Читать книгу Непридуманные космические истории - Нэнси Аткинсон - Страница 7

Хал Уивер – ученый из команды New Horizons, давний коллега и друг Стерна. Я приехала к нему в офис в начале 2016 года – он работает в лаборатории прикладной физики Университета имени Джонса Хопкинса в Лореле, штат Мэриленд. Именно там была построена станция New Horizons, и там же организован Центр управления полетом.

Уивер размышлял о том, как психологи выяснили, что каждый думает, будто умеет делать несколько дел одновременно, но на практике у большинства людей это получается не очень-то хорошо.

– Алан – исключение из этого правила, – говорит Хал. – Он единственный из тех, кого я знаю, кто способен работать над множеством проектов одновременно.

Помимо выдвижения инициативы создания New Horizons и руководства этим проектом, Стерн является заместителем вице-президента в Юго-западном научно-исследовательском институте в Боулдере, штат Колорадо, – эта организация занимается исследованиями в нескольких различных областях, включая планетологию и астрофизику. Стерн ведет научное руководство и контроль за работой одного из приборов на борту аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter (LAMP, о котором вы прочитаете далее в этой книге), а также заведует прибором Alice на проводимом ESA полете научного аппарата Rosetta к комете. Кроме того, он работает научным консультантом в различных университетах и аэрокосмических фирмах. В 2007 и 2008 годах он, будучи заместителем администратора NASA, руководил всеми программами управления в области изучения космоса и Земли. И вдобавок он же основал компанию World View с намерением доставлять туристов на границу атмосферы и космоса при помощи высотных стратостатов и еще одну компанию Golden Spike, которая работает над тем, как вывести доставку различного оборудования на Луну на коммерческую основу. Еще Стерн приложил руку к созданию организации Uwingu, которая собирает деньги на астрономические исследования через неофициальную и во многом противоречивую с точки зрения права продажу имен для экзопланет и кратеров на Марсе. Стерн поддерживает научные исследования при помощи суборбитальных аппаратов и помогает спроектировать научные приборы для использования в полетах, которые вскоре должны начать частные компании, например Virgin Galactic. И, наконец, Стерн проходил подготовку астронавта в 1990-х годах, но шанс слетать в космос ему не представился, поэтому он и надеется наверстать упущенное в нескольких суборбитальных полетах с научными целями.

Благодаря всем этим и другим его заслугам журнал Time в 2007 году включил Стерна в список ста наиболее влиятельных людей в мире, и в 2016 году он тоже оказался в списке тех, кому может быть оказана эта честь.

– Не понимаю, как Алан это все успевает, – говорит Хал Уивер. – Должно быть, у его помощника по административным вопросам есть помощник по административным вопросам! Но он действительно замечательный парень. Вы не найдете больше никого такого энергичного. Он замешан в стольких вещах одновременно, что я просто не успеваю следить за ними… и за ним.

Алан Стерн, научный руководитель проекта New Horizons, выступает во время пресс-конференции в штаб-квартире NASA. Источник: NASA / Джойл Коуски

Что касается самого Уивера, с того момента, как он присоединился к научной команде проекта New Horizons в 2002 году, у него не было ни одной свободной минуты. Сразу же началась гонка за возможность запустить аппарат в 2006 году, чтобы использовать преимущество взаимного расположения Юпитера и Плутона. Гравитационный маневр в окрестностях Юпитера помогал сократить время путешествия к отдаленной окраине Солнечной системы на целых три года.

Ученый из команды New Horizons Хал Уивер выступает во время пресс‐конференции. Источник: NASA / Билл Инголлс

– Было очень важно подготовить запуск станции вовремя, – вспоминает Уивер. – Но во время разработки нам потребовалось проводить рабочие совещания почти каждый день. Это было невероятно. Я помню все эти встречи по утрам в воскресные дни, когда мы собирали все научные приборы и монтировали их на станции.

Другим заядлым трудоголиком был Билл Гибсон из Юго-западного научно-исследовательского института, руководитель проекта по полезной нагрузке, и именно он печально известен тем, что назначал рабочие встречи каждое воскресное утро.

Но как минимум для Уивера и Стерна они не представляли собой проблемы.

– Алан и я – ранние пташки, и мы всегда были на месте. И мы любим выходные, просто потому что они дают нам возможность провернуть больше работы, – хохочет Хал.

И даже после начала полета гонка не прекратилась, хотя это может показаться удивительным, учитывая, что до момента прибытия на Плутон оставалось еще девять с половиной лет.

– Мы были так заняты тем, чтобы собрать все оборудование вместе и успеть на стартовый комплекс, – поясняет Уивер, – что у нас не имелось детального плана очередности наблюдений у Плутона. Да еще нам было необходимо подготовиться к программе наблюдений Юпитера на пролете, а до его начала оставалось всего лишь тринадцать месяцев.

Юпитер послужил не только средством выполнения гравитационного маневра, но еще и учебной целью для будущей программы наблюдений во время пролета Плутона.

– Мы не так уж сильно стремились провести наблюдения Юпитера, – говорит Уивер, – поскольку мы не ждали каких-то особенных научных результатов от них.

Но команда проекта, привыкшая во всем «давить железку», набросилась на возможность исследовать Юпитер с присущим ей энтузиазмом.

Монтаж снимков, выполненных станцией New Horizons во время пролета Юпитера в начале 2007 года, самой планеты-гиганта и ее спутника Ио. На Юпитере видно так называемое Большое красное пятно. На Ио можно заметить выбросы извержения расположенного в северном полушарии вулкана Тваштар. Этот снимок был опубликован на обложке номера журнала Science, который вышел 12 октября 2007 года. Источник: NASA / лаборатория прикладной физики Университета имени Джонса Хопкинса / Юго-западный научно-исследовательский институт

Уивер, помимо прочего, является ведущим ученым-разработчиком по установленному на станции New Horizons инструменту LORRI (Long Range Reconnaissance Imager, «Камера-разведчик дальнего действия»), который представляет собой совмещенную с телескопом камеру, позволяющую фотографировать всю планету издалека или выполнять снимки поверхности высокого разрешения вблизи цели, чтобы получить геологическую информацию.

– Мы строили ее с чувствительностью, необходимой для того, чтобы выполнять наблюдения в лунной системе Плутона, – объясняет Уивер, – но солнечный свет там в тысячу раз тусклее, чем на Земле. Поэтому LORRI – очень чувствительный инструмент, и мы думали, что он может оказаться чересчур чувствительным для того, чтобы делать снимки у Юпитера.

Но, выполняя серию испытаний уже после запуска, Уивер и его команда обнаружили, что им удалось построить очень универсальный научный прибор. Все, что им требовалось, это уменьшить выдержку съемки каждого кадра до очень короткой – изначально они не думали, что такие выдержки могут пригодиться.

– Все получилось, камера сработала замечательно, и мы провели насыщенные наблюдения в том пролете, – вспоминает Уивер. – У Юпитера мы получили разнообразные и богатые научные результаты и даже попали со своим снимком на обложку журнала Science[6] и все лишь по случаю попутных наблюдений, которые нам удалось сделать, потому что мы пролетали мимо планеты.

На волне этого успеха научная команда начала думать о том, чтобы выйти за рамки исходных вариантов и объемов программы наблюдений Плутона.

– Наш менеджер проекта Глен Фаунтейн жаловался ученым, что они только и делают, что наваливают все новую и новую работу на инженеров, – с улыбкой вспоминает Уивер. – Но, раз у нас был всего один шанс провести исследования Плутона, мы хотели выжать из этого шанса максимум.

Научная команда проекта стремилась удвоить объем наблюдений у Плутона по сравнению с изначально запланированным. Но всю программу наблюдений для каждого инструмента требовалось расписать с точностью до секунды, поэтому, пока New Horizons продолжала свой полет, проводилась координация и отработка планов.

Кроме того, руководителям приходилось думать о проблеме космической пыли.

– Если бы мы врезались в пылинку размером в миллиметр, она пробила бы дыру в космическом аппарате и, вероятно, погубила бы его, – уточняет Уивер. – Но по мере того, как мы все глубже изучали эту проблему, мы воспринимали ее все легче.

Здесь мы видим один из заключительных снимков, которые подтвердили, что путь для пролета New Horizons через систему Плутона свободен и безопасен. Снимок был получен при помощи камеры Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) 26 июня 2015 года на расстоянии 21,5 млн км от Плутона. Источник: NASA / лаборатория прикладной физики Университета имени Джонса Хопкинса / Юго-западный научно‐исследовательский институт

Проанализировав конструкцию аппарата, ученые поняли, что вероятность его потери при столкновении с космической частицей меньше, чем они сперва думали. Помимо этого, они разработали иную, более безопасную траекторию следования станции и при необходимости могли бы выполнить пролет, развернув параболическую антенну для связи с Землей вперед – тогда антенна сыграла бы роль щита.

– Мы вывели значение вероятности гибели аппарата и провала проекта из-за столкновения с частицей не более одной десятой доли процента, – говорит Уивер, – поэтому успокоились, но все равно пришли к необходимости соблюдать определенную осторожность. Мы продолжали вести поиски, и к моменту, когда мы наконец достигли Плутона, покрытие его системы наблюдениями при помощи LORRI в сто раз превышало глубину детализации, которую можно было бы получить при помощи «Хаббла», и все равно мы ничего не нашли.

Другой трудностью была навигация аппарата, поскольку ученые заранее лишь приблизительно знали, где окажется Плутон к моменту прибытия к нему New Horizons. Плутону требуется 248 лет, чтобы завершить один оборот по орбите вокруг Солнца, и, так как планету открыли в 1930 году, астрономы проследили лишь малую часть его орбитального пути.

– С такой трудностью сталкивается далеко не каждый межпланетный проект, – поясняет Майкл Бакли, специалист по связям с общественностью проекта New Horizons. – Обычно вы точно знаете, где именно находится ваша цель. Нам было необходимо добиться точности во времени и пространстве конкретно заданной цели в воображаемом пространстве представленного прямоугольником в космосе размерами 100 на 150 км. А еще нам требовалось учитывать эффект запаздывания сигналов, поскольку даже радиоволне, которая движется со скоростью света, требовалось 4,5 часа, чтобы преодолеть расстояние от New Horizons до Земли.

Инженерам-навигаторам станции постоянно приходилось уточнять собственные расчеты во время полета, вплоть до последних дней перед окончательным сближением с Плутоном. Они должны были все сделать правильно, иначе межпланетный аппарат мог не найти свою цель.

Пока команда ученых и управленцев проекта была занята всей этой работой, сама автоматическая межпланетная станция примерно две трети полетного времени проводила «во сне», в состоянии консервации систем. Это позволяло снизить риск износа деталей аппарата и уменьшало риск аварий систем во время критически важной части полета – пролета Плутона. New Horizons «будили» как минимум раз в год для проверки состояния бортовых систем и калибровки научных приборов.