Покинуть Солнечную систему и улететь к звездам очень сложно. Сначала, истратив немало топлива, надо взлететь над Землей в космос. При этом ваша скорость относительно Земли может оказаться нулевой, но если вы взлетели вовремя и в нужном направлении, то относительно Солнца вы будете лететь вместе с Землей, с ее орбитальной скоростью относительно Солнца 30 км/с.
Вовремя включив дополнительный двигатель и увеличив скорость еще на 17 км/с относительно Земли, относительно Солнца вы получите скорость 30 + 17 = 47 км/с, которая называется третьей космической. Она достаточна, чтобы безвозвратно покинуть Солнечную систему. Но топливо для рывка в 17 км/с доставлять на орбиту дорого, и ни один космический аппарат до сих пор не развивал третью космическую скорость и не покидал Солнечную систему таким способом. Самый быстрый аппарат «Новые горизонты» полетел к Плутону, включив дополнительный двигатель на орбите Земли, но развил скорость только в 16,3 км/с.
Более дешевый способ покинуть Солнечную систему — разогнаться за счет планет, сближаясь с ними, используя их как буксиры и постепенно наращивая скорость около каждой. Для этого нужна определенная. конфигурация планет — по спирали — чтобы, расставаясь с очередной планетой, лететь именно к следующей. Из-за медлительности самых далеких Урана и Нептуна такая конфигурация возникает редко, примерно раз в 170 лет. Последний раз Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун выстроились в спираль в 1970-е годы. Американские ученые воспользовались этим построением планет и отправили за пределы Солнечной системы космические аппараты: «Пионер-10» (Pioneer 10, стартовал 3 марта 1972 года), «Пионер-11» (Pioneer 11, стартовал 6 апреля 1973), «Вояджер-2» (Voyager 2, стартовал 20 августа 1977) и «Вояджер-1» (Voyager 1, стартовал 5 сентября 1977).
Все четыре аппарата к началу 2015 года удалились от Солнца на границу Солнечной системы. «Пионер-10» имеет скорость 12 км/с относительно Солнца и находится от него на расстоянии около 113 а. е. (астрономических единиц, средних расстояний от Солнца до Земли), что составляет приблизительно 17 млрд км. «Пионер-11» — со скоростью 11,4 км/с на расстоянии 92 а.е., или 13,8 млрд км. «Вояджер-1» — со скоростью около 17 км/с на расстоянии 130,3 а.е., или 19,5 млрд км (это самый далекий от Земли и Солнца объект, созданный людьми). «Вояджер-2» — со скоростью 15 км/с на расстоянии 107 а. е„ или 16 млрд км. Но до звезд этим аппаратам лететь еще очень далеко: соседняя звезда Проксима Центавра находится дальше аппарата «Вояджер-1» в 2 000 раз. Нельзя забывать, что звезды маленькие, а расстояния между ними большие. Поэтому все аппараты, не запущенные специально к конкретным звездам (а таких пока нет), вряд ли вообще когда-нибудь пролетят рядом со звездами. Конечно, по космическим меркам «сближениями» можно считать: пролет «Пионера-10» через 2 миллиона лет в будущем на расстоянии несколько световых лет от звезды Альдебаран, «Вояджера-1» — через 40 тысяч лет в будущем на расстоянии двух световых лет от звезды АС+79 3888 в созвездии Жирафа и «Вояджера-2» — через 40 тысяч лет в будущем на расстоянии двух световых лет от звезды Росс 248.
Важно знать:
Третья космическая скорость — минимальная скорость, которую надо придать объекту около Земли для того, чтобы он покинул Солнечную систему. Равна 17 км/с относительно Земли и 47 км/с относительно Солнца.
Солнечный ветер — поток энергичных протонов, электронов и других частиц от Солнца в космическое пространство.
Гелиосфера — область пространства около Солнца, где солнечный ветер, двигаясь со скоростью порядка 300 км/с, является наиболее энергичной составляющей космической среды.
Все, что человек узнает о космосе за пределами Солнечной системы, он узнает, анализируя излучение (свет) и гравитацию космических объектов. При этом приходится делать много допущений. Например, масса черной дыры определяется, предполагая массы кружащих вокруг нее звезд. Их массы предполагаем, считая, что эти звезды похожи на Солнце.
«Пионеры» и «Вояджеры» — единственные пока эксперименты безо всяких допущений, организованные человеком на краю (а в будущем — и за пределами) Солнечной системы. Прямой эксперимент — это совсем другое дело! Мы знаем массы этих аппаратов — человек их изготовил, поэтому мы точно вычисляем массу любого объекта, который влияет на аппараты. Вы скажете: «Таких нет, аппараты летят в межпланетной и межзвездной пустоте». Но оказалось, что это не пустота: даже пылинки, стучащие по аппаратам, существенно меняют их траекторию. В уникальных экспериментах всегда много мистики, ее полно и в истории «Пионеров» и «Вояджеров».
Каких успехов достигли «Вояджер» и «Пионер» в пути на край Солнечной системы
По дороге на край Солнечной системы «Пионер-10» исследовал астероиды и стал первым аппаратом, пролетевшим около Юпитера. И сразу озадачил ученых: энергия, излучаемая Юпитером в космос, оказалась в 2,5 раза больше энергии, получаемой Юпитером от Солнца.
А крупнейшие спутники Юпитера оказались состоящими не из камней, а преимущественно изо льда. После 2003 года связь с «Пионером-10» потеряна. «Пионер-11» также исследовал Юпитер, а затем стал первым космическим аппаратом, исследовавшим Сатурн. В 1995 году связь с «Пионером-11» потеряна.
Аппараты «Вояджер» работают до сих пор и сообщают ученым о состоянии космоса вокруг них. После 37 лет полета! Забота, с которой зонды делали здесь, на Земле, тоже сыграла свою роль в успехе миссии. Когда основной и дополнительный приемники на «Вояджере-2» отказали спустя год от начала миссии, земная команда активировала резервную систему, которая работает и по сей день. В 2010 году, получив искаженное сообщение от зонда, команда провела тщательный дамп памяти, используя один из резервных компьютеров, и выяснила, что один бит в программе изменился с 0 на 1. Перезагрузка программы все исправила.
Никто не рассчитывал на столь долгую работу: пришлось даже перепрограммировать счет времени внутри бортовых компьютеров «Вояджеров» — он не был рассчитан на даты после 2007 года. Внутри аппаратов энергию вырабатывают радиоизотопные генераторы, использующие ядерную реакцию распада плутония-238 — как в атомных электростанциях.
Основная аппаратура оказалась надежнее, чем предполагали создатели. Главная проблема — угасание радиосигналов связи с удалением аппаратов. Сейчас сигнал от аппаратов до Земли идет (со скоростью света) более 16 часов! Но антенны дальней космической связи, гигантские «тарелки» размером почти с футбольное поле, умудряются ловить сигналы «Вояджеров». Мощность передатчика «Вояджера» 28 Вт, примерно в 100 раз мощнее мобильного телефона. А падает мощность сигнала пропорционально квадрату расстояния. Легко сосчитать, что слышать сигнал «Вояджеров» — это как слышать мобильник с Сатурна (безо всяких станций сотовой связи!).
По пути на край Солнечной системы «Вояджеры» пролетели мимо Юпитера и Сатурна и получили детальные снимки их спутников. «Вояджер-2» пролетел, кроме того, мимо Урана и Нептуна, став первым и единственным пока аппаратом, посетившим эти планеты. «Вояджеры» подтвердили загадки, открытые «Пионерами»: многие спутники Юпитера и Сатурна оказались не только ледяными, но и, видимо, содержащими водоемы подо льдом.
Граница Солнечной системы
Границу Солнечной системы можно определять по-разному. Гравитационная граница проходит там, где притяжение Солнца уравновешивается притяжением Галактики — на расстоянии примерно 0,5 парсека, или 100000 а.е. от Солнца. Но изменения начинаются гораздо ближе. Мы точно знаем, что дальше Нептуна пока не обнаружено действительно крупных планет (возможно что их там и нет) , но есть несколько карликовых и много небольших астероидов - транснептунов, а также кометы и прочие малые тела Солнечной системы, состоящие в основном изо льда. Видимо, на расстоянии от 1000 до 100000 а.е. от Солнца Солнечную систему со всех сторон окружает рой комочков снега, комет — так называемое Облако Оорта. Возможно, оно простирается до соседних звезд. И вообще снежинки, пылинки и газы, водород и гелий, вероятно, являются типичными составляющими межзвездной среды. Это значит, что между звездами — не пусто!
Важно знать:
Граница ударной волны — граничная поверхность внутри гелиосферы вдали от Солнца, где происходит резкое замедление солнечного ветра из-за его столкновения с межзвездной средой.
Гелиопауза — граница, на которой солнечный ветер полностью тормозится галактическим звездным ветром и другими компонентами межзвездной среды.
Галактический звездный ветер (космические лучи) — аналогичные солнечному ветру потоки энергичных частиц (протонов, электронов и других), возникающие в звездах и пронизывающие нашу Галактику.
Еще одну границу определяет солнечный ветер, поток энергичных частиц от Солнца: область, где он господствует, называется гелиосферой. Такой ветер создают и другие звезды, поэтому где-то солнечный ветер должен встречаться с налетающим на Солнечную систему объединенным ветром звезд Галактики — галактическим звездным ветром, или по-другому космическими лучами. В столкновении с галактическим звездным ветром солнечный тормозится и теряет энергию. Куда она девается, не совсем ясно. В этом столкновении ветров должны возникать загадочные явления, с которыми в последние годы как раз встречаются аппараты «Вояджер».
Как и ожидали ученые, на некотором расстоянии от Солнца солнечный ветер начал стихать — это так называемая граница ударной волны, граница гелиосферы. Аппарат «Вояджер-1» пересекал ее несколько раз, т.к. она оказалась очень запутанной. К декабрю 2010 года на расстоянии 17,4 млрд км от Солнца для «Вояджера-1» солнечный ветер стих совершенно. Вместо него почувствовалось мощное дуновение межзвездного, галактического ветра: к 2012 году в 100 раз возросло число электронов, сталкивающихся с аппаратом со стороны межзвездного пространства. Соответственно, проявился мощный электрический ток и создаваемое им магнитное поле. Видимо, «Вояджер-1» достиг гелиопаузы. Однако, вопреки ожиданиям, аппарат обнаруживает не четкую границу двух сталкивающихся потоков частиц, а хаотическое нагромождение огромных пузырей. Потоки частиц на их поверхностях создают мощные электрические токи и магнитные поля.
«Вояджер» и «Пионер» - послания инопланетному разуму
Все упомянутые аппараты несут послания для инопланетян. На борту «Пионеров» закреплены металлические пластины, на которых схематически изображены: сам аппарат; в том же масштабе — мужчина и женщина; два атома водорода как мера времени и длины; Солнце и планеты ; траектория аппарата с Земли мимо Юпитера и своеобразная космическая карта, на которой показаны направления с Земли, 14 пульсаров и центр Галактики. Пульсары, быстро вращающиеся нейтронные звезды, в Галактике довольно редки, а частота их излучения является уникальной характеристикой, своеобразным «паспортом» каждого из них. Эта частота закодирована на табличке «Пионеров». Следовательно, космическая карта с пульсарами однозначно покажет инопланетянам, где в Галактике находится Солнечная система. Более того, со временем частота пульсара меняется вполне закономерно, и, сверив текущую частоту с указанной на карте, инопланетяне смогут определить, сколько времени прошло с момента запуска найденного ими аппарата «Пионер».
На борту аппаратов «Вояджер» установлены золотые пластинки в футлярах. На пластинках записаны звуки Земли (ветер, гром, сверчки, птицы, поезд, трактор и т.д.), приветствия на разных языках (по-русски «Здравствуйте, приветствую вас»), музыка (Бах, Чак Берри, Моцарт, Луи Армстронг, Бетховен, Стравинский и фольклор) и 122 изображения (по математике, физике, химии, планетам, анатомии человека, жизни людей и т. д. — полный список можно найти на сайте НАСА - ЗДЕСЬ
Прилагается устройство для воспроизведения этих звуков и изображений. На футляре пластинок — рисунок, в котором закодированы: два атома водорода для масштаба времени и длины; та же космическая карта с пульсарами и объяснение, как воспроизвести звуки и изображения.
Золотая Запись на борту «Вояджера»: 117 изображений Земли, приветствие на 54 языках, земные звуки
Золотая пластинка с композициями и звуками Земли
Аномалия «Пионеров»
В 1997 году, через несколько месяцев после исчезновения сигнала «Пионера-11», один из ученых, анализируя данные, вскочил с кресла с криком: «Нас не пускают за пределы Солнечной системы!». Он обнаружил торможение аппарата после пересечения им орбиты Юпитера. У «Пионера-10» и долетавших до Юпитера аппаратов «Улисс» (Ulysses) и «Галилео» (Galileo) нашли такое же торможение. Только «Вояджеры» торможения не испытывали, поскольку при малейшем отклонении от графика полета разгонялись двигателями.
Известные законы физики не давали ответа на вопрос о причинах происходящего — было даже выдвинуто предположение, что данное явление противоречит общей теории относительности Эйнштейна. Возможно, на спутники воздействует "темная материя"! Речь идет об искривлении пространства, что означает фактически переход в иное измерение! Так ликовали любители научной фантастики, получившие массу пищи для ума.
Особый ажиотаж вокруг торможения «Пионеров» поднялся, когда выяснилось, что оно равно постоянной Хаббла, умноженной на скорость света. Выходит, что аппараты теряют энергию (тормозятся) точно так же, как частицы излучения (фотоны). И версия № 1: если фотоны теряют энергию из-за расширения Вселенной, значит, и «Пионеры» по той же причине. Другие объяснения: 2) ученые не учли какой-то вполне прозаичный источник потерь энергии (тогда, правда, совпадение с постоянной Хаббла чисто случайное) или 3) Вселенная наполнена субстанцией, отнимающей энергию при движении сквозь нее как у «Пионеров», так и у фотонов.
По космическим меркам «торможение «Пионеров» — очень маленькая величина: 1/1 ООО ООО ООО м/с2. Каждые сутки аппарат пролетает на 1,5 километра меньше, чем положенный миллион километров! Чтобы это объяснить, ученые 15 лет пытались учесть все остальные потери энергии и вещества, все силы, действующие на аппараты. Но поиски объяснения № 2 провалились. Правда, американский ученый Слава Турищев обнаружил, что тепло рассеивается аппаратами преимущественно в сторону от Солнца, т.е. в тень,— это и является непосредственной причиной торможения «Пионеров». Частица теплового излучения (фотон) имеет импульс, следовательно, покидая объект, излучение создает реактивную тягу в противоположном направлении (на этом основаны проекты аннигиляционных фотонных двигателей для межзвездных ракет). Но загадкой осталось, ЧТО именно заставляет аппараты так рассеивать тепло? И главное — аппараты разной конструкции!
Сборка «Пионер 10»
Анализируя, с чем вообще в, казалось бы, пустом космосе взаимодействуют аппараты, ученые обнаружили, что по ним довольно часто стучат космические пылинки и льдинки. Приборы смогли определять направление и силу этих ударов. Оказалось, что Солнечную систему пронизывают мелкие твердые частицы двух сортов: одни летят вокруг Солнца, другие — к Солнцу из межзвездных далей. Именно вторые тормозят космические аппараты. При ударе кинетическая энергия пылинки становится внутренней, т.е.— теплом. Если пылинка остановлена аппаратом (что логично), то весь ее импульс передается аппарату. А ее энергия рассеивается в направлении ее прилета, т.е. в направлении от Солнца. Аппараты зарегистрировали немало ударов сравнительно крупными пылинками — порядка 10 микрон. И для объяснения торможения «Пионеров» им достаточно стукаться о такие пылинки в среднем каждые 10 км пути. Именно такую плотность пыли в межзвездном космосе увидели современные инфракрасные телескопы.
Вообще внешние области Солнечной системы (за Сатурном) оказались запылены, заснежены и загазованы гораздо сильнее, чем внутренние. Около Солнца пылинки, снежинки и газ когда-то слиплись в планеты, спутники и астероиды. Немало вещества осело и на Солнце. Но большинство пылинок, льдинок и атомов газов было изгнано Солнцем на периферию системы. К тому же, на периферию проникает межзвездная пыль, рождающаяся в оболочках других звезд. Значит, за Нептуном и далее в межзвездном и межгалактическом пространстве пылинок, льдинок и газа должно быть еще больше. Вполне возможно, что межзвездная среда, равномерно заполняющая Вселенную, действительно отнимает энергию как у космических аппаратов, так и у фотонов. Основную роль при этом играют крупные (10 микрон) пылинки и льдинки, а также молекулы водорода, которые другим образом себя не проявляют.
«Вояджер-1» движется по гиперболической траектории, то есть, он никогда не вернётся в Солнечную систему под действием гравитационного притяжения Солнца.
Команда ученых регулярно обновляет систему управления для обеспечения оптимального использования ресурсов зондов во время их активной работы. Только за юпитерианскую фазу «Вояджера-1» это сделали 18 раз. Возьмем, к примеру, передачу данных. Когда «Вояджеры» облетали Юпитер и Сатурн, зонды были достаточно близки к Земле, чтобы послать несжатое изображение и другие данные на относительно высокой скорости передачи: 115 000 и 45 000 бит в секунду соответственно. Но поскольку сила сигнала изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния между передатчиками, во время исследования Урана «Вояджер-2» передавал данные со скоростью 9000 бит/сек. У Нептуна число упало до 3000, тем самым уменьшив количество фотографий и данных, которые можно отправить домой.
Большинство резервных компьютеров включаются в работу, когда основная терпит крушение. Однако одна из вспомогательных систем зондов была активирована и работала совместно с основной. Это позволило отправлять 640-килобайтные изображения Урана с потерей качества после сжатия всего до 256 килобайт.
Как говорится, все гениальное — просто. Команда Стоуна экипировала зонды передовым аппаратным обеспечением под названием дешифратор Рида — Соломона. Устройство значительно снижает уровень погрешности, мешающий корректному прочтению сообщений в случае потерь отдельных битов. Первоначально «Вояджер» использовал старую и хорошо проверенную систему, которая отсылала один бит, «корректирующий ошибки», на каждый бит в сообщении. Дешифратор Рида — Соломона правил одним битом пять других. Забавно то, что в 1977 году способ дешифрации скорректированных данных по методу Рида — Соломона еще не существовал. К счастью, к тому времени, когда «Вояджер-2» достиг Урана в 1986 году, все было готово.
Радиоизотопные термоэлектрические генераторы на основе плутония-238 будут поддерживать работу инструментов минимум до 2021 года. А к 2025 году после почти полувекового путешествия туда, где нет ничего человеческого, команда отключит зонды и будет сообщаться с ними в немного сентиментальной односторонней манере, чтобы «Вояджеры» верно шли своим курсом. И они будут лететь все дальше и дальше во тьму.
«Вояджер-1» несет достаточно ядерного топлива, чтобы продолжать служить во благо науки до 2025 года, а после смерти плыть по течению. По своей нынешней траектории зонд в конце концов должен оказаться в 1,5 световых годах от нас у звезды Camelopardalis в северном созвездии, которое выглядит чем-то средним между жирафом и верблюдом. Никто не знает, есть ли планеты возле этой звезды и обоснуют ли инопланетяне там резиденцию к моменту прибытия зонда.
«Вояджер-1»
«Вояджер-2»
Миссия «Вояджера-2» первоначально включала изучение только Юпитера и Сатурна, а также их спутников. Траектория полёта также предусматривала возможность пролёта мимо Урана и Нептуна, которая была успешно реализована. В марте 2005 года «Вояджер-2» находился на расстоянии 11,412 млрд км от Земли. Скорость удаления из Солнечной системы — 494 млн км в год (около 15 км/с, или 0,005 % от скорости света).
Аппарат идентичен «Вояджеру-1». За счёт гравитационного манёвра у Юпитера, Сатурна и Урана «Вояджер-2» смог на 20 лет сократить срок полёта к Нептуну (по сравнению с прямой траекторией с Земли). Через 10—20 лет зонд выйдет за пределы Солнечной системы и окажется в межзвёздном пространстве. Пройдя через границы гелиопаузы, зонд навсегда потеряет связь с Землёй — мощности передатчика не хватит для приёма сигнала на Земле. Через 40 000 лет «Вояджер-2» пройдёт на расстоянии 1,7 светового года от звезды Росс 248. Примерно через 296 тыс. лет «Вояджер-2» разойдётся с Сириусом на расстоянии 4,3 св. года. «Вояджер-2» - единственный аппарат, пролетевший вблизи Нептуна - 24 августа 1989 года аппарат пролетел в 48 тыс. км от поверхности Нептуна.
Фотография Тритона, спутника Нептуна, «Вояджер 2», 1989 год
Знаменитый снимок Земли «Pale Blue Dot» 1990 года: последняя миссия «Вояджера-1». 6 миллиардов километров
Изображения Урана: «Вояджер-2», июнь 1986 года, и одно из последних
Изображение Юпитера, сделанное «Вояджером-1» в апреле 1979 года
Главные научные результаты сближения "Вояджеров" с Юпитером
1. Детальные изображения Юпитера показывают сложную динамику атмосферы с мощными зональными течениями, до 300 км/ч. Большое Красное пятно представляет одиночный долгоживущий вихрь сложного характера и антициклонического направления с повышенным давлением. В атмосфере присутствуют сверхмолнии.
2. Состав атмосферы: гелий 11 % (объемных), или 20% массы, почти все остальное водород. Это очень близко к составу Солнца и подобных ему звезд. Подтверждено присутствие метана, аммиака, водяного пара и некоторых сложных молекул.
3. Магнитосфера Юпитера, самая протяженная в Солнечной системе, в 10 раз больше диаметра Солнца. Она содержит в основном ионы водорода, но присутствуют также ионы кислорода и серы, выбрасываемые, по-видимому, со спутника Ио. На орбите последнего находится более плотный плазменный тор, излучающий ультрафиолетовые и радиоэмиссии. Ио связан сильными электрическими токами с ионосферой Юпитера. Магнитное поле планеты имеет сложный характер. Максимальная напряженность поля достигает 12-14 Э (у полюсов).
4. Юпитер излучает в космос намного больше энергии, чем получает от Солнца. Источник - реликтовое тепло. Его мощность близка к 1018 Вт.
5. Обнаружено слабое кольцо Юпитера.
6. Подробно исследованы галилеевы спутники. Ио имеет более десяти действующих вулканов, поверхность планеты состоит по-видимому, из серы и диоксида серы. Спутник Европа покрыт мощной ледяной корой, под которой, возможно, существует глобальный океан. Ганимед, самый крупный спутник в Солнечной системе, имеет развитую тектонику, подобную тектонике плит Земли. По диаметру он больше Меркурия.
7. Переданы 33 тысячи изображений Юпитера и его спутников.
Главные научные результаты сближения "Вояджеров" с Сатурном
1. Атмосферные детали подобны наблюдаемым на Юпитере. Они представляют чередующиеся темные пояса и светлые зоны. Скорость на экваторе достигает 1500 км/ч. Имеется "овал", подобный Большому Красному пятну на Юпитере. Обнаружены быстрые течения "ленточного" вида.
2. Состав атмосферы: 6 % (объемных) гелия, почти все остальное-водород. Предполагается, что "недостающая" половина гелия утонула в ядре планеты, как более тяжелая составляющая. На это же указывает более мощное, чем у Юпитера, собственное тепловое излучение Сатурна. В числе малых компонентов атмосферы: аммиак, метан, фосфин, этан, ацетилен, метилацетилен и пропан.
3. Период вращения, найденный по периодичности радиошумов, составляет 10 ч 39 мин 15 с. Магнитное поле несколько сильнее земного. Ось диполя почти параллельна оси вращения планеты. Имеются северные сияния, а также мощные эмиссии в ультрафиолете (в более низких широтах).
4. Шесть колец, известных еще до полета "Вояджеров" состоят из бесчисленных индивидуальных "колечек". Наблюдались споки - особые образования на кольцах. Кольца обладают сложной, меняющейся динамикой. Обнаружены "пасгухи" кольца Р и других колец.
5. Открыты восемь новых спутников. Ранее известные спутники Сатурна состоят, в основном, из льда.
6. Спутник Титан с плотной азотно-метановой атмосферой имеет диаметр 5150 км. В его атмосфере (и, по видимому, на поверхности) присутствуют гидрокарбонаты. Давление у поверхности около 1,5 бар, температура около 100 К.
Главные научные результаты сближения "Вояджера-2" с Ураном
1. Облачный слой Урана содержит очень мало контрастных деталей. Динамика атмосферы образует зональные течения, симметричные относительно оси вращения планеты. Температуры полярного и экваториальных районов почти одинаковы (56 К). Это указывает на превалирующую роль внутренних источников энергии. Скорость зональных течений очень высока. На широте-70° наблюдалось течение прямого направления (в сторону вращения планеты) со скоростью 700 км/ч. Вблизи экватора отмечены ветры обратного направления, со скоростью до 300 км/ч.
2. Период вращения планеты, найденный по пульсации радиоизлучения, короче имевшихся оценок и составляет 17 час 14 мин. 24 с.
3. Магнитное поле Урана наклонено на 60° по отношению к оси вращения (если считать его дипольным), причем ось диполя смещена от центра на 1/3 радиуса планеты. Напряженность поля близка к земной, но полярность обратная.
4. Планета обладает протяженной магнитосферой с радиационными поясами, в основном из ионов водорода и электронов. Из-за сложного характера вращения магнитосферы поле в пространстве постоянно меняет направление (эффект "штопора"), вращаясь с периодом планеты.
5. Обнаружено интенсивное так называемое "электросвечение" атмосферы на дневной стороне планеты и радиоизлучение с ночной стороны. Плотность экзосферы достигает 100 см-3 на уровне самого внешнего, кольца.
6. Состав атмосферы: 15 % (объемных) гелия (в 2,5 раза больше, чем на Сатурне); примерно 2 % метана ниже верхнего слоя облаков; остальное - водород. Облачный слой находится на уровне давления 1,2 бар.
7. Получены первые изображения узких колец Урана. Обнаружены 2 новых слабых кольца. Внешнее кольцо (эпсилон) состоит из крупных кусков, размерами более 10 см.
8. Обнаружено 10 новых спутников. Размеры наибольшего из них более 170 км. Из пяти ранее известных спутников самым светлым является Ариэль, самым темным - Умбриэль. Самые большие спутники-Титания (1580 км) и Оберон (1516 км), самый маленький-Миранда (472 км). Плотности их указывают на большую долю каменных пород, чем у спутников Сатурна. Геологическая история и тектоника спутников различаются весьма сильно. Миранда представляет собой тело с наиболее сложной для понимания историей.
В честь программы «Пионер» названа земля Пионера на Плутоне. В честь программы «Вояджер» названа земля Вояджера на Плутоне. Межпланетные станции «Вояджер» также стали объектами ряда произведений изобразительного искусства и научной фантастики.
***
