December 7, 2024

"Восемь миллиардов долларов или гори оно всё синим пламенем". Как чуть не угробили главный космический проект

отрывок из книги

Pillars of Creation: How the James Webb Telescope Unlocked the Secrets of the Cosmos

Richard Panek

Средняя оценка на Goodreads 4.4

"Если они хотят всё отменить — пусть," — повторяет Майк Мензел своей команде на протяжении многих лет. — "Не беспокойтесь. Даже не слушайте их."

Изображение, получаенное с помощью телескопа имени Джеймса Уэбба

Довольно регулярно Мензелу приходилось представать перед наблюдательным советом проекта (процедура, которую его давний коллега по телескопу Хаббл и соратник по проекту Уэбб Питер Стокман однажды сравнил с японским театром Кабуки), чтобы объяснить, почему проект занимает так много времени и стоит так дорого.

Японский театр Кабуки: для западного человека это часто немного безумное действо

Его ответ практически не отличался от того, что он сказал, когда Фрэнк Мартин впервые показал ему планы обсерватории в Lockheed Martin в конце 1990-х: Полагаться на анализ (создавать математическую модель для части аппарата по одну сторону солнцезащитного экрана, затем создавать другую математическую модель для части по другую сторону, а потом проверять, совпадут ли модели) куда рискованее (ошибку могут допустить люди), чем поместить весь комплект целиком в камеру размерм с многоэтажку и трясти его так, словно наступил конец света (чего, в случае проавала стресс-теста, не случилось бы с будущей миссией).

Майк Мензел, главный инженер по системам телескопа Джеймса Уэбба и по сути лидер и руководитель проекта

Что нужно, объяснял Мензел наблюдательному совету, так это иметь "запас прочности" — термин, обозначающий не просто допустимую погрешность, а погрешность сверх допустимой погрешности. "Обычные правила здесь не работают," — любил повторять Мензел. "Это неизведанная территория" — минное поле из потенциальных проблем и сложностей и, что важнее для проекта, непредвиденных угроз. "Неизвестные неизвестные," как команда Уэбба стала называть проблемы, которые они не могли даже вообразить.

"Какой запас прочности вам нужен?" — периодически спрашивал Мензела тот или иной менеджер проекта. "Какой только возможен," — отвечал он.

Перерасход бюджета, бюрократические злоупотребления, надзор Конгресса, отчёты перед наблюдательным советом, полное переосмысление того, как проверить и испытать телескоп с нуля: Уэбб пережил всё. Но было и то, из-за чего творилась эта чехарда с бюджетом и графиком запуска в 2010-ые годы. Мензел назвал это "глупыми ошибками."

Одной из таких ошибок была неправильная проводка, которая сожгла некоторые электрические компоненты прототипов — например, датчик давления топлива (датчик, который, если просто, отслеживал уровень топлива). "Мы летим без датчиков давления?" — задавалась вопросом команда Мензела. Решили: "Нет". Поэтому пришлось ставить заново.

Другая глупая ошибка: применение неподходящего растворителя, повредившего клапаны двигательной установки телескопа.

И ещё одна: семь разрывов в солнцезащитном экране.

Ещё одна: испытание солнцезащитного экрана на вибрацию, закончившееся тем, что десятки болтов сорвались и разлетелись по испытательной камере. Проблема оказалась в том, что у болтов было слишком мало витков резьбы. (Члены команды месяцами собирали болты из по всему объекту, где собирался телескоп*.)

Таймлапс как собирался телескоп

Отчасти из-за этих происшествий дата запуска сместилась с октября 2018 года на июнь 2019 года. Главное контрольное управление США расследовало причины задержки и выпустило отчет, в котором предупреждало, что даже дата запуска в июне 2019 года, вероятно, слишком оптимистична, и действительно, через месяц после того, как Контрольное управление выпустило этот документ, НАСА объявило о дальнейшей задержке до весны 2020 года. Также было признано, что Уэбб достиг установленного Конгрессом предельного бюджета в 8 миллиардов долларов... и потребуется его превысить, если телескоп вообще когда-либо достигнет космоса.

В январе 2019 года Конгресс одобрил дополнительное вливание 800 миллионов долларов, доведя общие расходы до 8,8 миллиарда долларов. Сопроводительный отчёт был беспощадным. "Глубок разочарованы как НАСА, так и его подрядчики неправильным управленем, полным отсутствием тщательного надзора и в целом низкого качества базовой работы над телескпом имени Джеймса Уэбба," — говорилось в отчёте. "НАСА и его коммерческие партнёры, похоже, считают, что финансирование этого проекта и других разработок Конгрессом является правом, которым пользуются, несмотря на неспособность руководства проекта придерживаться графика или оставаться в рамках бюджета." И снова Конгресс поставил под угрозу существование проекта: "НАСА должно строго придерживаться этого предела, или, согласно этому соглашению, JWST придётся искать способы сократить расходы или отменить миссию."

"Просто забудьте о них," — говорил Мензел своей команде. "Меня не волнует, что они говорят. Если вы видите проблему, просто скажите, и если нам придётся задержаться, мы задержимся." Он сравнивал окончательную подготовку к запуску со складыванием парашюта: "Одна маленькая ошибка, и мы покойники."

Затем пришёл ковид, а с ним все замедлилось, что привело к объявлению в июле 2020 года о том, что телескоп будет запущен не ранее 31 октября 2021 года.

В течение двух лет компоненты Уэбба собирались в Лаборатории реактивного движения НАСА, недалеко от Пасадены. Теперь настало время телескопу начать своё путешествие из Лонг-Бич к стартовой площадке на европейском космодроме у северо-восточного побережья Южной Америки, недалеко от Куру, Французская Гвиана.

Космопорт Куру

Вращение Земли помогает придать дополнительный импульс при запуске ракеты, и это вращение сильнее всего на экваторе; Куру находится всего в 480 км к северу от него. Но телескоп нельзя было отправить как обычный груз на грузовом судне. Для него требовался специальный контейнер с контролируемой температурой и влажностью. (При этом внешне этот груз должен был быть максимально неприметным и анонимным, чтобы исключить возможность, пусть и не самую вероятную, что пираты захватят судно и, главное, посылку стоимостью 8,8 миллиарда долларов.)

Обсерватория пережила шестнадцатидневное путешествие, преодолела более 9300 км вдоль западного побережья Мексики, через Панамский канал, вверх по реке Куру до порта Париакабо, на место подготовки возле космопорта во Французской Гвиане. Обошлось без происшествий. Но телескоп по пути тряхнули. Специальный хомут, который должен выдерживать высочайшие нагрузки, сорвался и обсерваторию серьезно потрясло. Проверка не выявила повреждений, но запуск в конце декабря отложился ещё на несколько дней.

Даже название телескопа в те последние недели мешало, хоть и в контексте общественного внимания. Проблема была в том, что Джеймса Уэбб был вторым человеком в Госдепе в конце 1940-х и начале 1950-х годов, а возглавлял НАСА в 1960-х годах. На это время пришлось то, что историки назвали "лавандовой паникой" — поиском и чисткой ЛГБТК-сотрудников в федеральных учреждениях США (якобы потому, что они могли быть подвержены шантажу и, следовательно, представляли угрозу национальной безопасности). Расследователи не нашли надежных доказательств причастности к этому Джеймса Уэбба, но связь между бюрократией и фанатизмом весьма , из-за чего уже в наши дни некоторые астрономы решили пожертвовать лингвистическим комфортом и впредь называть телескоп не "Уэбб", простое удобное слово, а только "JWST", сложная аббревиатура.

Несмотря на непростую историю миссии за эти десятилетия, она не могла бы состояться, если бы многое не было сделано, как следует. Это было трудно осознавать, находясь внутри или даже внимательно наблюдая за присходящим со стороны. Никто из участников проекта не мог понимать, насколько на самом деле хорошо проделана работа, пока ракета Ariane 5, несущая Уэбб, не только не поднялась, но и пережила "шесть месяцев ужаса" (как любили говорить СМИ). В течение этого полугода обсерватории предстояло столкнуться с 344 "отдельными точками отказа", согласно номенклатуре НАСА — применение на практике технологий, которые должны показать, а работает ли уникальные штуки, придуманные инженерами и учеными в космосе. Отказ любой из них сорвал бы весь проект.

Ракета с Уэббом на борту перед запуском

Однако не эти первые шесть месяцев больше всего беспокоили учёных, которые работали над обсерваторией и ее запуском. Их беспокоили первые тридцать дней. Или, может быть, даже первые две недели, время, в течение которого Уэбб должен был выполнить некоторые из своих самых сложных маневров и “телодвижений” для разворачивания в космосе.

Из-за прогноза штрмового ветра 24 декабря 2021 года запуск в последний раз отложили. Утром 25 декабря в пункте управления на втором этаже института, в аудитории внизу на главном этаже, в аэрокосмических учреждениях по всему миру и перед компьютерными экранами на всех континентах люди собрались, чтобы следить и ждать.

В 7:20 утра по балтиморскому времени — балтиморское время отныне стало официальной временной меткой для получения внеземных сообщений Уэбба — начинается обратный отсчёт до запуска (артефакт из эпохи космической гонки 1960-х):

девять

восемь

семь

шесть

пять

четыре

три

два

один

Пуск!..

Книга "Столпы творения" о миссии Джеймса Уэбба: https://www.goodreads.com/book/show/207567846-pillars-of-creation