Книга: Астронавт. Необычайное путешествие в поисках тайн Вселенной

13. Видеть дальше звезд

13. Видеть дальше звезд

Представьте себе, что вы стоите на крыше Эмпайр-стейт-билдинг на Манхэттене и держите в руке лазерную указку. А теперь представьте, что я нахожусь в округе Колумбия, стою на вершине памятника Вашингтону и держу в руках монетку в десять центов, а вы можете попасть в нее лучом лазерной указки. Теперь вообразите, что вы вместе с Эмпайр-стейт-билдинг перемещаетесь со скоростью 27 000 км/ч в одном направлении, а памятник Вашингтону и монетка со скоростью несколько тысяч км/ч — в другом направлении, а вы по-прежнему можете удерживать луч на монете, хотя мы разбегаемся в противоположных направлениях с невероятной скоростью.

Именно это делает космический телескоп имени Хаббла. Это потрясающая штука. «Хаббл» можно включить в список великих инженерных достижений в истории человечества наряду с египетскими пирамидами и Великой китайской стеной. Он был назван в честь Эдвина Хаббла, астронома, который открыл, что галактики, подобные нашей, существуют вне Млечного Пути, и первым установил, что Вселенная расширяется. Это был научный прорыв, который привел к теории Большого взрыва. Ученые стали размышлять о преимуществах телескопа, находящегося в космосе, практически тогда же, когда мы начали строить космические корабли. Такой телескоп сможет видеть свет, неискаженный завихрениями атмосферы. Также ему будут доступны ультрафиолетовые и инфракрасные части спектра, которые поглощаются земной атмосферой. Расположенный в космосе телескоп сможет увидеть и изучить такое, что ни один человек никогда и не мечтал увидеть.

Телескоп «Хаббл» способен на все это и даже больше. Он делает инфракрасные снимки далеких планет, что помогает определить, на каких из них могла бы зародиться жизнь, в основе которой находится углерод. Телескоп с потрясающей точностью измеряет расстояния между звездами. Он показал нам, как быстро расширяется Вселенная, и помог точно определить ее возраст (13,8 млрд лет, если вам интересно). С помощью «Хаббла» открыли четыре ранее неизвестных спутника Плутона. Он помогает узнать, как появляются звезды и как формируются черные дыры. Большая часть открытий, сделанных с помощью телескопа, — это ответы на вопросы, которые мы не знаем, как задать. «Хаббл», вне всяких сомнений, единственный в своем роде и самый важный инструмент, которым сейчас располагает человечество для изучения Вселенной и нашего места в ней.

То, как телескоп работает, почти так же невероятно, как и то, что он делает. В телескопе нет никаких двигателей. Он собирает энергию солнечных лучей и использует ее для питания внутренних маховиков. Маховики крутятся, и перемещение массы вращающихся маховиков направляет телескоп. Кроме того, есть еще шесть гироскопов, которые также вращаются, чтобы удерживать телескоп наведенным на определенную цель, в то время как он несется сквозь космическое пространство. Сам телескоп находится внутри космического аппарата, гениально спроектированного для того, чтобы защитить приборы внутри. Обращаясь вокруг Земли, он проходит через границу смены дня и ночи, и температура внешней поверхности колеблется от +90 °C до –130 °C. Даже в таких суровых условиях внутри аппарата поддерживается комфортная комнатная температура, позволяющая идеально откалибровать приборы для выполнения задач.

Запуск «Хаббла» на орбиту был самым громким событием в исследовании космоса после первого запуска шаттла. Телескоп разрабатывали с начала 1970-х гг. и должны были ввести в эксплуатацию в 1983 г. По техническим причинам эта дата была отложена. В декабре 1985 г., когда я еще работал в IBM, я торопился пройти через Пенн-стейшн, чтобы успеть на свой поезд. На глаза мне попалась стойка с газетами, и мое внимание привлекла обложка журнала Life. Там был астронавт, разрывающий полотно космоса так, что в прорехе была видна далекая желто-оранжевая туманность. Заголовок гласил: «Видеть дальше звезд: предварительный обзор самого важного года для Америки в космосе». Я поспешил купить журнал и прочитал его прямо в поезде.

Из-за катастрофы «Челленджера» 1986-й стал важным годом в космических исследованиях, но совсем в другом смысле. Программа Space Shuttle была приостановлена, и запуск телескопа снова отложили, теперь на 1990 г. К тому времени, когда он наконец был запущен, проект, на который предполагалось потратить $575 млн, стоил уже $1,8 млрд, и только после запуска мы обнаружили, что телескоп не работает. Его главное зеркало диаметром 2,4 м имело дефекты из-за отклонений от правильной формы. По краям оно было слишком плоским, отклонение было совсем крошечным — оно составляло всего 2,2 микрометра, меньше толщины человеческого волоса. Но этого было достаточно для того, чтобы свет отражался неправильно и телескоп не мог сфокусироваться. Все эти изображения в видимом диапазоне спектра, все эти замечательные фотографии далеких галактик и туманностей, которые каждый мечтал увидеть на календаре или экране своего компьютера, — телескоп не выдал ни одного из них! Это была просто катастрофа, огромный конфуз для всей космической программы.

К счастью, «Хаббл» можно было починить. Умные, точные машины очень капризны. Чтобы они работали правильно, им нужна любящая, заботливая рука, и телескоп не был исключением из правила. Именно поэтому его построили так, чтобы астронавты могли его отремонтировать. Когда «Хаббл» запустили, в бюджет НАСА были заложены четыре миссии обслуживания, поскольку астронавты должны были полететь к телескопу, провести ремонт и модифицировать оборудование в соответствии с новейшими техническими достижениями. После того как обнаружилась проблема с зеркалом, первый из этих полетов обслуживания превратился в спасательную операцию.

Непосредственно зеркало заменить было нельзя. Его диаметр был слишком большим, и оно не было блочно-модульным, как некоторые другие части телескопа. Но, хотя зеркало и было отполировано неправильно, это было сделано так тщательно, что мы точно знали, как его откорректировать, поэтому можно было добавить корректирующие линзы. Попросту говоря, мы снабдили «Хаббл» очками. Первая экспедиция обслуживания, STS-61, состоялась в 1993 г. Экипаж установил Систему оптической коррекции аберрации космического телескопа (Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement, COSTAR) — приспособление, состоящее из зеркал размером с монету, которые ставились на пути лучей света так, чтобы изображение оказывалось в правильном фокусе. Экспедиция STS-61, возможно, и по сей день остается самым важным полетом шаттла за всю историю программы.

Вторая миссия обслуживания состоялась в феврале 1997 г. Как и планировалось, в основном эта экспедиция провела рутинное обслуживание телескопа, технический осмотр на 50 млн км пройденного «по спидометру» расстояния. Астронавты заменили часть износившегося оборудования и установили два новых важных прибора: регистрирующий спектрограф (Space Telescope Imaging Spectrograph, STIS) и камеру и мультиобъектный спектрометр ближнего инфракрасного диапазона (Near Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer, NICMOS). В третьем полете первоначально также планировалось провести обслуживание и установку новых приборов, так сказать, технический осмотр (уже на отметке 100 млн км). Но в 1998 г. гироскопы «Хаббла» начали выходить из строя один за другим, и это произошло гораздо раньше, чем ожидалось. Тончайшие электрические провода толщиной с волос, погруженные в жидкость внутри гироскопов, подвергались коррозии, чего инженеры никак не ожидали. Из шести гироскопов, имеющихся на борту космического аппарата, для того чтобы телескоп мог выполнять свои функции, должны были работать хотя бы три. Так как гироскопы продолжали ломаться, мы перевели «Хаббл» в режим энергосбережения — что-то вроде того, когда ноутбук переходит в спящий режим. Телескоп работал, он и не думал падать вниз, но не делал никаких фотографий или других научных исследований.

Третья экспедиция обслуживания превратилась в спасательную миссию, которая должна была заменить все шесть гироскопов. Некоторые запланированные усовершенствования оборудования пришлось отложить, так как надо было снова спасать телескоп. Нам предстояло добавить еще одну миссию обслуживания, но для того, чтобы поставить в расписание пять миссий, не хватало фондов. Поэтому третью экспедицию обслуживания разделили на две: экспедицию 3А и экспедицию 3В. Это была небольшая уловка, связанная с бюджетом, которая позволяла нам получить одобрение на все, что мы запланировали. Экспедиция обслуживания 3А стартовала прямо перед Рождеством в 1999 г. Этот экипаж дал «Хабблу» возможность снова работать. Теперь мы должны были сформировать экспедицию обслуживания 3В, чтобы провести те ремонтные работы, которые не закончили в 3А, а это означало, что нужно было подготовить новый полет и новый экипаж в очень сжатые сроки. Со дня вывода телескопа на орбиту и за все три миссии обслуживания «Хаббла» ни один новичок ни разу не выходил в открытый космос. Работа была чрезвычайно сложной, и ставки были слишком высоки. Если бы что-то пошло не так при сборке модулей станции, у нас всегда была возможность вернуться назад и все исправить. С «Хабблом» права на ошибку не было. Теперь для работы по сборке станции требовалось так много выходов в открытый космос, что было решено: на все четыре выхода в экспедиции 3В можно распределить новичков. Шанс поработать в открытом космосе с «Хабблом» был, наверное, самым желаемым назначением в Отделе астронавтов. Я хотел этого так же, как все остальные, но даже и представить себе не мог, что имею неплохие шансы на победу.

После возвращения из Японии меня перевели из отделения робототехники в отделение ВКД, которое возглавлял Джон Грунсфелд. Он только что вернулся из экспедиции 3А обслуживания «Хаббла», где выполнял выходы в открытый космос. Грунсфелд всегда оказывался самым умным среди собравшихся, даже в таком месте, как НАСА, где каждый сам по себе достаточно умен. Он закончил МТИ и получил докторскую степень в Чикагском университете. Он не был крупным, но в костюме астронавта выглядел неплохо. Как астроном Джон любил космический телескоп Хаббла так, как только может любить человек какую-то вещь. Также он имел склонность к механике, что делало его идеальным участником для миссий обслуживания «Хаббла». Несмотря на всех именитых астронавтов, работавших с телескопом в прошлом, в Отделе астронавтов Грунсфелд был хорошо известен как «дежурный эксперт» по «Хабблу». Вскоре после моего перевода он подошел ко мне и сказал, что они с Прекуртом хотят, чтобы я участвовал в разработке процедур для экспедиции обслуживания 3В.

Разработка процедур — это совсем не то что тренировочные инструкции, которые нужны для подготовки космонавтов. Разработка процедур предназначена скорее для инженеров. Когда они придумывают новое приспособление или новую методику решения проблемы — например, конструируют новый бак для жидкого аммиака или им требуется починить или заменить систему охлаждения, — им нужно испытать новую разработку, протестировать прибор, проверить свои гипотезы. Работа астронавта в этом случае — залезть в воду и помочь им разработать новый порядок действий. Это работает, а это не работает. Это хорошо, а это плохо. Назначение на разработку процедур было первым шагом к назначению в полет. Были другие, гораздо более опытные астронавты, специализирующиеся на ВКД, но Прекурт после Колд-Лейк сказал Грунсфелду, что хочет взять меня. И я попал в число избранных.

Я знал, что это отличная возможность, но понятия не имел, насколько она великолепна, до того дня, когда мы начали работать. Инструктаж по разработке процедур проходил в оперативном пункте за пределами бассейна гидролаборатории. Когда меня приглашали участвовать в разработке процедур в других проектах, с нами разговаривали в лучшем случае пара инженеров среднего уровня, которые рассказывали, чем именно они занимаются. Но к тому моменту, когда я попал на первый инструктаж по разработке процедур для «Хаббла», я понял, что я больше не в Канзасе[25]. Это не было похоже ни на один инструктаж, ни на одно совещание, ни на одно собрание в НАСА, на которых мне доводилось бывать раньше. Здесь стоял полноразмерный макет телескопа и были разложены различные инструменты, приборы и аппараты. Собралось примерно 30–40 человек. Среди них было несколько астронавтов-ветеранов, которые участвовали в первых трех миссиях обслуживания. Это была команда А.

Телескоп Хаббла был построен в Калифорнии корпорацией Lockheed Martin. Несколько приборов, установленных на нем, были разработаны Ball Aerospace & Technologies Corp. в Боулдере, штат Колорадо. (Это часть той же самой компании, которая производит стеклянные банки с завинчивающейся крышкой, которые стоят у вас на кухне.) Здесь располагалось все руководство, имеющее отношение к «Хабблу». Здесь же размещалась работающая над телескопом команда из Центра космических полетов имени Годдарда. Там «оркестром» руководил Фрэнк Сеполлина, которого все звали Сепи. Он был уже в достаточно преклонном возрасте, но любил свое дело и продолжал им заниматься. Сепи выглядел как один из моих пожилых итальянских дядюшек: лысеющий и вечно с жевательной резинкой. Думаю, он делал это, чтобы чем-то занять свой рот, а еще Фрэнк много говорил, в основном о том, что нужно делать, как важна наша миссия и почему этот телескоп является самым ценным научным инструментом в мире.

Я называл Сепи крестным отцом «Хаббла». Он был человеком, имеющим нестандартный взгляд на вещи, несговорчивым, энергичным и вдобавок — трудоголиком. В Центре космических полетов имени Годдарда работали со всеми типами научных и метеорологических спутников, и, когда появился «Хаббл», Сепи первый увидел преимущества строительства космического телескопа с учетом возможности его ремонта астронавтами. По идее, имело смысл отдавать «Хабблу» команды управления из Хьюстона, поскольку именно там находятся астронавты, но Сепи был экспертом и обладал политическим влиянием, чтобы сохранить отдел обслуживания «Хаббла» в Центре космических полетов имени Годдарда.

Как и Сепи, большинство членов команд «Хаббла» из Центра Годдарда, компаний Ball и Lockheed Martin не были свежими выпускниками колледжей. Это были люди в возрасте за 60, а то и за 70, те самые мужчины и женщины, которые строили телескоп 20 лет назад. Они прошли через все отставания от графика и предыдущие миссии обслуживания. «Хаббл» был делом всей их жизни. Некоторые из присутствующих на инструктаже инженеров уже были на пенсии, но все равно пришли, чтобы помочь. Рон Шеффилд был руководителем разработки системы «Хаббл» и отвечал за ВКД и работу с экипажами. В 1980-е гг. он склонил команду, строившую телескоп, к тому, чтобы «Хаббл» был приспособлен к техническому обслуживанию. Сейчас Шеффилда все еще привлекали к работе: он учил астронавтов, как выполнить любое задание, как подключить любой соединительный разъем, как отвернуть любой болт. Он был «ходячей хабблопедией».

На этом инструктаже перед разработкой процедур атмосфера была, как в фильме «Армагеддон», когда к Земле приближается астероид размером с Техас, все ведущие ученые собираются, чтобы разработать план спасения, а президент ждет на линии, потому что это важно, — вот как все это ощущалось. Помещение словно пронизывали электрические разряды, чувствовалось, что что-то важное вот-вот произойдет. Все были довольными, улыбались, излучали энергию и были готовы приняться за дело. Помню, на одной из дополнительных лекций Алан Бин говорил нам, что то, что мы стали астронавтами, однажды даст нам возможность сделать что-нибудь великое. Как только я вошел в оперативный пункт, я понял, что этот момент настал. Прямо передо мной была возможность сделать что-то по-настоящему значительное.

Также это собрание казалось путешествием на машине времени в эпоху «Аполлонов». Во время запусков ракет на Луну со стороны НАСА была установка — мечтать о великом и действовать. Я быстро узнал, что в программе «Хаббл» было так же. Ее бюджету мог позавидовать кто угодно в космической программе. Что бы тебе ни понадобилось, ты это получал. Когда дело доходило до обслуживания и ремонта этого аппарата, не боялись никаких расходов. Но, находясь здесь, я мог совершенно определенно сказать, что лишние деньги, внимание и власть налагали дополнительную ответственность: мы не могли запороть это дело. У нас не было права на ошибку.

Апрель и май мы занимались разработкой процедур. Был перерыв во время одного из брифингов, и я стоял около макета телескопа, разглядывая его. Рядом со мной стоял Грунсфелд. Я сказал:

— Джон, эта миссия по-настоящему важна. Надеюсь, разработка процедур идет хорошо.

— Надеюсь, для вас разработка процедур тоже идет хорошо, — ответил он.

— Что вы имеете в виду? — спросил я.

— Вы должны понимать, что находитесь в подвешенном состоянии.

— Что это значит?

— Вас могут назначить в полет, но еще не точно. Сейчас вы принимаете участие в отборе. Если разработка процедур пройдет хорошо — это вам поможет.

Я потерял дар речи. Я надеялся получить назначение в космический полет, в любой космический полет. Но экспедиция к «Хабблу»? Я даже не смел на это надеяться. Грунсфелд много работал в этой программе, и Стив Смит участвовал в нескольких полетах к космическому телескопу. Они были «хабблонавтами». Этим они были знамениты. Боб Кёрбим, пару раз участвовавший в миссиях по сборке станции, говорил: «Это настоящие джедаи. Самые крутые». Я хотел быть «хабблонавтом». Ни одного новичка ни разу не назначали в такой полет, но вот я стою перед макетом «Хаббла» в гидролаборатории, вокруг меня — команда «Хаббла», а Грунсфелд говорит, что это возможно! Хотя мне эта мысль казалась совершенно сумасшедшей, Грунсфелд вовсе не считал ее такой.

Когда я прошел отбор в астронавты, мои амбиции вполне удовлетворил бы любой шанс полететь в космос. Но должен сказать, что, когда я попал в круговерть миссии «Хаббл», я стал мечтать об этом полете больше, чем о каком-нибудь еще. Все остальные тоже о нем мечтали. Каждый, кто занимался выходами в открытый космос в НАСА, имел виды на этот полет, и многие из этих ребят были настоящими мастерами своего дела. В начале тренировок я не был лучшим по ВКД в своей группе, и я все еще работал, чтобы догнать остальных. Как я думаю, Прекурт и Грунсфелд распознали мою целеустремленность. Столкнувшись с любым препятствием на своем пути, с любой трудной задачей, я удваивал усилия, начинал работать упорнее, решал проблему и преодолевал препятствие. А именно такие люди были нужны для миссии, где поражение неприемлемо.

С того момента, когда Грунсфелд сказал мне, что я в списке кандидатов на полет к «Хабблу», телескоп стал моим миром. Следующие два месяца я делал все что мог, чтобы узнать о нем все подробности. Я смотрел видеозаписи предыдущих экспедиций обслуживания. Я разыскивал ребят, которые выходили в открытый космос и работали с «Хабблом», и клещами вцеплялся в них, чтобы получить любую информацию. Я разговаривал с инженерами из Центра космических полетов имени Годдарда, которые работали с телескопом последние 20 лет, и как губка впитывал их знания и опыт. В пятницу у нас проходил инструктаж перед погружением в понедельник, а в субботу я приходил, чтобы пройти все этапы процедуры на макете, чтобы убедиться, что я все знаю и полностью готов пойти под воду. Даже если была не моя очередь погружаться, я находил в своем расписании время, приходил и смотрел.

Больше всего я доставал Стива Смита. Кроме того что Стив помог мне в бассейне, когда я только учился работать в гидролаборатории, он был хорошим соседом, моим другом и дважды побывал у «Хаббла». Так как у нас дочери одного возраста и мы были соседями, мы проводили много времени вместе, разговаривая о выходах в открытый космос и о телескопе. Я постоянно задавал Стиву вопросы, выведывая все подробности.

Также Стив был заместителем Чарли Прекурта, поэтому на несколько дней раньше других узнавал о том, кого назначали в полеты. В августе того года, в пятницу перед моим днем рождения, Прекурт сказал Стиву, что меня собираются назначить в следующую экспедицию обслуживания — я должен был стать первым новичком, который в открытом космосе будет работать с «Хабблом». Обычно ты узнаешь, что тебя назначили в полет, когда Прекурт звонит тебе лично, но Стив спросил его, может ли он мне рассказать. Прекурт сказал:

— Можешь ему рассказать, но не говори ничего до понедельника.

— Но в субботу у него день рождения, — сказал Стив. — Я не могу рассказать ему об этом в день рождения?

— Нет.

Миновали выходные. Субботу мы провели вместе, ездили с детьми в «Хоум Депо»[26], чтобы купить деревянные материалы для школьных поделок, и Стив ничего не сказал. В понедельник утром я собирался на работу, когда Карола зашла и сказала, что пришел Стив. «Что Стив здесь делает в 7:30 утра?» — подумал я. Я пошел к передней двери, чтобы встретить его. Он протянул мне детскую книжку с картинками о космическом телескопе «Хаббл».

— Какого черта ты это притащил? — спросил я.

— Думаю, лучше тебе прочитать, — сказал он. — Потому что ты летишь к «Хабблу».