В 1961 году Лаборатория реактивного движения (JPL) в Пасадене, штат Калифорния, лаборатория, управляемая Калифорнийским технологическим институтом по контракту с НАСА, начала изучение, программы «Вояджер» - роботизированного космического зонда для исследования Марса и Венеры в конце 1960-х и 1970-х гг. Штаб-квартира НАСА официально одобрила проект "Вояджер" в 1964 году.
В январе 1967 года Управление космической науки НАСА опубликовало 26-страничную брошюру в рамках своих усилий по переходу программы «Вояджер» от планирования к разработке. Брошюра представляла собой презентацию, предназначенную для членов Конгресса и других лиц, которые должны были поддержать программу «Вояджер», если она станет частью программы по исследования планет на 1970-е годы.
В предисловии к брошюре Гомер Ньюэлл, помощник администратора НАСА по космической науке , объяснял, что ракета выбранная для запуска «Вояджера», это «Сатурн-5». Одна трехступенчатая ракета «Сатурн-5» запустит к Марсу два 12-тонных космических зонда «Вояджер». Для сравнения, космический аппарат Маринер IV - Марс, запущенный на ракете Атлас-Аджена D в ноябре 1964 года, весил всего 260,4 килограмма. Ньюэлл писал, что:
Успехи, уже достигнутые в 1960-х годах с беспилотными аппаратами ограниченного веса и мощности говорят о большой исследовательской работе, которая нам предстоит... С появлением «Вояджера» возможности США по исследованию планет вырастут на несколько порядков. «Вояджер» вполне может стать средством, с помощью которого человек впервые узнает о внеземной жизни.
В брошюре, НАСА отдает предпочтение Марсу, а не Венере в качестве первой цели исследования «Вояджера», потому что «высокая температура поверхности Венеры делает существование внеземной жизни менее вероятным, чем на Марсе», и потому что тонкая, обычно прозрачная марсианская атмосфера способствует детальному сканированию ее поверхностных с орбиты. Кроме того, «когда-нибудь станут возможны пилотируемые высадки на Марс, тогда как посадка на Венере была невозможной».
В брошюре, "Вояджер" был включен в эволюционную программу роботизированных исследований, разработанную для того, чтобы воспользоваться возможностями перелета с Земли на Марс, которые происходят каждые 26 месяцев. "Маринер IV", пролетевший мимо Марса 14-15 июля 1965 года, стал первой миссией в этой программе. В конечном итоге открытия "Маринера IV", подорвали поддержку "Вояджера".
«Маринер-4» находясь позади планеты и передавая радиосигнал через атмосферу позволил ученым, работающим на Земле, измерить атмосферное давление Марса. Основываясь на степени преломления сигнала, ученые определили, что давление на Марсе составляет менее 1% от давления на уровне моря на Земле, хотя изначально предполагалось что оно было , около 10% от давления на уровне моря на Земле.
Первые миссии «Вояджеров» должны были состоятся в 1973 году. Посадочный модуль «Вояджер» с питанием от батареи и массой до 390 килограммов будет искать жизнь и наблюдать за изменениями в месте посадки в течение нескольких дней, а орбитальный аппарат «Вояджер» на солнечных батареях будет наблюдать сезонные изменения в масштабе планеты в течение нескольких месяцев.
Орбитальные и посадочные аппараты «Вояджер-1975» будут оснащаться радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (РИТЭГ) для выработки электроэнергии. Это позволило бы спускаемым аппаратам находится на поверхности Марса в течение одного марсианского года (около двух земных лет). Достаточно долго, чтобы они могли наблюдать сезонные изменения на своих посадочных площадках. Посадочный аппарат был весом до 499 килограммов. В 1977 и 1979 годах миссии «Вояджер» должны были включать в себя запуск посадочного модуля и биологические эксперименты, специально разработанные для изучения любых живых организмов, обнаруженных в 1973 и 1975 годах. Спускаемый аппарат «Вояджер» в 1977 и 1979 годах был массой до 680 килограмм.
«Вояджеры» будут стартовать со стартовых площадок 39-го комплекса Космического центра Кеннеди, построенных НАСА для запусков «Аполлон-Сатурн-5». Ракеты «Вояджер Сатурн-5» будут идентичны лунным ракетам в программе «Аполлон». Каждая из них будет состоять из первой ступени S-IC с пятью двигателями F-1, второй ступени S-II с пятью двигателями J-2 и третьей ступени S-IVB с одним двигателем J-2. Два космических аппарата в связке с посадочными модулями будут размещены на третьей ступени ракеты.
Во время многомесячного межпланетного путешествия «Вояджеры-близнецы» должны были быть повернуты солнечными батареями к Солнцу. Они будут использовать двигатели коррекции курса, чтобы выйти на траекторию полета к Марсу. Поскольку «Вояджеры» будут корректировать курс в разное время, они прибудут на Марс с интервалом в 10 дней. Когда каждый «Вояджер» приближался к Марсу, он запускал свой ракетный двигатель, чтобы замедлиться, и выйти на эллиптическую орбиту вокруг Марса. Начальная высота перицентра (нижняя точка орбиты) будет находиться на высоте около 1127 километров над планетой, в то время как апоцентр (высокая точка) будет располагаться на высоте 22 660 километров.
После выведения на орбиту инструменты орбитального аппарата будут развернуты в сторону Марса, чтобы получить изображения потенциальных мест для посадки «Вояджера». После того, как ученые и инженеры на Земле определяли место посадки, 2,5-тонный посадочный зонд «Вояджер» должен был отделится от орбитального корабля. Аэродинамическое торможение с использованием конического теплового экрана диаметром 6,1 метра снижало скорость аппарата до 305-122 метров в секунду. По достижению высоты 4570 метров, теплозащитный экран отделялся, затем раскрывались парашюты и запускались посадочные двигатели.
Посадочный зонд миссии 1973 года должен был включать в себя научное оборудование общей массой 136 килограмм. В течение нескольких дней он должен будет искать воду и жизнь, измерять космическую и солнечную радиацию, изучать атмосферу, измерять количество пыли в марсианском воздухе.
Орбитальный аппарат миссии 1973 года, в свою очередь, будет включать в себя научные приборы общей массой 181 килограмм, которые будут использоваться для детального картографирования Марса и поиска изменений поверхности с течением времени, определения состава поверхности и измерения солнечной и космической радиации. Орбитальный аппарат также будет действовать как марсианский метеорологический спутник. Он будет использовать свой главный двигатель для изменения высоты и наклона своей орбиты несколько раз в течение двухлетнего срока службы, что позволит детально изучить большую часть Марса.
Конгресс отказался финансировать программу «Вояджер» в 1968 финансовом году, отчасти потому, что она стал рассматриваться как подготовка к дорогостоящей программе пилотируемого полета к Марсу и Венере после «Аполлона», а также потому, что пожар на «Аполлоне-1» (27 января 1967 года) подорвал доверие к НАСА. Агентство официально отказалось от своих планов по созданию «Вояджера» в сентябре 1967 года.
Однако в 1968 году Конгресс согласился финансировать программу «Викинг» в 1969 финансовом году. Как и «Вояджер», «Викинг» будет делать упор на поиск жизни и будет использовать два космических корабля, каждый из которых будет включать посадочный модуль и орбитальный аппарат. Однако, в отличие от своего злополучного прародителя, «Викинг» не претендовал на то, чтобы стать предшественником пилотируемой миссии на Марс. Кроме того, миссии «Викинг» будут управляться Исследовательским центром НАСА в Лэнгли, а не Лабораторией реактивного движения, хотя последние будут строить орбитальные аппараты «Викинг». Многие интерпретировали это как упрек Конгресса в сторону Лаборатории реактивного движения.
Аппараты-близнецы "Маринер-6" и "Маринер-7" пролетели мимо Марса в 1969 году, а "Маринер-9" совершил облет планеты в 1971-1972 годах. 20 августа 1975 года НАСА запустило "Викинг-1" на ракете "Титан-III" с разгонным блоком "Кентавр". Орбитальный аппарат "Викинг-1" на базе зонда "Маринер", работающий на солнечных батареях, и посадочный модуль, работающий от РИТЭГ, при запуске весили вместе около 2,56 тонны. Орбитальный аппарат "Викинг-1" весил около 898,1 килограмм.
Посадочный модуль «Викинг-1» , успешно совершил посадку на Марс 20 июля 1976 года. После приземления спускаемый аппарат имел массу около 598,7 кг, из нее 42,2 кг составили научные приборы. «Викинг-2» стартовал 9 сентября 1975 года, а его посадочный модуль приземлился 3 сентября 1976 года.
В 1977 году НАСА и JPL применили название «Вояджер», к двум космическим аппаратам миссии «Юпитер-Сатурн» (первоначально миссия называлась «Маринер Юпитер-Сатурн-77»). «Вояджер-2» покинул Землю первым, 20 августа 1977 года. «Вояджер-1» был запущен 16 дней спустя, 5 сентября. «Вояджер-1» обогнал «Вояджер-2» 19 декабря 1977 года, когда космический аппарат-близнец пересекал пояс астероидов между Марсом и Юпитером.
«Вояджер-1» пролетел мимо Юпитера на расстоянии 349 000 километров 5 марта 1979 года. «Вояджер-2» последовал за ним и 9 июля 1979 года, пролетел мимо Юпитера на расстоянии 570 000 километров. 12 ноября 1980 года «Вояджер-1» пролетел мимо Сатурна, своей последней запланированной цели, на расстоянии 124 000 километров. «Вояджер-2» пролетел мимо Сатурна на расстоянии 101 000 километров 25 августа 1981 года. К тому времени было принято решение добавить Уран и Нептун в список целей «Вояджера-2». 24 января 1986 года космический аппарат пролетел мимо Урана на расстоянии 81 500 километров, а 25 августа 1989 года пролетел мимо Нептуна на расстоянии всего 4951 километр. «Вояджер-1» стал первым космическим аппаратом, вышедшим за пределы гелиосферы, в августе 2012 года. «Вояджер-2» присоединился к нему в ноябре 2018 года.
Ну а на этом на сегодня всё. Спасибо за внимание!
