9 мая 1988 г. аппарат отснял Нептун и Тритон с дистанции 685 млн км. В кадре размером 800*800 планета занимала лишь маленькую часть - восемь пикселей в поперечнике, и ее изображение было слегка смазано. Съемка проводилась с прозрачным и зеленым фильтрами, и, чтобы получить цветопередачу, близкую к реальной, пришлось 'подмешать' цветовые данные наземных съемок. Нептун получился сине-зеленого цвета (результат поглощения красных лучей метаном) и без деталей, хотя наземные съемки в спектральной полосе метана с аналогичным разрешением позволяли видеть крупномасштабные облачные структуры. Тритон имел отчетливый красно-желтый оттенок, который могли придавать ему органические соединения на базе метана.
    Дополнительные навигационные снимки Нептуна и Тритона делались 11 и 13 июля, 14 ноября и 13 декабря 1988 г., а затем 23 января и 23 февраля 1989 г.
    23 января 1989 г. Нептун был отснят с расстояния 310 млн км с пространственным разрешением около 6000 км. Очень интересной оказалась яркая атмосферная деталь на 30њ ю. ш., похожая на наблюдавшиеся ранее с Земли в красной метановой полосе. Скорость ее движения соответствовала периоду обращения 17-18 часов. Из кадров за прозрачным, фиолетовым и оранжевым светофильтрами составили цветное изображение, на котором удалось рассмотреть облачную структуру в виде широтных полос, характерную и для других планет-гигантов. Светлые полосы были на 10% ярче, чем темная кайма вокруг южного полюса; степень контраста оказалась примерно каку Сатурна и на порядок сильнее, чем на Уране.
    3 апреля Voyager 2 наблюдал планету с расстояния 208 млн км. Нa снимках с разрешением 3850 км помимо широкой полосы, окружающей южный полюс, был найден темный овал между 20њ и 30њ ю. ш' простирающийся на 35њ по долготе. Это образование размером с планету Марс немедленно прозвали Большим Темным пятном - по аналогии с Большим Красным пятном на Юпитере. Когда ученые подняли результаты январской съемки, они убедились, что это же или похожее пятно присутствовало и тогда, будучи на 10% темнее окружающих деталей в прозрачном фильтре, но ярче в оранжевом. Период обращения для пятна опять-таки находился между 17 и 18 часами.

Три изображения получены с интервалом в 90 минут космическим аппаратом Вояджер 2 на 3 апреля 1989 года с дистанции в 208 млн. км от Нептуна.

АМС "ВОЯДЖЕР-2"

    25 и 26 апреля с помощью узкоугольной части ISS была проведена съемка с расстояния 176 млн км. Разрешение составило 3250 км, так что в центре диска один пиксель соответствовал квадрату 4*4њ на Нептуне. Как и в январе, из троек кадров с разными фильтрами были составлены два цветных снимка, сделанные 26 апреля с интервалом в пять часов. Большое Темное пятно (БТП) попало лишь на один из них, а светлая деталь с январской 'картинки' полностью 'рассосалась'. В южной полярной области было обнаружено новое светлое пятно небольшого размера, причем всего лишь за 18 часов его яркость заметно увеличилась. Стало ясно, что атмосфера Нептуна весьма активна, в отличие от урановской.

Эти две фотографии Нептуна были сделаны Вояджером 2 26 апреля 1989 года с расстояния 176 млн. км от планеты. В центре диска планеты каждый пиксель охватывает квадрат со стороной в 4 градуса. Снимки получены с интервалом в 5 часов, за это время Нептун успел развернуться на 100њ вокруг своей оси.

АМС "ВОЯДЖЕР-2"

    По окончании съемки Voyager 2 сориентировался на Алькаид для теста оперативной готовности ORT-2A радиоэксперимента RSS, состоявшегося 27 апреля, а 8 мая, после штатных научных разворотов, - на Ахернар. На этапе подлета к Нептуну основной навигационной звездой стал именно он. Впрочем, уже 16 мая аппарат перенавелся на Канопус для репетиции встречи с Нептуном, а по окончании ее - вновь на Ахернар.
    Генеральная репетиция 24-25 мая включала 12-часовую имитацию наиболее важных съемок и измерений из программы В951. Сеанс включал развороты на различные опорные звезды, пять из восьми разворотов сканирующей платформы, все три вида компенсации смаза изображения и маневр слежения за лимбом. Единственное замечание было связано с получением на Земле всех данных по радиоэксперименту в ходе теста ORT-3.
    В ходе этих экспериментов 24 мая с дистанции 134 млн км была сделана серия из пяти снимков камеры NAC с пятью разными светофильтрами. Большое Темное пятно сохранилось, были видны также меньшее по размеру белое пятно, светлая зона над южным полюсом Нептуна и широтные полосы. Как и ранее, облик планеты существенно отличался в зависимости от фильтра: яркие детали были лучше видны в зеленом и оранжевом цвете, а темные проявляли большую контрастность в синем и фиолетовом. 'Нептун уже сейчас более интересен, чем был Уран даже в момент тесного сближения', - отметил руководитель группы видовой информации д-р Брэдфорд Смит.
    Встреча с Нептуном официально началась 5 июня 1989 г., за 81 сутки до момента наибольшего сближения, на расстоянии 117 млн км от цели. Точнее, стартовала так называемая фаза наблюдения (Observation) продолжительностью 62 дня, включающая три программы - от В901 до В903. Первая из них начала исполняться 5 июня в 06:42 UTC, но информация об этом дошла до Земли только в 10:40.
    С этого момента Voyager 2 стал самым приоритетным объектом для DSN. Прием информации стал непрерывным, а съемка Нептуна - регулярной. В первый день, например, было сделано 25 фотографий для документирования обращения планеты вокруг оси. Они были разделены на пять групп с интервалами по 214.4 мин между группами, и в каждую группу входили четыре узкоугольных снимка с разными фильтрами и один широкоугольный в полосе метана. Подобные съемки стали повседневной рутиной. 7 июня на протяжении шести часов было сделано сразу 70 снимков за пятью разными фильтрами для отслеживания динамики атмосферы и поиска колец; такие 'фильмы' снимались раз в неделю.
    Регулярными были также снимки Тритона и Нереиды в интересах оптической навигации. Тем временем УФ-спектрометр использовался для сканирования всей системы Нептуна для регистрации нейтрального водорода и возбужденных ионов, а также для поиска полярных сияний.
    Параллельно проверялись и калибровались остальные инструменты. 8 июня инженеры протестировали работу приводов сканирующей платформы, после этого пришла очередь гироскопов. 12 июня калибровались антенна и солнечный датчик. 15 июня Voyager сделал научный мини-маневр - четыре 'кувырка' по рысканью и четыре по крену, в ходе которого калибровались датчики магнитометра и уточнялась ориентация штанги, на которой они смонтированы. 26 июня калибровались приборы PPS и UVS, а 28 июня был повторен тест готовности к радиоэксперименту ORT-3.5.

Планирование пролета Нептуна. График неопределенности во времени прибытия на фоне перечня исполняемых программ

АМС "ВОЯДЖЕР-2"

    21 июня во время регулярного поиска колец на снимок 'Вояджера' с выдержкой 46.08 сек попал неизвестный спутник планеты. Затем он был найден на 17 кадрах, сделанных с 14 июня до 5 июля включительно, что позволило определить орбиту - круговую, на расстоянии 117 500 км от центра Нептуна, - и в первом приближении оценить размер - от 200 до 600 км в диаметре. Спутник получил временное обозначение 1989 N1, а впоследствии - имя Протей. Стивен Синнотт (Stephen Р. Synnott), первооткрыватель, описал свои ощущения так: 'Я не подпрыгнул и не закричал. Я сжал кулак, мысленно кивнул себе и подумал: Ага, этот, кажется, настоящий'. Об открытии объявили 7 июля.
    Для инженеров проекта это были сразу две новости, хорошая и не очень. С одной стороны, присутствие спутника в этой зоне обещало снижение радиационной нагрузки на аппарат. С другой, 30 планировщикам и кодировщикам предстояло дорабатывать программу пролета, чтобы вставить в нее съемку хотя бы одного кадра с новым небесным телом. Команда из 20 навигаторов возрадовалась: регулярный близкий спутник обещал большую точность при расчете положения Нептуна, чем Тритон и Нереида, а значит облегчал планирование и проведение коррекций. Ну а у теоретиков появилась новая головная боль: как увязать этот крупный и вполне регулярный объект с крайне экзотической орбитой Тритона? Привычный уже сценарий захвата Тритона предполагал, что в процессе 'оседания' на круговую орбиту последний должен был вычистить пространство вокруг Нептуна в пределах от 5 до 100 радиусов планеты. Спутник 1989 N1 находился ближе, но недалеко от опасной границы...
    22 июня с расстояния 92 млн км ученые увидели, что полярный 'воротник' между 50њ и 70њю.ш. состоит из двух отдельных облачных полос общей шириной до 4300 км. Похожая картина угадывалась и вокруг северного полюса, хотя и с трудом из-за неблагоприятного ракурса съемки. Специалисты полагали, что это зоны струйных потоков.

Один из первых снимков системы Нептун - Тритон (справа внизу), сделанный 3 июля 1989 г.

АМС "ВОЯДЖЕР-2"

    Большое Темное пятно оказалось гигантским - до 10000 км в широтном направлении - атмосферным вихрем с весьма активным окружением. При наблюдениях 9-12 июля на протяжении всего 53 часов ученые увидели, как яркое облако к северо-востоку от БТП отделилось от него и 'зажило' самостоятельной жизнью. А на снимке за 16 июля с дистанции 57 млн км в южном темном поясе было найдено новое, совсем небольшое темное пятно. Период его обращения оказался значительно меньше, чем у Большого Темного пятна на 22.5њ ю. ш. Так было окончательно доказано, что ветры на Нептуне имеют разную скорость на разных широтах и что ориентироваться на детали поверхности при определении периода вращения планеты, вообще говоря, нельзя.

Снимок сделан 16 июля 1989 года с помощью узкоугольной камеры NAC с расстояния в 57 млн. км.

АМС "ВОЯДЖЕР-2"

    18 июля включили для проверки ИК-спектрометр IRIS, а 21-22 июля состоялась очередная калибровка PPS и UVS.
    К концу июля планета начала оказывать заметное гравитационное воздействие на траекторию 'Вояджера'. Д-р Лэнни Миллер (Lanny Miller), глава летно-инженерного отдела проекта Voyager, пояснил, что возмущающее воздействие Нептуна, конечно, существовало всегда, но 'вы не можете увидеть этого в данных, пока не окажетесь достаточно близко'.
    28 июля борт приступил к выполнению программы В903, и частота съемки Нептуна и его окрестностей достигла 100 снимков в сутки. Хотя до планеты оставалось 35 млн км, на протяжении пяти суток удалось найти еще три новых регулярных спутника Нептуна, причем 30 июля на один снимок попали все три и найденный ранее 1989 N1. Расчет орбит новых тел 'сошелся' 1 августа, и на следующий день JPL объявила об открытии.

На снимок от 30 июля 1989 года попали 3 новых открытых спутника и 1989 N1.

АМС "ВОЯДЖЕР-2"

В соответствии с решением американо-советской Объединенной рабочей группы по исследованию Солнечной системы, в августе 1989 г. в изучении системы Нептуна приняли участие в статусе междисциплинарных специалистов три представителя СССР - Александр Базилевский (Институт геохимии и аналитической химии имени В.И.Вернадского), Лев Зеленый и Владимир Краснопольский (Институт космических исследований). Всего в научной группе Voyager 2 работали около 170 исследователей из США, Британии, Канады, Италии, Франции, ФРГ и СССР.

    Объект 1989 N3 оказался ближе всего к планете - он обращался на расстоянии 52000 км с периодом 8 час 10 мин. Следующий, с временным обозначением 1989 N4, располагался на круговой орбите радиусом 62000 км и имел период 10 час 20 мин. Наконец, 1989 N2 - третий по удаленности и первый по времени обнаружения - следовал в 73000 км от Нептуна, обходя его за 13 час 30 мин. Таким образом, все они 'проживали' внутри орбиты 1989 N1 и были значительно меньше его - диаметром от 100 до 200 км.
    Как потом выяснилось, именно 1989 N1 наблюдался восемью годами раньше во время затмения 24 мая 1981 г. Впоследствии он получил имя Ларисса, а двух его соседей назвали Деспина и Галатея.
    Астроном из научной команды 'Вояджера' Кэролин Порко (Carolyn С. Рогсо) в интервью New York Times заявила, что это еще не конец. 'Мы рассчитываем открыть намного больше лун', - предупредила она. Ричард Террайл (Richard J.Terrile), другой опытный специалист по малым спутникам, сказал, что не будет удивлен, если их число достигнет 50 и даже предположил существование вокруг Нептуна своеобразного пояса астероидов. Эти лихие прогнозы, однако, оказались далеки от истины - специально заложенный в программу на 4 августа поиск спутников результата не дал.
    Тем временем 1 августа была проведена коррекция траектории ТСМ-В18. Она имела целью удержать траекторию пролета КА над Нептуном в пределах 150 км от заданной и обеспечить своевременный выход к Тритону. Двигатели КА были включены в 12:55 UTC бортового времени, что соответствовало 16:56 по времени прихода сигнала, и за 7.5 минут выдали заданное приращение скорости 0.94 м/с. Точка прицеливания была смещена на 1430 км, время прибытия - на 81.6 сек назад.
    6 августа фаза наблюдения сменилась 18-суточной фазой дальнего сближения, бортовая программа В903 - программой В921, а к регулярному сопровождению 'Вояджера' приступили радиотелескопы в Парксе и Сокорро. А начался этап с заключительной 10-часовой тренировки готовности радиоэксперимента ORT-4, в ходе которой были выявлены и устранены последние 'узкие места'.
    Граница этапов была проведена в этом месте потому, что Нептун и область предполагаемых колец перестали умещаться в один кадр узкоугольной камеры. Продолжались поиски новых спутников (безуспешные) и колец (результативные), но основными объектами изучения стали Большое Темное пятно и меньшие по размеру атмосферные вихри. 8 августа с помощью NAC был подробно отснят почти полный оборот планеты вокруг оси для изучения динамики атмосферы. Тем временем УФ-спектрометр UVS искал полярные сияния и прочую авроральную активность, и дважды в сутки на Землю передавались высокоскоростные записи PRA и PWS. 11 августа протестировали спектрометр IRIS после осторожного нагрева, который должен был размягчить клей и сделать зеркала более соосными, и периода остывания конструкции.

Чтобы не отвлекать людей и технику на работу с 'Вояджером-1', ему была задана программа А818, охватывающая период о начала июня до начала декабря 1989 г., то есть весь период встречи 'Вояджера-2' с Нептуном.

    Как раз в этот день на снимках с расстояния 21 млн км ученые впервые увидели две дуги (частичные кольца) Нептуна. Одно было найдено чуть-чуть снаружи от спутника 1989 N4 и простиралось примерно на 45њ, второе следовало за 1989 N3 с отставанием на 90њ и имело всего около 10њ в длину. 'Мы в совершенном восторге', - прокомментировал находку Ричард Террайл. В соответствии с расстоянием от планеты дуги обозначили N53 и N63 соответственно.

Дуга рядом с новым спутником 1989 N4, достигает в длину 50 000 км.

АМС "ВОЯДЖЕР-2"

    14 августа до Нептуна оставалось 14.8 млн км. Разрешение узкоугольных снимков ISS достигло пары сотен километров, и на них были хорошо видны яркие перистые облака на южной и северо-западной границах БТП. Стало ясно, что само пятно лежит в более глубоких слоях атмосферы, так как яркие облака его отчасти перекрывали. В этом было его принципиальное отличие от Большого Красного пятна на Юпитере, которое, напротив, возвышалось над окрестностями.

Снимок Нептуна от 14 августа 1989 г., сделан с расстояния в 14,8 млн. км.

АМС "ВОЯДЖЕР-2"

    На запад и север от БТП тянулся темный след, который образовался на глазах исследователей всего за три оборота планеты вокруг оси - то ли реальное истечение темного материала, то ли результат атмосферных возмущений на краю гигантского вихря.


    13 августа аварийная процедура BML-6 была выгружена из памяти компьютеров CCS, потому что весь ее объем требовался теперь для загрузки рабочих программ - В922 и последующих. Теперь полное исполнение всех запланированных операций во многом зависело от сохранения работоспособности единственного командного приемника.
    Некоторой компенсацией была созданная в JPL экспертная система SHARP (Spacecraft Health Automated Reasoning Prototype), способная, по уверениям ее разработчиков, не только собирать, анализировать и представлять поступающую с борта информацию, но и имитировать логику решений операторов во время проблемных событий в прошлом.
    На 15 августа планировалась вторая подлетная коррекция ТСМ-19 с целью убрать пространственную ошибку и поправить время прилета.
    На самом деле точку прицеливания приходилось постепенно сдвигать. Нет, вновь найденные кольца никакой дополнительной угрозы не представляли - проблема была в Тритоне. С того момента, как крупнейший спутник Нептуна перестал быть точечным объектом на снимках NAC, оценка его размера стала стремительно снижаться. От первоначальных 'более 4000 км в диаметре' (больше Луны!) Тритон 'съежился' сначала до 'менее 3200 км', затем до 2800 км и окончательно до 2720 км (Параллельно 'усохла' и Нереида - до 'не более 400 км'.). Он просто оказался намного ярче, чем предполагалось, а потому и значительно холоднее. Метановые озера окончательно отошли в область несбывшихся надежд - в лучшем случае на метановый лед Тритона мог падать метановый снег...
    Чем меньше в сравнении с первоначальной моделью 'с