В проекте «Большой тур» гравитационный маневр играл определяющую роль, поскольку изменение направления полета аппарата достигалось фактически без затрат топлива. Но для этого требовалось очень точно выбрать расстояние пролета от центра массы: если аппарат пройдет слишком далеко от планеты, излом его траектории окажется слишком малым, а если очень близко — аппарат может даже развернуться на 180°. Таким образом, гравитационный маневр не только изменяет траекторию аппарата, но и дает выигрыш в энергии.
Для реализации «Большого тура» требовалось особое расположение планет, примерно такое, как в 80-е годы, иначе вся миссия растянулась бы непомерно. Предполагалось, что для посещения пяти внешних планет миссия «Большой тур» потребует нескольких аппаратов: два в 1976–1977 годах должны были быть направлены последовательно к Юпитеру, Сатурну и затем к Плутону. Кстати, выбор времени сближения с Плутоном был критичным как никакой другой: орбита Плутона значительно наклонена к эклиптике, а полет с выходом из плоскости эклиптики представляет задачу сложную и дорогостоящую. Два других аппарата в 1979 году намечалось послать к Юпитеру, Урану и Нептуну Рассматривался даже вариант с пятью аппаратами.
Однако бюджетные ограничения вскоре заставили изменить, а затем и существенно урезать проект. Лунная экспедиция «Аполлон» обошлась слишком дорого, и проект «Маринер — Юпитер — Сатурн-77», в дальнейшем переименованный в «Вояджер», оказался намного скромнее «Большого тура». Стоимость проекта составила 250 млн долларов, или 1/3 намечавшейся стоимости «Большого тура». Все расходы по проекту, учитывающие ракеты запуска, весь наземный радиокомплекс и операции сближения, включая сближение с Нептуном, составили 865 млн долларов. Новый вариант уже не предусматривал ни такого количества аппаратов, ни посещения Урана, Нептуна и Плутона.
«Вояджер» представляет собой довольно крупное сооружение. Это высокоавтономный робот, оснащенный собственными энергетическими установками, ракетными двигателями, компьютерами, системами радиосвязи и управления, научными приборами для исследования внешних планет. Масса аппарата — 815 кг.
Ограничение задач позволило значительно снизить требования к надежности компонентов и стоимости не только бортового, но и наземного оборудования. В самом деле, для радиосвязи на фантастические расстояния (орбита Нептуна — 4,5 млрд км от Земли) требовалось создать сеть гигантских радиотелескопов, каждый из которых представляет очень дорогое сооружение. Фактически такая сеть была создана, но намного позднее. Уже к моменту сближения «Вояджера-2» с Ураном радиотелескопы с диаметром поворотной антенны 64 м для приема сигналов из дальнего космоса были установлены в США, Испании и Австралии.
Через полтора года после Юпитера, 12 ноября 1980 года, «Вояджер-1» достиг Сатурна. Чтобы сблизиться с его спутником Титаном, имеющим плотную атмосферу и представляющим особый научный интерес, аппарат прошел сравнительно низко над Южным полюсом Сатурна и круто изменил свою траекторию.
Сближение с Титаном произошло, как и намечалось, но это был конец планетной миссии «Вояджера-1». Аппарат стал все выше подниматься над плоскостью эклиптики. На 1990 год он ушел «вверх» уже почти на 3 млрд км. Как известно, планетных тел здесь нет.
«Вояджер-2» достиг Сатурна почти на год позже, 25 августа 1981 года, и провел исследования планеты и ее многочисленных спутников. После гравитационного маневра в плоскости эклиптики он был направлен к Урану. Сближение с Ураном произошло 24 января 1986 года. Снова исследования планет и спутников, снова маневр.
24 августа 1989 года аппарат достиг «последней остановки» — Нептуна. Подобно спутнику Сатурна Титану спутник Нептуна Тритон давно привлекал внимание исследователей. Последний маневр «Вояджера-2» позволил исследовать Тритон.
Теперь «Вояджер-2» уходит из Солнечной системы, но не в том направлении, в котором идет «Вояджер-1». К осени 2006 года «Вояджер-1» улетел от Солнца на расстояние в 100 ае. Таким образом, двойная карликовая планета Плутон — это единственный из миров Солнечной системы, который пока не дождался земных гостей (и по-видимому, уже не дождется до середины XXI века). Заметим, что из-за большого эксцентриситета орбиты Плутон до конца XX века находился ближе к Солнцу, чем Нептун.
ЛЕГКО ЛИ БЫТЬ МАШИНОЙ?В некоторых источниках рассматривается возможность существования машинной цивилизации. Попробуем представить те сложности, которые возникнут при создании роботов. Разумеется, многие проблемы в этой области уже известны. Но если речь идет о самоуправляемой организации машин, то стоит помнить, что некий координатор действий должен обеспечивать согласованную работу отдельных структур.