За новыми горизонтами - читать онлайн книгу. Автор: Алан Стерн, Дэвид Гринспун cтр.№ 51

Только представьте, каково это — участвовать в конкурсе предложений, построить космический аппарат, успешно отправить его на другую планету и потерять так близко от цели. Это стало кошмаром, преследующим операторов управления АМС, после которого они просыпались посреди ночи в холодном поту и маниакально проверяли и перепроверяли каждую мелочь в каждом плане своих «птичек». Очень горько понимать, что, даже несмотря на то, что команда состоит из умных, преданных своему делу людей, все может пойти кувырком. К счастью для «Новых горизонтов» и будущего землян 2015 г., которым предстояло влюбиться в Плутон, когда «Новые горизонты» до него доберутся, Элис Боуман и ее команда превосходно управляли своим аппаратом во время его проверки.

Сразу после старта время тянулось медленно — члены полетной команды только привыкали управлять своим аппаратом. Но, проверяя все больше систем, они приобрели уверенность в своих силах, а «Новые горизонты» продолжали прекрасно работать, и время понеслось вскачь.

Но не все шло идеально. Всего через несколько недель после старта инженер системы наведения Гейб Роджерс заметил, что два двигателя ориентации включаются во много раз чаще, чем должны. Оказалось, проблема связана с ошибкой в проектировании, сделанной годы назад, в одной сводной таблице, из-за чего были приобретены двигатели ориентации по неверным техническим требованиям. В этой содержащей ошибку сводной таблице какой-то инженер неправильно рассчитал массу космического аппарата и его балансировку, и, в отличие от тысяч других расчетов, эта ошибка каким-то образом не попалась на глаза ни одной из независимых инженерных проверок. Поэтому теперь, в полете, двигателям ориентации приходилось работать больше, чтобы компенсировать неправильные технические характеристики, и они включались слишком часто. Их срок работы был рассчитан примерно на 500 000 использований, и компьютерные модели показывали, что к тому времени, когда закончится исследование Плутона, произойдет не более 250 000 включений. Но теперь двигатели работали слишком часто, и предполагалось, что до пролета Плутона они включатся более миллиона раз. Ого-го!

Чтобы исправить эту ситуацию, команда реализовала тщательно продуманные новые способы управления тем, как часто аппарат будет поворачивать в будущем, сберегая использование двух двигателей ориентации с неверными техническими характеристиками. Также инженеры начали «разгружать» эти двигатели, используя резервные. С резервными была такая же проблема, но, чередуя разные наборы и ограничивая их использование при некоторых видах маневров, команда управления полетом могла сочетать их так, чтобы ни главный, ни основной комплекты не превысили лимит в 500 000 пусков по пути до Плутона. Опасной ситуации удалось избежать, урок был усвоен. Но это выявило проблему, с которой команде придется жить в течение всего путешествия.

Еще одной ключевой задачей в эти первые недели полета была корректировка траектории для того, чтобы достичь точки гравитационного маневра в поле притяжения Юпитера, где космический аппарат получал толчок для движения к Плутону. Через две недели тщательного отслеживания «Новых горизонтов» с помощью радио и орбитальных расчетов стало понятно, что «Атлас» вывел их на практически идеальную траекторию и, чтобы довести ее до совершенства, потребуется только кратковременное включение корабельного двигателя. В результате для коррекции траектории после пуска потребовалось меньше топлива, чем планировалось при создании двигательной установки. Эта экономия давала команде бонус, который можно было потратить либо при пролете мимо астероида в июне, либо при более основательном исследовании пояса Койпера после Плутона. Алан решил выбрать «журавля в небе» — оставить топливо на изучение пояса Койпера, который входил в список основных целей экспедиции, а не на пролет астероида, который целью экспедиции не являлся, хотя и мог состояться в скором времени и был достаточно соблазнительной целью.

Чтобы доработать траекторию к Юпитеру, по оценкам навигационной команды, требовалось включить бортовой двигатель, чтобы изменить скорость космического аппарата всего на 18 м / с, или примерно на 64 км/ч. Не так уж много, если учесть, что «Новые горизонты» мчались со скоростью почти 60 000 км/ч! Но если не провести коррекцию, то эти 64 км/ч за все те часы, которые остались до прибытия к Юпитеру 1 марта 2007 г., вырастут в ужасающую цифру в 640 000 км, которая, в свою очередь, приведет к тому, что аппарат промахнется мимо Плутона на несколько сотен миллионов километров!

Чтобы быть полностью уверенными в своей первой коррекции траектории, члены команды разделили ее на две части. Вначале космический аппарат должен был включить двигатель, чтобы изменить скорость на очень маленькую величину — 5 м / с, просто чтобы попробовать двигатель и посмотреть, как все это сработает. Затем, после того как будет загружена телеметрия с этого включения двигателя и инженеры подтвердят, что все прошло хорошо, через несколько дней проведут остальную часть маневра, идеально выводящего «Новые горизонты» к Юпитеру — промежуточной точке их путешествия к Плутону.

После того как космический аппарат был полностью проверен, а маневры с двигателем вывели его точно на курс, наконец, пришло время проверить семь научных приборов, которым предстояло стать «ушами, глазами и носом» человечества у Плутона. Команда каждого из них следовала тщательно разработанному алгоритму, чтобы осторожно включить каждый датчик, убедиться, что его компьютер работает, что его температура соответствует расчетной, может получать электричество и взаимодействует с основной и резервной системами космического аппарата. Затем были открыты защитные створки, установленные на время запуска на трех телескопах: Alice, Ralph и LORRI. Потом каждый из приборов протестировали, чтобы определить, работают ли они так же, как на Земле, наводя их на калибровочные цели — определенные звезды с известной яркостью.

Команды за несколько недель проверили все семь научных приборов, которые оказались в полном порядке, хотя во время проверок LORRI едва удалось избежать катастрофы. Напомним, что LORRI — это мощный телескоп с камерой. Проблема возникла, когда во время проверки его случайно на несколько секунд направили прямо на Солнце. Если вы посмотрите на Солнце в телескоп, то можете потерять зрение; то же самое могло случиться и с камерой LORRI. Конечно, для того, чтобы предотвратить подобное, существовало полетное программное обеспечение, но при его разработке была допущена крохотная ошибка. В программе, написанной для защиты прибора, говорилось: «Каждый раз, когда мы наводим телескоп на цель, убедитесь, что она отклонена от Солнца, по крайней мере, на 20°. В противном случае не наводите на нее». Но нигде не говорилось, что в любой момент маневра наведения на цель LORRI должен отклоняться от Солнца. К несчастью, во время проверки работоспособности телескопа космический аппарат сделал именно это, ненадолго нацелив LORRI на Солнце во время поворота. Телескоп, ощутив чрезмерную яркость Солнца, попытался защитить себя и выключился, но после того, как солнечный свет успел заглянуть в его объектив.

К счастью, никаких повреждений не произошло, но уже само то, что защиту телескопа от наведения на Солнце в подобных ситуациях упустили из виду при создании «предохранительного» программного обеспечения, вызвало настоящий испуг, поэтому команда управления полетом написала новую программу защиты для LORRI и других приборов, чтобы быть уверенными в том, что ни с одним из них ничего похожего впредь не случится.