Непридуманные космические истории

Аткинсон Нэнси

– Вы, наверное, заметили, что я говорю с акцентом, – с обворожительной улыбкой сказал своим баритоном, напоминающим голос Арнольда Шварценеггера, Йенкнер. Австриец по происхождению, он присоединился к проекту в 1983 году как представитель ЕКА. – «Хаббл» – это международный проект, и многообразие подходов безмерно помогло его развитию, принеся опыт со всего мира, из всех областей. Пройдите по залам института, и вы услышите самые разные акценты.

Первой задачей Йенкнера была помощь в составлении каталога опорных звезд. На «Хаббле» используются так называемые датчики системы точного наведения, которые с невероятной точностью отслеживают положение звезд, чтобы помочь телескопу определить его путь, когда он исследует небеса, и удерживаться наведенным на цель.

Для правильной работы «Хаббл» должен наводиться на цель с отклонением, не превышающим 0,007 угловой секунды, то есть на ширину волоса с расстояния в милю. Для удержания в таком неподвижном положении у телескопа имеется шесть гироскопов и четыре свободно вращающихся механизма поворота, которые называются силовыми маховиками. Йенкнер в период составления каталога опорных звезд работал главным системным аналитиком. Он вместе с группой других молодых астрономов и инженеров, которые замечательно разбирались в технике того времени, создал компьютерную программу, которая помогала «Хабблу» самостоятельно выбирать пару опорных звезд независимо от того, куда именно он был в данный момент направлен, что позволяло точно определить его текущую ориентацию. Чтобы получить этот результат, пришлось отсканировать примерно 1500 стеклянных пластинок, переводя их в электронную форму.

Техника астрономической фотографии претерпела революционные изменения в 1969 году, когда появились полупроводниковые светочувствительные матрицы (англ. charge-coupled device, CCD). Эти детекторы изображения теперь стоят везде – от камеры в вашем телефоне до самых больших космических телескопов, включая «Хаббл». Но в начале 1980-х годов почти все исторически накопленные астрономические снимки имелись на стеклянных фотопластинках, тех же самых, которые употреблялись с 1850-х годов.

Йенкнер и его коллеги должны были создать детальную базу данных на основе набора стеклянных фотопластинок, но проблема заключалась в том, что информации там было примерно в сто раз больше, чем в любом ранее составленном звездном каталоге, – предстояло систематизировать почти 20 млн объектов.

Гельмут Йенкнер (в темном костюме) пожимает руки Дрю Фьюстелу, Джону Грунсфелду и другим астронавтам, готовившимся в 2009 году посетить на орбите «Хаббл» для ремонта, когда они наносят визит в Научный институт космического телескопа. Источник: NASA, Европейское космическое агентство и материалы студии Дж. Койла для Научного института космического телескопа

– Мы справились с задачей, но, оглядываясь назад, я жалею, что никто нам не сказал, что это невыполнимо, – смеется Йенкнер. – Мы были слишком молоды и переполнены энтузиазмом, чтобы понимать: то, за что мы взялись, почти невозможно сделать. Мы достигли имевшегося в то время предела возможностей обработки больших объемов данных.

Постройка сложного телескопа, требующая не применявшихся никогда ранее систем и процедур, представляла ряд проблем. В их число входила задача создания огромных зеркал высочайшего качества (главное зеркало телескопа «Хаббл» имеет размер 2,4 м в диаметре), которым надо было придать идеально выверенную форму и сделать так, чтобы им не повредило путешествие на космической ракете. Кроме того, свой путь на орбиту космический телескоп «Хаббл» должен был совершить на пилотируемом шаттле, и, значит, он должен отвечать требованиям безопасности к оборудованию в пилотируемых полетах. Борьба с техническими трудностями вызывала задержки в работе, а они, в свою очередь, тянули за собой повышение расходов. Но весь коллектив усердно трудился, намереваясь выполнить запуск к концу 1986 года.

В рамках подготовки к отправке на орбиту в 1990 году «Хаббл» установлен вертикально в камере для акустических и вибрационных испытаний компании Lockheed Martin. Орбитальный телескоп был спроектирован и построен в 1970-х и 1980-х годах, но его запуск задержался из-за катастрофы космического корабля Challenger в 1986 году. Если приглядеться, на снимке можно увидеть часть поручней общей длиной почти 70 м, опоясывающих снаружи корпус космического аппарата и предназначенных для того, чтобы за них держались астронавты во время работы в космосе. Источник: NASA

Но затем в январе 1986 года многоразовый транспортный корабль Challenger взорвался в полете вскоре после старта, оборвав жизнь семерых находившихся на его борту астронавтов. Вся программа Space Shuttle была приостановлена, а поскольку «Хаббл» планировали отправить в космос со следующим «челноком», стало понятно, что пройдет не меньше двух лет, прежде чем такой полет состоится. И хотя это было трудное время для американской космонавтики, задержка на несколько лет дала возможность исправить допущенные ошибки в конструкции «Хаббла» и расширить его возможности – особенно это касалось компьютерных программ, предназначенных для управления космическим телескопом с Земли.

Пуск космического корабля Discovery с космическим телескопом «Хаббл» на борту. Источник: NASA

В конце концов космический телескоп «Хаббл» начал свое путешествие на борту космического корабля многоразового использования Discovery в полете STS-31 24 апреля 1990 года. Астронавты успешно поместили телескоп стоимостью 1,5 млрд долларов на рабочую орбиту, и казалось, все прошло успешно.

Астронавты работают в открытом космосе, обслуживая телескоп «Хаббл», закрепленный в отсеке полезной нагрузки шаттла Endeavour во время первой экспедиции обслуживания в 1993 году. Астронавт Стори Масгрейв укрепился на якоре на конце руки-манипулятора, а Джеффри Хоффман работает ниже его. Источник: NASA

Но вскоре после того, как «Хаббл» вошел в строй, ученые увидели, что получаемые снимки космических объектов размыты. Оказалось, что зеркало телескопа давало эффект сферической аберрации: это означало, что при полировке ему придали слегка неверную форму – размер отклонения был всего лишь 2 микрона. Толщина листа бумаги составляет около 100 микрон, поэтому изъян главного зеркала «Хаббла» был исключительно мал. Но этого хватило, чтобы его «зрение» пострадало и изображения получались искаженными.

NASA, Европейское космическое агентство и астрономы всего мира были потрясены и опечалены, общественность разочарована, а политики разгневаны. «Хаббл» стал всеобщим посмешищем и огромным «чемоданом без ручки» в космосе.

«Очумелые ручки» в космосе

Но, конечно же, история «Хаббла» на этом не закончилась. На самом деле, она только началась.

Если бы у какого-то другого космического телескопа оказалось дефектное зеркало, его бы просто объявили потерянным. Но что касается «Хаббла», была надежда исправить недостаток, и коренилась она в том факте, что этот космический аппарат спроектирован с учетом возможности модульной замены агрегатов и приборов, подлежащих модернизации. Новые части должны были доставляться на околоземную орбиту шаттлами, астронавты которых выполняли бы такую замену. NASA уже составило расписание полетов обслуживания к «Хабблу», и в первом же из них мог представиться шанс исправить обнаруженный в телескопе дефект. Но как это сделать? Менять или настраивать можно научные инструменты, но не зеркало телескопа. Во всем мире стали напряженно думать, что именно можно сделать в этой ситуации.

Конец ознакомительного фрагмента.