеспечивают гидразиновые микродвигатели (бортовой запас гидразина 90 кг). Для определения ориентации оси вращения (с точностью ~0,1°) служит солнечный датчик с высоким разрешением. Информативность телеметрической системы до 2048 бит/сек. Установленные на ИСЗ научные приборы предназначены для регистрации магнитных полей, энергетических частиц, плазмы, волн в плазме, космического излучения низкой, средней и высокой энергии, рентгеновского, гамма- и радиоизлучения.

PIX¹ (табл., № 11) - комплект оборудования для изучения влияния плазмы на высоковольтные бортовые системы космических объектов, в частности, на солнечные элементы и металлические поверхности, а также для измерения плазменных токов и пробойных характеристик. Комплект установлен на борту второй ступени (ракета «Дельта») ракеты-носителя «Торад -Дельта», которой были выведены на орбиту ИСЗ «Лэндсат-3» и «Оскар-8». Масса комплекта (рис. 4) 34 кг. Он включает в себя круглую панель (с вырезом) из магниевого сплава и контейнер с электронным оборудованием. На панели смонтированы 24 кремниевых солнечных элемента и стальной диск. В контейнере (58,4 Х 54,6 Х 30,5 см) смонтированы высоковольтный источник питания, электрометр, контрольный диск, телеметрическое и прочее оборудование. К дискам и солнечным элементам подводится положительное и отрицательное напряжение от 0 до 1 кВ. Трехканальный электрометр, связанный с обоими дисками, а также с солнечными элементами, обеспечивает регистрацию плазменных токов от 10^-9 до ~2·10^-3 Ằ.

¹Plasma Interaction Experiment - эксперимент по взаимодействию с плазмой.

В 1982 г. руководство NASA приняло решение использовать АМС ISEE-C для исследования с пролетной траектории кометы Джакобини-Циннера. Эта АМС была запущена с совершенно иными задачами 12 августа 1978 г. и выведена 21 ноября 1978 г. на орбиту радиусом ~ 150 000 км вокруг точки либрации L-1 системы «Земля - Солнце» (эта точка отстоит от Земли на 1,5 млн, км, см. Ежегодник БСЭ 1979 г.). Состав научного оборудования АМС ISEE-C, не рассчитанный на исследования комет, позволит провести изучение упомянутой кометы по огранич. программе.

Перевод АМС ISEE-C с указанной орбиты вокруг точки либрации L-1 на траекторию полета к комете Джакобини- Циннера осуществляется в несколько этапов, которые растянутся на длительный период времени. В июне 1982 г. АМС с помощью бортовых микродвигателей, работающих на продуктах разложения гидразина, была переведена с орбиты вокруг точки либрации на эллиптическую геоцентрическую орбиту с большим эксцентриситетом. Двигаясь по этой орбите, АМС 16 октября 1982 г. пересекла орбиту Луны, а в период с 19 по 25 октября проходила через шлейф магнитосферы Земли, находясь на расстоянии ~ 500 000 км от планеты. Продолжая удаляться от Земли, АМС 22 декабря 1982 г. достигла апогея (1 340 000 км) своей геоцентрической орбиты, после чего снова прошла через шлейф. Информация о шлейфе представляет большой интерес, так как раньше в этой области околоземного пространства исследования с помощью космических аппаратов не проводились. В конце 1983 г., совершив несколько проходов ок. Луны с использованием ее поля тяготения для пертурбационных маневров, AMС должна перейти на траекторию полета к комете Джакобини-Циннера. При точном наведении АМС 11 сентября 1985 г. пройдет через хвост кометы с относительной скоростью 21 км/с. Полагают, что точка прицеливания будет выбрана в 3000 км от ядра, а отклонение от этой точки составит не более ± 1000 км. Расстояние между Землей и кометой при пролете ~71 млн. км. В дальнейшем АМС ISEE-C предполагают использовать в рамках международной программы исследования кометы Галлея, поскольку дважды (31 октября 1985 г. и 28 марта 1986 г.) АМС ISEE-C, Солнце и комета окажутся на одной прямой, причем АМС будет между Солнцем и кометой на расстоянии от кометы 150 млн. км и 34 млн. км. При указанном взаимном расположении с помощью приборов, установленных на АМС, можно будет определить характеристики солнечного ветра, который позже окажет влияние на комету.

АМС ISEE-C решили использовать для исследования с пролетной траектории кометы Джакобини - Циннера. Для этой цели АМС перевели с орбиты вокруг точки либрации L-1 системы «Земля - Солнце» на эллиптическую геоцентрическую орбиту с апогеем 221R_E (R_E - радиус Земли, равный 6370 км). Затем предстояло перевести АМС с этой орбиты на траекторию полета к комете с использованием поля тяготения Луны при проходе АМС около нее («пертурбационные маневры»), а также коррекций орбиты с помощью бортовых микродвигателей. АМС совершила в 1983 г. пять пертурбационных маневров: 30 марта (проход на расстоянии 21 500 км от центра Луны), 24 апреля (24 500 км), 28 сентября (28 700 км), 21 октября (21 600 км) и 22 декабря (1850 км). На коррекции орбиты было израсходовано примерно 20 кг топлива: микродвигатели обеспечили общее приращение скорости ок. 100 м/с. В результате пятого пертурбационного маневра, при котором АМС прошла на расстоянии всего лишь примерно 120 км от поверхности Луны над морем Спокойствия, она получила приращение скорости 940 м/с. Скорость возросла до 2200 м/с, что было достаточно для выхода АМС из поля тяготения Земли. Она движется по гелиоцентрической орбите с перигелием 0,93, афелием 1,03 астрономической единицы и наклонением к плоскости эклиптики 0,1°. Согласно расчетам, двигаясь по такой орбите, АМС сблизится с кометой Джакобини - Циннера, когда та пересечет плоскость эклиптики 11 сентября 1985 г. АМС должна пройти через хвост кометы на расстоянии примерно 5000 км от ядра со скоростью относительно кометы 21 км/с. Навигационная ошибка, как полагают, может составить ±1000 км. Проход на расстоянии менее 3000 км от ядра считают опасным, поскольку АМС была создана без расчета на ее использование для исследования кометы и потому не снабжена экраном для защиты от пылевых частиц. Для коррекции траектории полета к комете потребуется ок. 20 кг рабочего тела для микродвигателей (на борту осталось примерно 40 кг).

АМС ISEE-C. Эта АМС движется по траектории, которая обеспечит 11 сентября 1985 г. пролет на расстоянии ~10 тыс. км от ядра кометы Джакобини-Циннера. В связи с изменением задач этой АМС, которая первоначально предназначалась для исследования солнечно-земных связей, она получила новое название ICE*. Для исследования кометы предполагают использовать 6 из 13 установленных на АМС научных приборов: датчик солнечного ветра, прибор для определения состава плазмы, магнитометр, детектор волн в плазме, датчик протонов высокой энергии и приемник излучения радиодиапазона.

* International Cometary Explorer - аппарат типа «Эксплоpep» для кометных исследований по международной программе.

ICE (ISEE-C). Эта АМС 11 сентября 1985 г. впервые в мире совершила пролет через голову и хвост кометы. Она прошла на расстоянии 7863 км от ядра кометы Джакобини-Циннера с относительной скоростью 21 км/сек. Пребывание АМС в пределах головы кометы продолжалось ~ 20 мин. На расстоянии ~ 187 тыс. км от кометы прибор для исследования волн в плазме зарегистрировал явления, напоминающие прохождение через фронт ударной волны солнечного ветра. Др. приборы таких явлений не обнаружили. Второй раз подобные явления были зарегистрированы на расстоянии~ 135 тыс. км от кометы, причем на этот раз сразу несколькими приборами. Затем АМС вошла в весьма турбулентную область. При входе в голову кометы турбулентность постепенно уменьшилась (температура плазмы упала ниже 100 000° К). При выходе из ионного хвоста наблюдалась обратная последовательность. Подтверждена гипотеза о том, что магнитные силовые линии солнечного ветра огибают препятствие (в данном случае комету) и продолжают движение в том же направлении, образуя вокруг него два поляризованных лепестка. Регистрация ионов высокой энергии началась приблизительно за 6 час до входа АМС в голову кометы. В глубине хвоста кометы АМС регистрировала медленно движущуюся плазму и ионы воды и окиси углерода. Наиболее часто встречающимися были ионы водной группы, и отношение воды к окиси углерода соответствовало прогнозу. В целом непосредственные измерения в голове кометы показали, что основной составляющей кометных тел является водяной лед. Это подтверждает гипотезу о том, что ядра комет состоят изо льда с примесью пылевых частиц, а с приближением кометы к Солнцу лед испаряется, образуя голову и хвост кометы. При погружении в хвост кометы число столкновений с пылевыми частицами достиг ло~1 в секунду. На основании предварительного анализа результатов исследований сделан общий вывод, что кометы - более сложные и динамичные тела, чем предполагали ранее на основе наблюдений с помощью наземных средств. Неожиданными для ученых явились крайне сложная структура, отсутствие классической ударной волны и разнообразные явления высокой энергии.

После пролета ок. кометы Джакобини-Циннера гелиоцентрическая орбита АМС ICE была скорректирована с таким расчетом, чтобы она могла провести измерения солнечного ветра впереди кометы Галлея. 13 октября 1985 г. АМС прошла на расстоянии 140 млн. км от этой кометы, а 28 марта 1986 г. пройдет на расстоянии ~ 30 млн. км. Результаты измерений, сделанных в марте 1986 г., будут сопоставляться с результатами измерений японской АМС «Сакигаке».

ICE. 28 марта прошла на расстоянии ок. 30 млн. км от ядра кометы Галлея со стороны Солнца, что позволило измерить характеристики потока солнечного ветра за сутки до того, как он достиг кометы.