За новыми горизонтами (epub) - За новыми горизонтами 8931K (книга удалена из библиотеки) (скачать epub) - Алан Стерн - Дэвид Гринспун

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

Эта книга посвящена потрясающим людям, работа которых обеспечила полет «Новых горизонтов», их родным, поддержавшим преданность своих близких успеху этого предприятия, и всем остальным, кто помог сделать исследование Плутона возможным

Предисловие

Самая далекая экспедиция в истории: взгляд изнутри

В январе 2006 г. крошечный космический аппарат весом всего около 450 кг установили на мощную ракету высотой 70 м, которая стартовала с мыса Канаверал, штат Флорида. Так началось самое далекое путешествие из всех, когда-либо предпринятых человечеством ради исследований, — путешествие для того, чтобы изучить Плутон, последнюю планету, которую люди еще не посещали с зарождения космической эпохи. Этот космический аппарат, получивший меткое название «Новые горизонты» (New Horizons), уносил с собой надежды и мечты команды ученых и инженеров, которые всю свою жизнь положили на решение, казалось бы, неразрешимой задачи.

Примерно 60 лет назад мы, люди, начали путешествия в космическом пространстве — последнем рубеже человечества — для того, чтобы исследовать другие миры. До этого времени такие экспедиции предпринимались только в фантастических романах. Но с началом новой эпохи мы — разумные существа, населяющие третью от Солнца планету, — стали посылать людей и автоматические аппараты через пустоту космического пространства, чтобы изучить другие миры. Время, в которое мы живем, навсегда останется в памяти человечества как эра, когда люди выбрались из колыбели своей планеты, чтобы стать видом разумных существ, путешествующих в космосе.

В 1960-е и 1970-е гг. автоматические межпланетные станции NASA серии «Маринер» совершили первые успешные путешествия в истории человечества к близким планетам: Венере, Марсу и Меркурию, а также люди впервые ступили на поверхность Луны. Кроме того, в 1970-е гг. американские космические аппараты серии «Пионер» первыми достигли Юпитера и Сатурна, которые находятся гораздо дальше от Земли по сравнению с внутренними планетами. Далее последовал проект NASA «Вояджер». Первоначально предполагалось, что аппараты совершат «большое турне», посетив пять известных на то время внешних планет — от Юпитера до Плутона. Но в конце концов «Вояджеры» исследовали Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, а к Плутону так и не слетали. Таким образом, к концу 1980-х гг. автоматические станции посетили все на тот момент известные планеты, кроме одной. В результате эта одинокая, неисследованная планета превратилась в нечто большее — для некоторых она стала символом, бросающим вызов и заставляющим дерзать.

Экспедиция «Новых горизонтов» к Плутону, о которой мы расскажем ниже, стала логическим продолжением всех предыдущих путешествий для исследования планет. Тем не менее «Новые горизонты» не были похожи ни на один проект, предпринимавшийся ранее. Многие сомневались в том, что программа будет одобрена, и еще больше людей сомневалось в том, что найдется достаточно средств и времени, чтобы построить космический аппарат, и в том, что он куда-либо долетит. Но, как мы расскажем в этой книге, преданная своему делу сплоченная группа ученых и инженеров оправдала ожидания и за 26 лет — к 2015 г. — воплотила в жизнь почти несбыточную мечту об исследовании Плутона.

Цель нашей книги — дать читателю почувствовать, чего стоило разработать, одобрить, профинансировать эту выда­ющуюся экспедицию, построить и запустить космический аппарат, чтобы он успешно добрался до своей далекой цели. Эта история показательна для современных исследований космоса. Тем не менее в ней есть происшествия и эпизоды, которые происходили только с «Новыми горизонтами»: непредвиденные препятствия, угрозы, оплошности и неудачи, которые приходилось преодолевать. Но было и много счастливых моментов, когда главную роль сыграли удача и подарки судьбы, без которых задачу никогда бы не удалось решить.

Мы, авторы книги, — двое ученых, которые по-разному участвовали в проекте «Новые горизонты»: один был в его центре, другой все время находился на периферии. Но нас объединяет наше общее восторженное желание исследовать далекие миры и поделиться историей «Новых горизонтов» — особенной, захватывающей и по большей части никому не известной, а также рассказать о том, как же случилось, что далекий Плутон все-таки был исследован.

Центром этой истории стал Алан Стерн. Хотя в проекте «Новые горизонты» участвовали буквально тысячи людей, Алан был его лидером с самого начала. Напротив, Дэвид Гринспун имеет к «Новым горизонтам» только отдаленное отношение. Как и Алан, Дэвид — ученый-планетолог, но по роду деятельности он также является писателем. Дэвид — давний близкий друг и коллега Алана и многих других главных героев этой истории, а также он стал свидетелем ее поворотных моментов. Например, в 1990-е и начале 2000-х гг. он состоял в Подкомитете NASA по исследованию Солнечной системы (Solar System Exploration Subcommittee, SSES), где, как вы скоро узнаете, были приняты некоторые очень важные решения, давшие жизнь «Новым горизонтам». Также Дэвид был на бурной «победной вечеринке», состоявшейся на Бурбон-стрит в Новом Орлеане в 2001 г., когда «Новые горизонты» выиграли конкурс NASA проектов экспедиции к Плутону, победив в жестком соревновании. Дэвид был и на мысе Канаверал, на оглушительном и головокружительном старте к Плутону в 2006 г., он помогал команде разрабатывать стратегии информирования общественности во время пролета Плутона в 2015 г. Когда автоматическая межпланетная станция (АМС) «Новые горизонты» исследовала Плутон, Дэвид работал с научной командой, обеспечивая взаимодействие со СМИ. Хотя многие впечатления и сведения были получены Дэвидом из первых рук, его имя не часто упоминается в этой книге. Скорее, его голос — это голос рассказчика.

Мы познакомились 25 лет назад, вскоре после того, как было положено начало всей этой истории, и вместе восхищались целым рядом необыкновенных событий, которые произошли с того времени. Мы двигались по нашей жизни, а наш космический аппарат боролся за право на жизнь, создавался и путешествовал через Солнечную систему.

В этой книге мы попытались соединить свои голоса, чтобы дать многообразную и глубоко личную точку зрения на это историческое путешествие, задуманное, разработанное и воплощенное в жизнь только для того, чтобы исследовать Плутон, путешествие, которое должно было стать заверша­ющим в первом знакомстве с планетами Солнечной системы.

Главный материал для книги появился в ходе наших долгих телефонных разговоров, которые происходили каждую субботу по утрам в течение полутора лет. В них мы снова прошли сквозь длинный и полный приключений путь «Новых горизонтов», и Алан пересказывал Дэвиду свои воспоминания о проекте, о том, как он начинался и из каких этапов складывался. Расшифровки Дэвидом этих разговоров легли в основу черновиков почти всех глав, которые затем мы оба редактировали и переписывали много раз, передавая их друг другу и тщательно проверяя.

В результате эта книга сочетает в себе наши взгляды на увлекательную историю, сопровождающиеся голосами множества ключевых ее участников. Но во многом это история, увиденная ее лидером Аланом и пересказанная затем Дэвиду.

При совместном написании книги возникали некоторые сложности. Например, как мы будем говорить об Алане? Если не считать тех мест, где приводятся цитаты, мы не могли использовать первое лицо (как, например, в предложении «Я не мог поверить своим ушам»), поскольку Дэвид является соавтором. Хотя казалось несколько странным говорить об Алане в третьем лице («Алан не мог поверить своим ушам») в книге, где он также выступает как соавтор, ради стилистики мы выбрали именно такую подачу материала. Голос Алана, как и голоса многих других, звучит в цитатах от первого лица, часто отделенных от основного текста. Многие из этих цитат взяты из записей наших субботних разговоров, с которых и началась эта книга.

Современные исследования планет — сложная работа, в которой нельзя добиться успеха без совместных усилий огромного количества людей. Некоторые участники проекта «Новые горизонты» несколько десятков лет мечтали, составляли планы, проектировали, строили, чтобы послать один-единственный аппарат в полет к Плутону. Поэтому мы хотим отметить, что вклад в проект внесло гораздо больше людей, чем упомянуто на этих страницах. Нам очень жаль, что для того, чтобы уложиться в приемлемый объем, с грустью пришлось оставить за рамками книги многих из них. Мы очень благодарны нашим редакторам за то, что они улучшили рассказ, настояв на том, что он должен быть достаточно краток, чтобы его можно было читать.

На памяти одного поколения не было ничего подобного проекту «Новые горизонты», когда новые миры исследуются друг за другом. И в данный момент ничего похожего не планируется в будущем.

В нашей книге мы рассказываем о том, что чувствовали люди, участвовавшие в этом проекте, одном из самых известных в истории исследования космоса. Попытка изучить Плутон — это ни на что не похожая и местами душераздирающая история с таким количеством неожиданных поворотов, которые, казалось, вели в глухой тупик, ситуаций, когда чудом удавалось избежать несчастья и с трудом можно было поверить, что ее ждет успех. Но его удалось достичь.

А теперь пойдемте с нами, и вы узнаете, как это происходило, и почувствуете, каково находиться внутри всего этого.

 

Алан Стерн, Боулдер, штат Колорадо

Дэвид Гринспун, Вашингтон, округ Колумбия

Январь 2018 г.

Вступление

Без связи

Днем в субботу 4 июля 2015 г. руководитель экспедиции NASA к Плутону «Новые горизонты» Алан Стерн работал в своем офисе неподалеку от Центра управления полетами (ЦУП). Неожиданно у него зазвонил сотовый телефон. Стерн знал, что все празднуют День независимости, но гораздо больше его волновало, что до пролета мимо Плутона оставалось десять дней. «Новые горизонты» — космический аппарат, который был в центре всей его работы в течение последних 14 лет, — чуть больше чем через неделю должен был оказаться у своей цели — самой далекой планеты из всех, которые когда-либо исследовали с помощью зондов.

В тот день Алан, поглощенный работой, занимался подготовкой к полету. На последнем этапе приближения аппарата к Плутону он привык мало спать, но 4 июля пришлось встать посреди ночи и отправиться в ЦУП для того, чтобы загрузить очень большой пакет компьютерных команд, жизненно необходимый, чтобы успешно провести зонд рядом с планетой. Этот блок команд потребовал почти 10 лет работы и в то утро был послан с помощью радиопередачи, летящей со скоростью света, чтобы около Плутона догнать «Новые горизонты».

Взглянув на свой телефон, Алан с удивлением обнаружил, что ему звонит Глен Фонтейн, менеджер проекта «Новые горизонты». Стерн почувствовал холодок внутри, потому что отлично знал, что Глен взял выходной, чтобы провести его в расположенном неподалеку доме до того, как всех захлестнет суета приближающегося финального пролета. Зачем бы Глену звонить прямо сейчас?

Алан ответил на звонок:

— Глен, что случилось?

— Мы потеряли контакт с аппаратом.

— Встретимся в центре управления, я буду через пять минут.

Алан нажал кнопку отбоя и на несколько секунд присел за свой стол. Он оцепенел и только качал головой, не желая поверить в происшедшее. Неожиданная потеря связи с Землей — такого не должно было происходить ни с одним космическим аппаратом. Этого не случалось с «Новыми горизонтами» за все девять лет полета от Земли до Плутона. Как это могло произойти сейчас, когда до цели оставалось всего десять дней?

Алан сгреб свои вещи и мимоходом заглянул в дверь конференц-зала внизу, где проходила рабочая встреча и куда он собирался пойти: «Мы потеряли связь с космическим аппаратом». Когда коллеги, остолбенев, уставились на него, он добавил: «Я сейчас иду в ЦУП и не знаю, когда вернусь. Может быть, не сегодня». Алан добежал по летней мэрилендской жаре до своей машины и проехал километр до кампуса Лаборатории прикладной физики в Лореле, штат Мэриленд, откуда управлялись «Новые горизонты».

Возможно, эта поездка показалась Алану самой длинной в жизни. Он был абсолютно уверен в способности своей команды справиться с чрезвычайными ситуациями: они отработали такое количество вариантов реагирования на различные неполадки, что если и была группа людей, способных справиться с этим, то это были члены команды проекта «Новые горизонты». Но тем не менее в голове крутился самый худший вариант развития событий.

Если говорить конкретно, то вспоминался злосчастный «Марс Обсервер» NASA. Этот аппарат, запущенный в 1992 г., замолчал всего за три дня до того, как достиг Марса. Все попытки восстановить связь оказались безуспешными. Позднее NASA выяснило, что произошло разрушение топливного бака, которое и привело к гибели зонда. Другими словами, он взорвался.

Алан напряженно размышлял: «Если мы потеряем этот аппарат, то потеряем весь проект, работа над которым продолжалась 14 лет, и весь труд 2500 людей пойдет прахом. Мы почти ничего не узнаем о Плутоне, и "Новые горизонты" станут провалом и воплощением разорванных в клочья мечтаний».

Связь

Добравшись до большого, практически лишенного окон офисного здания, где размещался ЦУП, Алан припарковал машину, постарался отбросить черные мысли и пошел делать свою работу. ЦУП вполне соответствует вашим ожиданиям того, как должно выглядеть такое место, он похож на ЦУП из «Аполлона-13» или любого другого фильма о космосе: главное место занимают огромные проекционные экраны вдоль стен и ряды компьютерных мониторов у пультов операторов.

В течение 9 долгих лет путешествия к Плутону радиосвязь с «Новыми горизонтами» была единственным способом, с помощью которого команда могла войти в контакт с аппаратом, управлять им, получать данные о его состоянии и наблюдениях. В то время, как АМС все дальше уходила к внешним границам Солнечной системы, временная задержка связи все увеличивалась, и теперь радиосигналу, двигающемуся со скоростью света, требовалось девять часов, чтобы пройти весь путь от Земли до зонда и обратно.

Чтобы оставаться на связи, «Новые горизонты», как и все «дальнобойные» космические аппараты, полагался на малоизвестную и невоспетую в балладах жемчужину планетных исследований NASA — Сеть дальней космической связи. Она представляет собой три комплекса гигантских антенн-тарелок, расположенных в Голдстоуне, штат Калифорния, в Мадриде и в Канберре (Австралия). Они функционируют как единое целое, передавая обязанности по установлению связи, пока Земля каждые 24 часа совершает оборот вокруг своей оси. Три станции распределены по всему миру так, что один из комплексов антенн в любой момент может нацелиться на объект, в какой бы точке глубокого космоса он ни находился.

Но сейчас… Сеть дальней космической связи утратила контакт с одной из самых своих драгоценных целей — «Новыми горизонтами».

Алан отсканировал свой пропуск, пройдя через службу безопасности здания, и вошел в ЦУП. В зале он сразу же увидел Элис Боуман, ветерана экспедиции, всегда невозмутимого и чрезвычайно компетентного руководителя полета с 14-летним стажем, которую прозвали «мамочкой». Элис возглавляла команду ЦУПа, поддерживающую связь с аппаратом и управляющую им. Она стояла вместе с небольшой группой инженеров и экспертов по управлению полетом перед компьютерным экраном, на котором мерцало зловещее сообщение «OUT OF LOCK»[1].

Их спокойствие было обнадеживающим, и Алану бросилось в глаза, что они выглядят достаточно расслабленными, как будто считают, что все козыри у них на руках. Задав им несколько вопросов, Алан выяснил, что у коллег уже есть рабочая версия происходящего.

Во время потери сигнала космический аппарат был запрограммирован на то, чтобы выполнять несколько заданий одновременно, и это было сложной задачей для его основного компьютера. Эксперты решили, что, возможно, компьютер начал перезагрузку и перешел в безопасный режим. На симуляторе в ЦУП тот же самый набор заданий не представлял проблемы для точно такого же компьютера, как тот, который стоял на борту «Новых горизонтов». Но, возможно, на борту межпланетной станции что-то отличалось от симулятора.

Если бортовой компьютер был перегружен заданиями, он мог принять решение о перезагрузке. Был и другой вариант: столкнувшись с проблемой, он мог отключиться и автоматически передать управление резервному компьютеру «Новых горизонтов».

Любой из этих вариантов оказался бы хорошей новостью, означающей, что аппарат работает, а проблему можно исправить. Автоматическая станция уже должна была «проснуться» и передать домой сигнал с информацией о своем состоянии. Поэтому, если все было именно так, через час или полтора, когда «Новые горизонты» завершат первые шаги по своему «воскрешению», в ЦУПе должны были получить весточку от своей «птички». Элис и ее команда были уверены в том, что происшествие связано с одной из этих проблем с компьютером, и после стольких лет полета «Новых горизонтов» Алан был склонен доверять им. Тем не менее, если они ничего не услышат, если через час или полтора сигнал не последует, то это будет означать, что у них нет хорошей гипотезы о происшедшем и, вполне возможно, что уже нет и самого аппарата.

Когда стало прибывать все больше персонала, чтобы помочь справиться с чрезвычайной ситуацией, Алан организовал офис в ситуационном центре — конференц-зале со стек­лянными стенами, откуда можно было наблюдать за ЦУПом. Приехал и Глен Фонтейн. Вскоре стало ясно, что потребуются работы по восстановлению нормального функционирования аппарата, и члены команды могут застрять тут надолго — на несколько дней и ночей, чтобы решить проблему и исправить курс предстоящего пролета.

Если бы АМС «Новые горизонты» двигалась по орбите планеты или безопасно стояла на ее поверхности, как планетоход, команда могла бы потратить время, чтобы проанализировать проблему, разработать рекомендации, попробовать разные способы действий. Но аппарат выполнял пролетную миссию. Он мчался к Плутону со скоростью более 1 207 000 км в день — около 50 000 км/ч. Будет АМС работать или нет, она пролетит мимо планеты 14 июля и никогда не вернется назад. «Новые горизонты» не остановятся на то время, пока эксперты решают проблемы. Есть только одна попытка добраться до сокровищницы Плутона: у аппарата не было замены, не было второго шанса и не было никаких вариантов отложить дату его прибытия к Плутону.

Во время Первой мировой войны появилось выражение, описывающее войну как «месяцы скуки, перемежающиеся минутами ужаса». То же самое можно сказать и о долгом полете АМС. И команде «Новых горизонтов» выпал длинный и откровенно страшный час, пока они ждали обнадежива­ющего сигнала от аппарата.

Затем наступило облегчение: в 15:11, через час и 16 минут после потери связи с космическим аппаратом, сигнал вернулся, и на компьютерах в ЦУПе появилось новое сообщение: «LOCKED»[2].

Алан глубоко вздохнул. Гипотеза, которую выдвинули инженеры, по всей видимости, была верной. Аппарат снова был на связи. Они вернулись в игру!

Но трудности были впереди. Предстояло проделать огромную работу, чтобы аппарат вернулся к расписанию пролета. Во-первых, инженеры должны были вывести его из безопасного режима, в который АМС переходит, столкнувшись с проблемой, которую не может решить его система. Но для того, чтобы восстановить пролет, следовало сделать намного больше. Все компьютерные файлы, которые методично загружались с декабря для того, чтобы обеспечить исследование Плутона, предстояло загрузить заново, прежде чем начать пролетные операции. При обычных обстоятельствах это потребовало бы многих недель работы, но в распоряжении команды недель не было, у них оставалось десять дней до того, как АМС доберется до Плутона, и только три дня до начала передачи жизненно важной информации для максимального сближения с планетой, когда будет сделана бо́льшая часть ценных научных наблюдений.

Боуман и ее команда тут же приступили к работе, и задача, стоящая перед ними, вселяла страх. После того, как они вывели космический аппарат из безопасного режима, им нужно было отдать команду о переключении с резервного на основной компьютер, чего раньше они никогда не делали, и снова передать все файлы, которые были необходимы, чтобы управлять операциями во время пролета. И прежде чем что-то посылать на АМС, требовалось все проверить на симуляторе полета, чтобы убедиться, что это сработает. Все должно было быть сделано идеально: если они пропустят хотя бы один жизненно важный файл или используют не ту его версию, пролет, который они планировали так много лет, может обернуться неудачей.

Часы не стояли на месте. Первые научные наблюдения близкого пролета — самые важные в миссии — должны были состояться всего за 6,4 суток до встречи с Плутоном, во вторник. Эта отметка в 6,4 суток была связана с продолжительностью дня на Плутоне, одним его полным оборотом вокруг оси. Она означала, что во вторник команда в последний раз перед пролетом увидит некоторые части Плутона в крупном масштабе. Если к тому времени не удастся вернуть аппарат на правильный путь, останутся большие участки планеты, которые АМС не сможет нанести на карту.

Смогут ли они вернуть корабль в расписание к этому времени? Элис и ее команда разработали план и надеялись, что смогут ему следовать, если только предположить, что они не столкнутся с новыми трудностями или не возникнут проблемы, вызванные ошибками, которые могут появиться во время долгих процедур восстановления аппарата, к которым они приступили.

Сработает ли это? Или они провалятся? Как сказал Алан в тот день, если в команде «Новых горизонтов» кто-то был атеистом до этого происшествия, то в этот момент они, возможно, обратились в какую-либо веру. Время даст все ответы на вопросы, а мы расскажем об этом, но вначале давайте поговорим об истории аппарата «Новые горизонты» и о том, что происходило с ним до этого момента.

1

Мечты о большом путешествии

Эта книга рассказывает историю о маленькой, но очень умной машине, проделавшей огромный путь (4,8 млрд км), чтобы сделать то, что вошло в историю, — провести первое исследование Плутона. Она достигла этой цели благодаря настойчивости, изобретательности и удачливости знакомых с новыми технологиями мечтателей, которые, родившись в Америке космической эры, выросли с дерзкой идеей о том, что могут исследовать неизвестные миры на самом далеком рубеже Солнечной системы.

У экспедиции «Новые горизонты» к Плутону была длинная предыстория. Она восходит к поразительно трудному открытию Плутона в 1930 г. Далее, почти полвека спустя, она расширяется до потрясающего открытия целой группы других миров, обращающихся на краю нашей планетной системы, и доходит до не самого популярного предложения, внесенного целеустремленной командой молодых ученых в NASA, которых влекли новые знания и имеющие историческое значение исследования.

Ученые не всегда верят в судьбу, но они верят в то, что бывает подходящее время. Поэтому мы начнем с 1957 г., когда на орбиту Земли был запущен первый космический аппарат, названный «Спутник-1».

Начальный пинок

Сол Алан Стерн появился на свет в Новом Орлеане, штат Луизиана, в ноябре 1957 г. Он был первым из троих детей в семье Джоэль и Леонарда Стернов. Его родители вспоминают, что беременность проходила очень легко, за исключением нескольких последних недель, когда ребенок неожиданно начал пинаться, как сумасшедший. Во время празднования 50-го юбилея сына его отец утверждал, что Алан явно услышал, как люди говорят о запуске «Спутника-1», и ему не терпелось выбраться наружу и отправиться исследовать космическое пространство.

С самого раннего детства Алан интересовался естественными науками, космосом и астрономией, о которых он читал все, что только попадало ему в руки, но в конце концов фонды местной библиотеки исчерпались, даже во взрослом отделе.

Когда Алану было 12 лет, он смотрел телевизионные репортажи Уолтера Кронкайта, где репортер рассказывал о первых посадках «Аполлонов», при этом в руках у него был подробный план полета, разработанный NASA. «Конечно, с помощью телевизора читать я не мог, — вспоминал Алан, — но я видел, что план состоит из сотен страниц и наполнен всеми деталями, с описанием каждого вида деятельности по минутам. Я мечтал о таком плане, потому что хотел знать, как на самом деле планируют космические полеты. Я подумал, что если уж Кронкайту удалось раздобыть его в NASA, то и у меня тоже получится его заполучить».

И Алан написал в NASA. Когда ему ответили, что он не может получить копию плана, поскольку не является «аккредитованным журналистом», мальчик решил пойти ва-банк и исправить положение дел. За год он провел большую работу и написал рукописную книгу в 130 страниц. Она называлась «Непилотируемый космический аппарат: взгляд изнутри», что — как Алан первым признает — было «достаточно забавным заглавием для ребенка, который целиком и полностью находился вне космической индустрии и учился в процессе написания».

Но это сработало. Алан не только заполучил весь комплект полетных планов программы «Аполлон», он еще и попал «под крылышко» к Джону МакЛэйшу, начальнику управления NASA по связям с общественностью в Хьюстоне, который часто выступал с рассказами о полетах «Аполлонов» по телевидению. МакЛэйш действительно начал пересылать Алану бесконечный поток технической документации по программе «Аполлон», не только полетные планы, но и руководства по операциям командного модуля, описания действий астронавтов лунного модуля на поверхности Луны и многое другое. Алан начал мечтать о карьере, связанной с космосом, но понимал, что ему предстоит еще 10 лет учебы, прежде чем он приобретет достаточно технических навыков, чтобы после колледжа присоединиться к тем, кто трудится над космическими программами.

Большое путешествие

Примерно в то же время, когда зародилась их дружба с Джоном МакЛэйшем, Алану в руки попал номер National Geographic за август 1970 г. На обложке журнала был изображен Сатурн — так, как он мог бы выглядеть с одного из своих спутников. На рисунке гигантская, окруженная кольцом планета лежала под углом, проплывая через черноту космоса над изрезанным кратерами, ледяным чужим пейзажем, который выглядел одновременно и реальным, и совершенно фантастическим. Многие планетологи одного с Аланом возраста вспоминают, что в детстве листали заглавную статью этого номера под названием «Путешествие к планетам». В ней было нечто вроде магии — полеты автоматических аппаратов, и дети зачитывались ею, как сегодняшние подростки — историями о Гарри Поттере.

В статье описывалось, как в следующие десятилетия NASA планирует запустить ряд автоматических аппаратов, которые исследуют все планеты и превратят знания о них из научно-фантастических фантазий в настоящие фотографии известных миров.

Изучение Солнечной системы представлялось как непрерывная череда путешествий. Статья сопровождалась биографическими справками о первом поколении ученых-планетологов, среди которых был Карл Саган, задумывающих полеты, запускающих космические зонды и обрабатывающих информацию, полученную в первых экспедициях. К 1970 г. NASA удалось запустить только семь аппаратов к другим планетам: три к Венере и четыре к Марсу. Все эти первые межпланетные полеты были «пролетами», когда аппарат просто приближается к планете и не имеет возможности замедлиться, чтобы выйти на орбиту или совершить посадку. В течение нескольких часов при минимальном сближении он делает так много фотографий, как только возможно, и собирает всю доступную информацию. (Надо отметить, что мы сказали «просто», но на следующих страницах этой книги вы увидите, что на самом деле ничего простого в этом нет.)

Статья в National Geographic рассказывала, что 1970-е гг. обещают стать «десятилетием исследования планет», и приводила многообещающий список запланированных и ожидаемых экспедиций NASA, которые открывали человечеству неизвестную часть Солнечной системы. На 1971 г. был намечен выход двух автоматических станций на орбиту вокруг Марса. Далее должны были состояться первые полеты в «неизведанное королевство», как тогда называли внешние планеты Солнечной системы. «Пионеру-10» и «Пионеру-11» предстояло добраться до Юпитера в 1973 и 1974 гг., а затем отправиться дальше, чтобы в далеком 1979-м достичь Сатурна.

Вскоре после этого «Маринер-10» должен был нанести первый визит Меркурию, по пути пролетев мимо Венеры, где ему впервые предстояло совершить гравитационный маневр — изящный трюк, который с тех пор стал обязательным для перемещения по Солнечной системе. При таком маневре космический аппарат посылают по траектории, проходящей очень близко к планете, что придает ему приращение скорости и направляет к следующей цели. Это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, как будто мы получаем что-то из ничего, но на самом деле все работает — уравнения небесной механики не лгут. На планету крохотная потеря орбитальной скорости, которой она делится с космическим аппаратом, не оказывает заметного эффекта, но аппарат получает колоссальный толчок в нужном направлении. Планировалось, что «Пионер-11» использует такой трюк во время пролета мимо Юпитера, что позволит ему отправиться к Сатурну.

Если все эти экспедиции пройдут успешно, то еще до конца десятилетия космические аппараты с Земли посетят все пять планет, известных с древних времен, — от Меркурия до Сатурна. И более того, «Пионер-10» и «Пионер-11», набрав достаточную скорость, могли бы в конце концов вырваться из плена притяжения Солнца, став первыми построенными людьми аппаратами, покинувшими Солнечную систему (вместе со своими верхними ракетными ступенями).

А что же дальше? Оставалось еще три неисследованные внешние планеты, но огромное расстояние от Солнца до Урана, Нептуна и Плутона делало путешествие к ним неосуществимо долгим. Если только не…

Статья в National Geographic описывала дерзкий план совершить «большое путешествие», в котором можно было использовать несколько гравитационных маневров, чтобы посетить каждую из этих планет. Теоретически есть возможность запустить космический аппарат к Юпитеру, разогнать у Сатурна, а потом снова разгонять у каждой более отдаленной планеты. Такая экспедиция позволяла посетить все планеты, даже далекий Плутон, менее чем за десять лет, а не тратить на путешествие несколько десятилетий.

Но такой трюк невозможно осуществить в любое время и даже в любой случайно взятый год или столетие. Планеты, каждая из которых обращается по своей собственной орбите вокруг Солнца, должны выстроиться в правильном порядке, как бусины, нанизанные на нитку, от Земли до Плутона. Как секретный проход, открывающийся раз в два столетия, движение планет создает такую возможность раз в 175 лет.

Так случилось, что эта редкая возможность вскоре должна была появиться, и, таким образом, рождался шанс на «большое путешествие». Используя его, космический аппарат, запущенный в конце 1970-х гг., мог быстро пролететь через всю Солнечную систему, посетив по очереди каждую из внешних планет, и прибыть к Плутону в конце 1980-х гг. По счастливой случайности, эта редкая удача выпала именно в тот момент истории в конце ХХ в., когда люди как раз научились запускать аппараты к иным мирам.

Статья давала юному читателю очень важные уроки: законы физики могут стать нашими друзьями. Их можно использовать для того, чтобы достичь тех мест, которые иначе были бы недостижимы. И иногда все складывается именно так, что появляются шансы, которые, если их не использовать, снова не выпадут очень долгое время.

Публикация в National Geographic была проиллюстрирована первыми фотографиями, которые автоматические межпланетные станции сделали около Марса и Венеры, а также рисунками художников, изображающими еще не исследованные планеты. Кроме того, там была таблица, где собрали известные факты обо всех девяти планетах, среди которых одна стояла особняком как совершенно таинственная. В колонке для Плутона бо́льшая часть граф была заполнена вопросами. Приводились только данные о его огромной и далекой орбите (ему требуется 248 земных лет, чтобы совершить полный круг) и о продолжительности дня (один оборот вокруг своей оси планета делает за 6,4 земных дня). Количество спутников? Неизвестно. Размер? Неизвестен. Атмо­сфера? Структура поверхности? Неизвестны. Не было ничего, что могло бы дать нам представление о том, что действительно происходит на Плутоне. Алан запомнил, как, читая эту статью, увидел таблицу и подумал о космических зондах, которые в один прекрасный день исследуют таинственный Плутон, самую далекую и неизвестную из всех планет.

«Вояджеры»

В те времена большинство межпланетных автоматических станций запускались парами, чтобы застраховаться от возможной поломки одного из аппаратов. В этом была определенная логика, потому что стоимость постройки второй, полностью идентичной АМС намного снижалась благодаря тому, что можно было использовать конструкторские разработки и планы по первой. Например, «Маринер-9», аппарат, вышедший на орбиту Марса и показавший поверхность Красной планеты во всех деталях, совершил успешный полет. Но его близнец «Маринер-8» потерпел катастрофу над Атлантическим океаном из-за отказа разгонного блока. Подобная судьба постигла и «Маринер-1», при этом «Маринер-2» добрался до Венеры. «Маринер-3» потерпел поражение, но «Маринер-4» выполнил у Марса возложенные на него задачи.

NASA планировало «большое путешествие» к планетам-гигантам с помощью двух пар одинаковых автоматических станций, которые должны были посетить по три планеты каждая. Первая пара, готовящаяся к запуску в 1977 г., пролетала мимо Юпитера, а потом «отскакивала» к Сатурну и Плутону. Другой паре предстояло стартовать в 1979 г., чтобы посетить Юпитер, Уран, Нептун и Плутон. «Большое путешествие» должно было завершить то, что Карл Саган называл «первым знакомством с Солнечной системой».

Это был замечательный план, но послать четыре аппарата, чтобы каждый из них посетил по три планеты, было слишком дорогим удовольствием. Предполагаемая цена разработки, строительства и полета АМС для этой экспедиции, которая должна была продолжаться более 10 лет и добраться дальше, чем любой космический аппарат в истории, составляла более 6 млрд долларов по нынешнему курсу. К несчастью, в то время бюджет NASA был урезан, и в такой обстановке столь дорогая экспедиция была обречена на провал. Грандиозный большой тур был отменен еще до того, как сошел с чертежных досок.

Понимая, что на протяжении их жизни другой такой возможности не представится, ученые постарались снизить цену и спасти «большое путешествие», разработав урезанную версию под названием «Экспедиция АМС "Маринер" к Юпитеру и Сатурну». Она ставила перед собой более скромную цель — исследовать только две самые крупные и более близкие к Солнцу внешние планеты: Юпитер и Сатурн. Два аппарата-близнеца стоимостью около 2,5 млрд долларов по нынешнему курсу получили одобрение в 1972 г. Был проведен конкурс по выбору официального названия АМС, и за несколько месяцев до старта в августе и сентябре 1977 г. их окрестили «Воя­джер-1 и 2».

Хотя «большое путешествие» в своем первоначальном виде было отменено, даты пуска «Вояджеров» и их траектории были тщательно выбраны так, чтобы аппараты могли продолжить движение от Сатурна, использовав гравитационный маневр, чтобы добраться до всех внешних планет. Источник энергии, основанный на радиоактивном распаде, был разработан так, чтобы аппараты могли лететь еще много лет после выполнения основной миссии. Таким образом, потенциально эти АМС могли продолжить путь до Урана, Нептуна и Плутона, если позднее появятся средства оплачивать продолжение полета.

Экспедиция «Вояджеров» считалась бы полностью успешной в том случае, если будет проведено исследование систем Юпитера и Сатурна. Тем не менее ее разработчики планировали — при определенной доле удачи и будущих ресурсах, на которые они не могли рассчитывать, — продолжать полет на многие годы дольше и на миллиарды километров дальше, посетив, в конце концов, все цели большого путешествия. И, наконец, «Вояджеры» сделали именно это. Они были запущены в конце 1970-х гг., к 1981 г. каждый успешно выполнил свою основную миссию у Юпитера и Сатурна, и оба управляются по сей день, через четыре десятилетия после старта. «Вояджер-2» достиг Урана и Нептуна, но никогда не доберется до Плутона, потому что двигается в другом направлении. Но «Вояджер-1» летел в нужном направлении.

Так почему же «Вояджер-1» не направился к Плутону? Одним из его самых больших достижений и официальным мерилом успеха всей программы было исследование Титана — уникального и загадочного гигантского спутника Сатурна. Если учесть, что это единственный спутник в Солнечной системе, обладающий плотной атмосферой (даже плотнее, чем у Земли), состоящей, как и воздух, которым мы дышим, в основном из азота, то Титан всегда вызывал большой интерес у ученых. Также на нем в очень маленьких количествах имеются органические химические соединения (те самые соединения с углеродом, которые сделали возможной жизнь на Земле), а в его атмосфере содержится метан, в составе которого есть углерод. Атмосфера была открыта в 1944 г. астрономом Джерардом Койпером, одним из основателей современной планетологии, имя которого мы вскоре встретим снова.

Тем не менее существовала проблема, из-за которой приходилось делать трудный выбор. «Вояджер-1» мог как следует изучить Титан только в том случае, если сделает близкий пролет сразу после того, как пролетит мимо Сатурна. Выполнение такого маневра навсегда сводило космический аппарат с траектории большого путешествия, разворачивая «Воя­джер-1» к югу и резко отклоняя от плоскости орбит планет. Это направление полета от Сатурна делало невозможным продолжение путешествия к Плутону. В то время никто не смог привести веских аргументов в пользу того, что «Вояджер-1» должен пропустить Титан. По сравнению с Плутоном это небесное тело находилось, можно сказать, под рукой, и для ученых исследование Титана было просто увлекательным. Напротив, пятилетнее путешествие к далекому Плутону было очень рискованным, к тому же об этой планете имелось настолько мало информации, что никто не мог сказать, будет ли оно стоить затраченных усилий. Отдать предпочтение Титану перед Плутоном было хорошим, логичным выбором. И даже сего­дня никто не жалеет об этом решении, особенно сейчас, после того, как Титан показал себя миром чудес с метановыми облаками, дождями, озерами и органическими соединениями, обнаруженными в обширных песчаных дюнах. Это действительно одно из самых интересных мест, которое людям довелось исследовать. Решение в самом деле было правильным, но одновременно оно лишало человечества шанса посетить Плутон в ХХ в. Если вблизи него вообще суждено было побывать, то это путешествие приходилось откладывать до другого времени и другого поколения.

Школьные годы

Алан окончил Техасский университет в декабре 1978 г. В январе 1979 г., как раз тогда, когда «Вояджер-1» приближался к Юпитеру, он начал постдипломное обучение в области аэрокосмической техники. Стерн по-прежнему увлекался исследованием космоса, но ученым себя не видел. Даже сегодня он помнит, как услышал о решении по поводу того, что «Воя­джер-1» должен изучить Титан и не предпринимать попытки совершить более длинное и рискованное путешествие к Плутону: «Помню, тогда я подумал: "Они сделали разумный выбор, но это плохо — возможно, нам никогда не выпадет шанс увидеть Плутон"».

Алан сохранил глубокий интерес к тому, как осуществляются экспедиции АМС, но его программа подготовки магистра, сосредоточенная на небесной механике, была выбрана со стратегической целью: сделать себе резюме, которое позволило бы пройти в программу отбора астронавтов NASA. Какой шаг следовало сделать дальше, чтобы добиться этой цели?

Алан хотел продемонстрировать NASA свое разностороннее образование, поэтому выбрал еще одну магистерскую программу в другой области — изучение атмосфер планет. Этот выбор оказался решающим. Алан вспоминает:

 

В Техасском университете был молодой и очень крутой преподаватель планетологии Ларри Трафтон, который тоже хотел стать астронавтом. Он окончил Калифорнийский технологический институт и сделал несколько достаточно крупных открытий. Также он приобрел себе определенную репутацию за свою строгость и суровость. Помню, как я пришел в кабинет Трафтона, и, хотя чувствовал себя перепуганным из-за того, что́ о нем говорили, сказал, что могу работать на него бесплатно, если у него есть какие-то идеи проекта, который мы могли бы сделать вместе. Он рассказал мне о статье, посвященной Плутону, которую недавно написал и в которой были некоторые расчеты насчет атмосферы Плутона, очень быстро улетучивающейся в космос. Согласно им, Плутон должен был полностью испариться за время существования Солнечной системы. Конечно, смысла в этом никакого не было, потому что Плутон по-прежнему был на своем месте, следовательно, это указывало на то, что происходит что-то еще, чего мы не понимаем. Когда в конце 1980 г. я постучал к Трафтону в дверь и попросил дать мне интересную исследовательскую задачу, он как раз размышлял над этой проблемой. Поэтому он сказал: «А почему бы вам не поработать с Плутоном?», и это, в конце концов, стало темой моей магистерской диссертации. Мы провели некоторые исследования основных физических процессов, которые могли бы происходить в атмосфере Плутона. По сегодняшним меркам такое компьютерное моделирование было очень простым, но для своего времени оно многое проясняло.

 

Полтора года спустя, получив вторую магистерскую степень, Алан переехал в Колорадо, где стал инженером в NASA, работая над проектами для гиганта аэрокосмической отрасли — компании Martin Marietta. Но через полтора года он оставил эту работу ради Университета Колорадо, где стал научным сотрудником программы (главным ассистентом руководителя проекта, который, по терминологии NASA, назывался «научным руководителем») по запуску с помощью шаттла спутника для изучения состава кометы Галлея во время одного из ее редких появлений в 1986 г. Также он работал над суборбитальными научными миссиями и занимался аппаратурой, которую должны были шесть раз запустить с космического челнока, чтобы получить изображения кометы Галлея из космоса. Это был первый проект аппарата, в котором Стерн был научным руководителем.

Пока все это продолжалось, Алан задавался вопросом, как далеко ему удастся продвинуться без докторской степени. Он уже был женат, имел дом, делал карьеру и думал о том, что, возможно, упустил свой шанс, не вернувшись в докторан­туру Техасского университета.

Затем, в январе 1986 г., произошла трагедия. Космический челнок «Челленджер» взорвался через 73 секунды после старта, унеся жизни семи астронавтов. Этот взрыв уничтожил и оба проекта, которыми Алан занимался в течение трех предыдущих лет: спутник для изучения состава кометы Галлея и его первый проект как научного руководителя — фотографирование кометы. Помимо того, что оба проекта Алана погибли, расстроились и многие другие планы NASA, а само будущее шаттлов оказалось под вопросом.

Почти все, кто имел тогда какое-то отношение к исследованиям космоса, вспоминают, где они находились, когда взорвался шаттл, и некоторые из нас до сих пор со слезами на глазах говорят о Кристе Маколифф, первой «учительнице в космосе», и других членах экипажа, которые расстались с жизнью тем холодным флоридским утром. Многие из нас смотрели репортаж о старте «Челленджера» в прямом эфире по телевидению; Алан был на мысе Канаверал и вместе с коллегами наблюдал этот пуск.

После катастрофы он был раздавлен: «От этого некуда было деться — это транслировалось по телевидению и выходило во всех газетах. Многие недели и даже месяцы я снова и снова видел взрыв в СМИ». Крушение заставило Алана задуматься о жизни и карьере. Две следующие межпланетные экспедиции NASA — орбитальная АМС «Магеллан» к Венере и орбитальная АМС «Галилео» к Юпитеру — должны были стартовать с шаттла и их временно отложили. То же самое происходило буквально со всеми научными миссиями NASA. Решив, что в области исследований космоса ничего принципиально нового не произойдет до конца 1980-х гг., когда возоб­новятся полеты шаттлов, Алан решил вернуться в университет и получить докторскую степень.

Итак, в январе 1987 г., ровно через год после катастрофы «Челленджера» он поступил на докторскую программу по астрофизике в Университет Колорадо. Для своей диссертации Стерн проводил исследования в области происхождения комет. Но Плутон уже коснулся интересов Стерна. Он дал ему первый настоящий опыт научных исследований, и даже в конце 1980-х гг., в докторантуре, Алана волновал вопрос о возможности послать туда экспедицию. Почему NASA больше не интересуется этой проблемой?

Также Алан понимал, что, избрав кружной путь к докторской степени, он потерял несколько лет по сравнению со своими сверстниками, которые двигались к ней по прямой. Те его одногодки, которые вовремя окончили постдипломное обучение или хотя бы учились в аспирантуре в то время, застали общее воодушевление, связанное с проектом «Вояджер». Не упустил ли он последнюю возможность стать первым исследователем новой планеты? Едва ли он сможет принять участие в экспедиции к Плутону.

Когда Стерн впервые поднял этот вопрос в сообществе именитых ученых-планетологов, ответ был не очень вдохновляющим. Алан:

 

Думаю, я отличался от большинства людей в нашей отрасли тем, до какой степени меня воодушевляли сами исследования, независимо от научных результатов. Когда я работал над докторской диссертацией, у меня впервые зародилась идея об экспедиции к Плутону. Мне подумалось: «Мы так много знаем о Нептуне. А почему бы не слетать к Плутону?» Я был очень разочарован, узнав, что именитые ученые упорно считают, что польза для науки от такой экспедиции не окупит затраты на нее.

 

С тех пор Алан постоянно сталкивался с разрывом между тем, как NASA действительно принимало решения о том или ином исследовании, и тем, как зачастую попытки агентства преподносились общественности. Когда NASA работает на публику, оно часто подчеркивает, какое воодушевление вызывают новые проекты и какую подлинную ценность они несут: «Мы просто отправляемся туда, где до нас еще никто не бывал».

Но комитеты, устанавливающие очередность АМС в рамках ограниченного бюджета NASA, вовсе не озабочены поисками самых интересных экспедиций в неизведанные места. Скорее, они хотят знать, какие именно научные исследования будут проводиться, на какие совершенно определенные научные вопросы первостепенной важности даст ответы этот полет, а также практические подробности того, как каждая возможная миссия может способствовать прогрессу какой-либо отрасли знания. Таким образом, даже если научное сообщество действительно хочет отправиться куда-то ради чуда открытия, трудность состоит в том, чтобы найти этой идее научное рациональное объяснение, настолько веское, чтобы пройти любую проверку.

Алан вспоминает, как в конце 1980-х гг. «кто-то из маститых ученых сказал мне: "Ты никогда не продашь NASA полет на Плутон как проект. Тебе нужно найти способ привлечь научную общественность, чтобы заявить, что такая экспедиция имеет чрезвычайную важность для определенной области знания, что она принесет свои плоды"».

Открытие Плутона — 1930 г.

Из всех небесных тел, в классической традиции относившихся к планетам, Плутон — это не только самый далекий объект, который стали исследовать в последнюю очередь. Он и обнаружен был намного позже всех остальных планет — фактически нашим поколением. Это открытие было сделано в 1930 г. Клайдом Томбо, мальчиком с фермы в Канзасе, не имеющим профильного образования, — классическая история о том, как неуклонное упорство ведет к крупному выигрышу.

Клайда, который родился в 1906 г., посреди выматыва­ющей силы фермерской жизни в Иллинойсе, с детства захватывала мысль об иных мирах. «Однажды, когда я был в шестом классе, — писал он в автобиографических записях, опубликованных в 1980 г., — меня посетила мысль: "А на что должна быть похожа география других планет?"» Когда мальчик подрос, семья переехала на ферму в Канзасе, где Клайд неустанно изучал небо с помощью 57-миллиметрового телескопа, который его отец приобрел по каталогу Sears, Roebuck. Мальчик изучал астрономию самостоятельно, шлифуя линзы, чтобы собрать новый телескоп, и тщательно зарисовывая пятна, которые он наблюдал на Юпитере и Марсе. Он читал все, имеющее отношение к астрономии и планетам, что только мог отыскать в местной библиотеке, и следил за спорами о сомнительных «каналах» на Марсе, которые «открыл» и широко разрекламировал богатый и харизматичный бостонский астроном Персиваль Лоуэлл. Также Клайд прочитал о том, что Лоуэлл предсказал существование неизвестной планеты за орбитой Нептуна.

Лоуэлл тщательно изучил орбиту Нептуна и пришел к выводу, что некоторые странности в его движении можно объяснить небольшим гравитационным влиянием далекой девятой планеты. Клайд читал об обсерватории Лоуэлла, построенной на горе над городом Флагстафф в Аризоне. Он представлял себе, как когда-нибудь поступит в колледж и станет астрономом, но его реальная жизнь была совершенно иной. Времена стояли тяжелые, и Клайд и помыслить не мог, что у его семьи когда-нибудь будет достаточно денег, чтобы он мог уехать с фермы и воплотить свои мечты в жизнь.

Тем не менее, все еще питая какую-то надежду, Томбо послал некоторые из своих лучших зарисовок Марса астрономам в обсерваторию Лоуэлла. И в один прекрасный день в 1928 г., к его величайшему удивлению, Клайд получил ответ от директора обсерватории доктора Весто Слайфера. Они искали ассистента и хотели узнать, не интересует ли Томбо эта работа.

Еще бы она его не интересовала! В январе 1929 г. буквально с одним чемоданчиком, набитым одеждой и книгами по астрономии, а также с несколькими бутербродами, которые мать сделала ему на дорогу, Клайд сел в поезд, идущий на запад, в Аризону. Молодой человек, которому через три недели должно было исполниться 23 года, возбужденный предстоящим путешествием, но немного огорченный тем, что покинул семейную ферму, наблюдал за тем, как поезд удаляется от Канзаса и приближается к горам Аризоны и как пейзаж за окном меняется от равнинных сельскохозяйственных земель до сухой пустыни и сосновых лесов. Этот поезд вез его прямиком на страницы истории, хотя Клайд об этом и не подозревал.

Когда Томбо прибыл на место, он выяснил, что его наняли для того, чтобы он работал на совершенно новом 33-сантиметровом телескопе, чтобы возобновить поиски «Планеты Х». Получив это потрясающее назначение, Клайд взялся за поиски, начатые знаменитым Персивалем Лоуэллом, который скончался в 1916 г., так и не отыскав «свою добычу». Теперь Томбо должен был продолжить его дело.

Новый телескоп, созданный специально для охоты за «Планетой Х», был мощнее, чем тот, который использовал сам Лоуэлл, а расположение обсерватории на высоте 2 км над уровнем моря, в горах северной Аризоны, обеспечивало темные и безоблачные ночи. Работа по поиску, которой должен был заниматься Томбо, была очень кропотливой. Ледяной зимой ночь за ночью он проводил в неотапливаемой башне телескопа, снимая один за другим крошечные участки неба на фотографические пластинки в том районе, где по расчетам параметров орбиты можно было предсказать существование новой планеты.

Ожидалось, что планета, которую искал Клайд, будет настолько тусклой (в тысячи или даже в десятки тысяч раз тусклее, чем объекты, различимые невооруженным глазом), что каждую фотографическую пластинку следовало экспонировать более часа, в течение которого Томбо тщательно вел телескоп, чтобы компенсировать вращение Земли и удерживать звезды неподвижными в поле зрения. Каждая из таких фотографий была усеяна тысячами звезд, галактик, множеством астероидов, и иногда в них даже попадали кометы.

Как же Клайд мог узнать, что какая-либо отдельно взятая точка является планетой? Для этого надо было фотографировать один и тот же небольшой участок неба несколько ночей подряд, чтобы заметить движение тусклого пятнышка на фоне звезд. Причем оно должно было двигаться с определенной скоростью, что указывало на то, что объект обращается по орбите позади Нептуна. Чтобы анализировать изображения, Томбо использовал прибор под названием «блинк-компаратор» — для того времени настоящее произведение искусства, — который позволял ему находить различия между снимками, сделанными в следующие друг за другом ночи. Когда он переключался между фотографиями, звезды фона оставались неподвижными, но планета должна была продемонстрировать медленное движение.

Трудно переоценить, насколько утомительной и трудной была эта работа. Сегодня ее сделали бы с помощью компьютера, но в те времена все операции производились вручную. Итак, Клайд шел к телескопу каждую ночь, когда позволяла погода и полная Луна не разгоняла глубокую темноту. Он жил по 28-дневному лунному циклу, прерывая наблюдения в дни полнолуния, когда ночное небо было слишком светлым, чтобы фотографировать такую желанную тусклую планету. Вынужденный простой он использовал для проявки фотографий и изучения их в лаборатории на блинк-компараторе, чтобы обнаружить первое пятнышко, а затем и следующее.

Но успеха никто не мог гарантировать. Некоторые старшие коллеги говорили Томбо, что он напрасно теряет время; что если бы существовали еще планеты, то они уже были бы обнаружены во время предыдущих исследований. Ничего удивительного, что Клайд страдал от упадка боевого духа и приступов сомнения в себе. Но он продолжал работу.

После почти года напряженной охоты, 21 января 1930 г., небо было ясным, и во время методичного прочесывания Томбо перешел к участку в созвездии Близнецы. Ночь была просто ужасной из-за поднявшегося сильного ветра, раскачивавшего телескоп и почти сорвавшего дверь с петель. Сделанные Клайдом фотографии оказались такими нерезкими, что казались бесполезными, но, как выяснилось, — хотя он сам тогда еще об этом и не знал, — Клайд действительно сфотографировал свою долгожданную цель — «Планету Х» Лоуэлла.

Поскольку 21 января погодные условия были плохими, Клайд решил сфотографировать тот же самый участок 23-го и 29-го. Это было правильным решением.

Несколько недель спустя, 18 февраля, когда почти полная Луна снова сделала поиски тусклых объектов практически невозможными, Томбо занялся сравнением январских снимков на блинк-компараторе, пытаясь отыскать что-то, что двигалось бы с определенной скоростью, указывающей на то, что оно находится на большем расстоянии, чем какая-либо из известных планет. Методом проб и ошибок он обнаружил, что переключение между кадрами со скоростью три раза в секунду работает лучше всего. На одной из январских пластинок Клайд заметил нечто, напоминающее то, что он искал. Крошечное тусклое пятнышко перепрыгивало туда-сюда на 3 мм — это было как раз правильное расстояние, указывающее на то, что объект находится за орбитой Нептуна. «Вот оно!» — сказал себе Клайд. Он вспоминает:

 

Меня охватил глубокий, благоговейный восторг. Я переключал шторку туда и обратно, изучая изображения… Следующие 45 минут или около того я пребывал в таком возбуждении, какого никогда в жизни не испытывал. Я должен был все проверить, чтобы быть полностью уверенным. Я измерил смещение и получил 3,5 мм. Тогда я заменил одну из пластинок на ту, которую снял 21 января. Почти мгновенно я нашел пятно в 1,2 мм к востоку от положения, которое было 23 января, что полностью совпадало с шестидневным смещением уже открытой пары… Теперь я был уверен на 100%[3].

 

В тот момент Томбо понял, что поймал свою добычу. Также он осознал, что стал первым за несколько десятилетий человеком, открывшим новую планету[4]. Эта крошечная темная точка, скачущая, как блоха, по светло-серой фотопластинке, окруженная россыпью неподвижных звезд, была первым изображением мира, который доселе не видел ни один человек.

Там была новая планета! И несколько долгих минут Клайд Томбо был единственным человеком на Земле, который о ней знал. Затем, удостоверившись в подлинности своей находки, он медленно пошел в холл, чтобы рассказать о ней начальнику. Идя по коридору, он старался подобрать нужные слова, но в конце концов вошел в кабинет директора обсерватории и просто сказал: «Доктор Слайфер, я нашел вашу "Планету Х"».

Слайфер знал, насколько аккуратно и тщательно Клайд ведет наблюдения. Раньше Томбо никогда не делал такого заявления, и на ложную тревогу оно не походило. После того, как Слайфер и еще один ассистент проверили снимки и подтвердили находку Томбо, они согласились с ним, но приняли решение держать открытие в тайне, сообщив только нескольким коллегам по обсерватории. Тем временем Клайд провел последующие наблюдения, чтобы подтвердить открытие и получить больше информации о том, что представляет собой объект и как он движется. Фальшивая сенсация могла бы стать настоящей катастрофой.

Более месяца они провели, проверяя и перепроверяя новую планету и ее путь на небе, подтверждая наблюдения расчетами, которые показали, что объект находится дальше Нептуна. Планета прошла все тесты, появляясь на каждой новой фотографии и двигаясь в точности с нужной скоростью. Также астрономы потратили месяц на поиск спутников планеты (не нашли ни одного) и на попытки с помощью более мощного телескопа увидеть ее как диск, а не просто точку, чтобы можно было оценить размеры. Этого они добиться не смогли, и можно было сделать предположение о том, что планета маленькая.

Наконец, полностью удостоверившись в своей находке, они объявили об открытии 13 марта 1930 г. — в 149-ю годовщину открытия Урана и 75-й день рождения Персиваля Лоуэлла.

Сенсационная новость мгновенно распространилась по всему миру. The New York Times вышла с заголовком на всю ширину полосы: «НА ОКРАИНЕ СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ ОБНАРУЖЕНА ДЕВЯТАЯ ПЛАНЕТА — ПЕРВАЯ, НАЙДЕННАЯ ЗА 84 ГОДА», и сообщение тут же подхватило бесчисленное множество других газет и радиостанций.

Открытие стало предметом огромной гордости Лоуэлловской обсерватории, которой нужно было быстро выбрать название новой планеты, пока это не сделал кто-нибудь другой. Вдова Персиваля Лоуэлла Констанс, ранее 10 лет сражавшаяся за то, чтобы лишить лабораторию тех средств, которые ее покойный муж оставил на поиск «Планеты Х», теперь настаи­вала на том, чтобы назвать планету Персиваль или Лоуэлл. Потом она захотела, чтобы планету назвали Констанс в ее честь. Естественно, никто ее желаний не разделял, но для обсерватории ситуация сложилась неловкая, поскольку учреждение по-прежнему финансово зависело от семьи Лоуэлл.

Тем временем пришло более тысячи писем, где предлагались различные названия новой планеты. Некоторые из них были достаточно серьезными, основанными на мифологии и подходящими к названиям других планет, например Минерва, Озирис и Юнона. Другие предлагали современные названия, такие как «Электричество». Были и куда более экстравагантные и невероятные предложения: одна женщина с Аляски прислала стихотворение, чтобы подкрепить свое намерение назвать планету Том Бой («мальчик Том») в честь Томбо. Кто-то из Иллинойса заявил, что планету нужно именовать Лоуэллофой в честь обсерватории Лоуэлла в Флагстаффе, штат Аризона. А мужчина из Нью-Йорка предложил «Зиксмал», потому что это было последнее слово в словаре и, таким образом, оно идеально подходило для «последней планеты».

Но Венеция Берни, 11-летняя школьница из Англии, предложила название «Плутон» — имя римского божества, повелевающего подземным миром. Ее дедушка рассказал об этой идее Венеции знакомому астроному, который, в свою очередь, послал в обсерваторию Лоуэлла судьбоносную телеграмму, гласящую: «В качестве названия для новой планеты рассмотрите, пожалуйста, "Плутон" — имя, которое маленькая девочка Венеция Берни предложила для темного и мрачного мира».

Клайду и его более именитым коллегам из обсерватории Лоуэлла название понравилось, и они предложили его Американскому астрономическому обществу и Королевскому астрономическому обществу Англии. Обеим организациям название пришлось по вкусу. Астрономы из Лоуэлловской обсерватории считали, что это имя просто идеально подходит для планеты и не только потому, что оно соответствует традиции называть планеты по именам богов из классической мифологии, но также и потому, что первые две буквы «ПЛ» совпадают с инициалами их основателя и покровителя Персиваля Лоуэлла.

2

Плутоновый андеграунд

Плутонофилы

С наступлением в 1960-е гг. эры непосредственных исследований планет они, когда-то бывшие всего лишь точками света, смутно поблескивающими в окуляре телескопа, стали настоящими мирами, которые можно было разведывать и изучать с помощью новых мощных приборов и методов, в том числе тех, которые использовали для исследований нашей родной планеты Земля. В этих мирах были камни и лед, рельеф, погода, облака и климат. Таким образом, их изучением занялись геологи, метеорологи, специалисты по изучению магнито­сферы, химики и даже биологи. Несмотря на всю сложность, такие исследования особенно привлекали предприимчивых и авантюрных ученых, которые были в состоянии решать новые сложные задачи на стыке различных дисциплин. Так возникала новая, отдельная область знаний — планетология.

Из всех планет лишь самый отдаленный и труднодостижимый Плутон оставался скрытым в тени таинственным миром, особенно сложным для изучения. Но планетологи любят непростые наблюдения и головоломки, а Плутон обеспечивал их в огромном количестве. Ученые стремятся узнать новое и сделать свой вклад в знания. И благодаря множеству тайн Плутона возникло новое научное сообщество решительно настроенных любителей этой планеты. Жаждущие новой информации ученые разрабатывали все более сложные телескопы и другие более совершенные приборы для того, чтобы разобраться в том, что могли увидеть издалека, с поверхности Земли.

Первое, что удалось узнать о Плутоне с помощью примитивных инструментов, доступных после его открытия в 1930 г., — это размер и форма его орбиты, которая по сравнению с орбитами уже известных в то время планет была просто огромной и чрезвычайно странной. Некоторые думают, что Солнце очень далеко от Земли. Так, в сущности, и есть: до него 150 млн км. Когда мы слышим об этом, наш мозг с трудом может представить что-то, кроме очень, очень большого числа. Поэтому обычно используют аналогии и, если уменьшить Землю, к примеру, до размеров баскетбольного мяча, то Солнце окажется на расстоянии почти 9 км от нее. Но орбита Плутона в среднем находится в 40 раз дальше от Солнца, чем орбита Земли, что в том же самом баскетбольном масштабе означает: Плутон находится в 354 км от мяча!

На таком огромном расстоянии гравитационное влияние Солнца намного слабее, и планеты обращаются гораздо медленнее. В результате на один оборот вокруг Солнца Плутону требуется 248 лет. Только подумайте об этом: примерно один плутонский год назад капитан Кук отплыл в свое первое путешествие из Англии, и прошла всего треть этого года с тех пор, как Клайд Томбо первым заметил точку — Плутон, — которая сместилась в рамке блинк-компаратора в обсерватории Лоуэлла.

К тому же орбита Плутона имеет большой эксцентриситет, то есть его эллиптическая орбита более вытянута, чем орбита любой планеты, расположенной ближе к Солнцу. Из-за этого со времени его открытия и до конца 1980-х гг. Плутон медленно двигался внутрь системы, все больше приближаясь к Земле и Солнцу. В 1950-х гг. его возрастающая яркость и новые инструменты для более точного измерения блеска астрономических объектов впервые позволили измерить кривую блеска Плутона — то, как его яркость меняется при вращении вокруг оси. Из этого анализа удалось выяснить, что существует регулярная пульсация — усиление и уменьшение яркости, которые имеют периодичность ровно 6,39 земных суток. Установив этот медленный постоянный ритм, ученые выяснили продолжительность суток на Плутоне. Тогда как Земле требуется 24 часа для одного оборота, Плутон вращается со сравнительно небольшой скоростью, и сутки длятся в 6,4 раза дольше, то есть они продолжительнее, чем на любой другой планете, за исключением Венеры и Меркурия.

С совершенствованием технических средств в 1970-х гг. астрономы-планетологи также сумели записать первую приблизительную спектрограмму Плутона — определить зависимость его яркости от длины волны. Выяснилось, что в целом планета имеет красноватый оттенок.

В 1976 г. астрономы-планетологи из высокогорной обсерватории на Гавайях обнаружили в спектре Плутона слабые отпечатки следов замерзшего метана (замерзшего природного газа!), который находился на его поверхности[5]. Это стало первым свидетельством того, что поверхность планеты имеет поистине экзотический состав. Ученые, обнаружившие метан на Плутоне, поняли, что открытие может дать важную информацию о размерах планеты, которые в то время были еще неизвестны. Все, что исследователи знали на тот момент, — это то, сколько света в целом отражает Плутон. Из этого можно было вывести его размеры, если знать — или предполагать, — какую долю солнечного света отражает его поверхность. Поскольку замерзший метан хорошо отражает свет, его открытие означало, что Плутон, скорее всего, маленький.

Далее, в июне 1978 г. Джеймс «Джим» Кристи, астроном из Военно-морской обсерватории США, обнаружил «дефекты» на некоторых своих фотографиях Плутона. Были ли это какие-то реальные детали рельефа или просто недостатки изображения? Кристи заметил, что у звезд на тех же фотографиях подобных дефектов не было, они имелись только у Плутона. Тогда он проанализировал время, которое проходило между появлениями дефектов, и нашел знакомый период — 6,39 земных суток, один оборот Плутона вокруг своей оси! Другие наблюдатели, оповещенные Кристи, обнаружили то же самое. Таким образом, он открыл, что у Плутона есть спутник, который находится близко к планете и обращается по орбите с периодом, который точно совпадает с сутками на Плутоне. Позже этот спутник назвали Хароном (в англо­язычных странах чаще всего произносится как Шарон), в честь лодочника из греческой мифологии, перевозившего мертвых в подземное царство повелителя загробного мира Плутона. Такой выбор названия также позволил Кристи назвать спутник Плутона созвучно с именем своей жены Шарлин. В конце концов, ученые ведь тоже люди[6].

Открытие Джеймсом Кристи Харона стало кладезем информации о Плутоне. Тщательные наблюдения за изменениями положения и яркости спутника позволили вычислить размер его орбиты. Это, а также законы физики, наконец, решили трудный вопрос о массе Плутона, и результат оказался несколько неожиданным. В то время как Лоуэлл, Томбо и многие из тех, кто исследовал Плутон вслед за ними, ожидали увидеть планету приблизительно земной массы или даже тяжелее, оказалось, что масса Плутона составляет примерно 1 / 400 от массы Земли. Вместо того чтобы оказаться очередным гигантом, как Нептун, Плутон был меньше всех ранее открытых планет.

И на этом сюрпризы не кончились. По сравнению с Плутоном Харон был огромным, его масса составляла около 10% от массы Плутона; эта пара буквально сформировала двойную планету — первую в Солнечной системе! До открытия Харона это явление было совершенно неизвестно научному сообществу. С каждым разом, когда мы узнавали о нем что-то новое, Плутон становился все более экзотическим.

Но помимо того, что открыл нам Харон, с ним была связано нечто, очень удобное для ученых. Когда Харон обнаружили, оказалось, что его орбита скоро займет весьма необычное пространственное положение: в плоскость орбиты Харона попадет Земля. Да, это звучит странно — и на самом деле это странно. Поскольку наклон орбиты Харона остается постоянным, пока Плутон медленно оборачивается вокруг Солнца, иногда (но только в течение короткого периода времени) Харон, с нашей точки зрения, оказывается в положении, когда он снова и снова проходит прямо перед Плутоном, а потом оказывается за ним. Такое идеальное расположение складывается всего на несколько земных лет за весь 248-летний период обращения Плутона по своей орбите. Удивительно, но такое удачное положение по одной линии как раз предстояло буквально через несколько лет после открытия Харона. Таким образом, благодаря удачному стечению обстоятельств с точки зрения находящихся на Земле наблюдателей вот-вот должны были начаться переменные затмения планеты и ее недавно обнаруженного спутника. Это явление оказалось просто научной удачей, благодаря которой мы многое узнали о далеком Плутоне и его крупном спутнике Хароне.

По расчетам ученых, эти затмения должны были начаться приблизительно в 1985 г. и продолжаться в течение шести лет. Во время этого «сезона взаимных событий» затмения происходили каждые 3,2 суток, то есть один раз за половину орбитального периода движения Харона (6,4 суток). Они позволили впервые определить размер и форму обоих небесных тел и дали множество дополнительных подсказок по поводу яркости поверхности, состава, цвета и наличия возможной атмо­сферы Плутона и его спутника. В коллекции странных счастливых совпадений тот факт, что Харон был открыт как раз перед тем, как начался сезон взаимных затмений — в конце концов, следующая их серия состоится только спустя более 100 лет, — стоит в одном ряду с тем, что положение планет, пригодное для большого путешествия, возникло как раз тогда, когда люди могли использовать эту возможность, создав космический аппарат.

Одним из любителей Плутона, которому довелось наблюдать эти взаимные затмения, был Марк Бюи, еще одно дитя космической эпохи, которого во времена его юности глубоко потрясли черно-белые телевизионные изображения людей во взлетающих ракетах. Будучи студентом колледжа, он подхватил «инфекцию» исследований Плутона и так от нее и не излечился.

После колледжа Марк поступил в аспирантуру университета штата Аризона в городе Тусоне. Он успел вовремя получить докторскую степень в 1985 г., поскольку как раз в это время и начинались взаимные затмения Плутона и Харона. Марк:

 

Нам повезло открыть Харон как раз перед тем, как начались взаимные затмения, поэтому нам выпала замечательная возможность — шесть лет наблюдений, благодаря которым с того времени Плутон попал в повестку дня всех крупных научных конференций планетологов, а также получил еще одно очко в коллективном научном сознании.

 

В середине 1980-х гг. несколько групп наблюдателей ждали начала предсказанных затмений, но никто точно не знал, когда же произойдет первое из этих событий. Впервые его засек молодой ученый по имени Ричард «Рик» Бинзель в феврале 1985 г. Затем, поскольку стало известно, что события начались и Плутон и Харон отбрасывают друг на друга тень каждые 3,2 суток, в игру вступили и другие наблюдатели, и это обеспечило просто лавину новых данных, в том числе интересные подсказки об особенностях поверхности и удивительные различия между этой парой небесных тел. Как сказал Марк, благодаря этим затмениям «Плутон вышел на авансцену».

Андеграунд

1980-е гг. подходили к концу, и близилось к завершению выдающееся исследование планет-гигантов зондом «Вояджер-2», кульминацией которого должен был стать пролет мимо Нептуна и спутника Нептуна Тритона, имеющего размер планеты.

С приближением окончания исследования четырех гигантских планет группа молодых ученых, находящихся в самом начале своей карьеры и вдохновленных дерзостью и почти мифологической успешностью проекта «Вояджер», начала мечтать и строить планы о том, как сохранить дух перво­открывательства и стремление к нему, о том, как пойти дальше и исследовать Плутон.

В 1988 г., еще учась в аспирантуре, Алан начал обдумывать возможность послать непилотируемую экспедицию к Плутону. Он видел, что первым и, в какой-то мере, главным препятствием для нее являются, скорее, не технические или научные причины, а социальные и политические.

Для того чтобы добиться успеха, идея нуждалась в достижении некоей критической массы поддержки внутри NASA и в научном сообществе. Алан знал, что благодаря взаимным затмениям Плутона и Харона удалось получить много потрясающих данных, которые создали совершенно иное представление о Плутоне, показав, что он является весьма экзотической планетой. А открытие в конце 1980-х гг. атмосферы Плутона только добавило хвороста в этот костер. Алан понимал, что возрастающий научный интерес к Плутону можно будет использовать для поддержки идеи непилотируемой экспедиции к нему.

Но понимало ли это NASA? Судя по всему, не в полной мере. Плутон никогда не появлялся в окончательных списках экспедиций с высоким уровнем важности, в докладах, которые исходили от влиятельных комитетов, направляющих политику NASA.

Как бы то ни было, решение о том, что «Вояджер» не полетит к Плутону, было принято еще до открытия на планете атмосферы, до открытия гигантского спутника и до появления все более веских доказательств того, что Плутон обладает сложной и разнообразной поверхностью. С тех пор, как было решено, что «Вояджер» к нему не полетит, Плутон стал куда более привлекательным местом.

Более того, благодаря шести годам затмений Плутона и Харона удалось узнать очень многое, в том числе и о том, что поверхности светлой и темной сторон Плутона значительно отличаются, а также о том, что поверхности Плутона и Харона, как это ни удивительно, состоят из совершенно разного льда. На Плутоне был замерзший метан, в то время, как удалось выяснить, Харон состоит из водяного льда. Продолжавшиеся наблюдения покрытий — временного затемнения звезд, когда Плутон проходил перед ними — также вы­явили некоторые странные атмосферные структуры, которые, возможно, указывали на находившуюся на низкой высоте атмосферную дымку, что, в свою очередь, говорило об удивительно многогранной планете.

Учитывая все эти факторы, Алан рассматривал Плутон как самый очевидный следующий объект изучения, и он чувствовал, что наступил хороший момент, чтобы увидеть, сможет ли он найти поддержку этого исследования в сообществе ученых-планетологов.

Алан не был полностью уверен в том, как это следует делать, но подумал, что в первую очередь хорошо бы собрать всех ученых, изучающих Плутон, вместе на каком-либо заметном научном форуме. В то время насчитывалось всего около тысячи ученых-планетологов, активно занимающихся наукой, и большинство из них бывало на весенних и зимних собраниях Американского геофизического союза, куда они собирались на неделю, чтобы посетить секции по различным темам. Алан и несколько его коллег решили, что они организуют техническую секцию о новых открытиях и знаниях о Плутоне и предложат ее комиссии, организующей весеннее собрание геофизического союза, которое должно было состояться в Балтиморе в мае 1989 г.

Для того чтобы привлечь ученых, Алан прибегнул к помощи Фрэн Бэгеналь, молодого и рискового британского планетолога, которая производила большое впечатление благодаря работе в научной команде проекта «Вояджер». Фрэн только что получила свою первую «настоящую» работу — должность младшего преподавателя в отделении наук о планетах и атмо­сфере в Университете Колорадо, где Алан оканчивал аспирантуру и где Дэвид вскоре должен был стать преподавателем.

Фрэн не относилась к поклонникам Плутона. На самом деле вначале ее пришлось убеждать в том, что секция Плутона на собрании Американского геофизического союза вообще имеет смысл. В те времена Фрэн считала Плутон очень далекой диковинкой, а не местом, куда бы могли быть приложены ее научные интересы, связанные с магнитными полями. Для человека, который смотрел на планету и в первую очередь видел ее великолепные магнитные структуры, какой привлекательностью мог обладать такой маленький ледяной шар, как Плутон, который, скорее всего, был слишком мал, чтобы вообще иметь магнитное поле? Фрэн:

 

Честно говоря, я не особенно думала о Плутоне. Это был маленький объект на краю Солнечной системы. Магнитного поля у него, возможно, совсем не было. Тогда какое взаимодействие с солнечным ветром он может иметь и зачем беспокоиться и изучать его? Стоит ли проделывать такой долгий путь, чтобы обнаружить какую-то побитую глыбу льда?

 

Но Фрэн была восходящей звездой планетологии, и Алан хотел заполучить ее в свою команду. Оглядываясь назад, она считает, что согласилась во всем этом участвовать отчасти из-за уговоров Алана, а отчасти из-за неизбежной необходимости вдохновляться и дерзать на новые исследования после «Вояджера»:

 

Алан собрал группу людей и заинтересовал их работой с Плутоном. Я хорошо помню, что тогда подумала: «Ну "Вояджер" вот-вот закончит свою работу, так что мы все будем делать?»

 

Итак, по наущению Алана Фрэн побывала на нескольких научных собраниях, посвященных Плутону, и вскоре начала заболевать «плутонской лихорадкой».

 

В моем сознании произошел некий сдвиг, и это случилось еще до конференции Американского геофизического союза в мае 1989 г. Я обнаружила, что действительно существуют умные люди, которые изучают атмосферу и поверхность Плутона и находят очень любопытные вещи. Тогда мы с Ральфом МакНаттом сели вместе, посмотрели на Плутон и поняли, что на нем могут существовать интересные взаимодействия с солнечным ветром. Именно так мы начали интересоваться физическими явлениями, которые могут быть на Плутоне.

 

Фрэн и Ральф МакНатт познакомились, когда учились в аспирантуре Массачусетского технологического института, а затем вместе работали в команде детектора плазмы «Воя­джера» и изучали магнитные поля. Спустя некоторое время, когда Ральф работал на «темную сторону» в Сандийских нацио­нальных лабораториях в Нью-Мексико (там разрабатывается ядерное оружие), он снова вернулся в Массачусетский технологический институт как член преподавательского состава. Там он и работал во время пролетов «Вояджера» мимо Урана и Нептуна. Ральф вспоминает:

 

Благодаря Алану мы с Фрэн «подписались» выступить на этом собрании Американского геофизического союза, чтобы обсудить возможное взаимодействие Плутона с солнечным ветром. Она произнесла речь, и мы вместе написали об этом статью. Мы оба начали понимать, что взаимодействие между солнечным ветром и атмосферой Плутона, из которой испаряется метан, — это то, что действительно очень важно изучить. Потом я понял, что нам нужна экспедиция, чтобы точно узнать об этом. И я присоединился к движению в ее поддержку.

После этого, как только кто-нибудь произносил при мне слово «Плутон», я говорил: «Нам нужно послать туда космический аппарат. Мы должны завершить исследование Солнечной системы, и нам нужно сделать это как следует». Я заразился энтузиазмом Фрэн, Алана и других ученых, которые понимали научный потенциал Плутона. Никто из нас не желал принимать ответ «нет», и все мы были так молоды, что не могли не попытаться.

 

Благодаря поддержке и сотрудничеству Ральфа Фрэн и Алан организовали первую в истории Американского геофизического союза научную секцию, посвященную Плутону. После этого они призвали научное сообщество, занимающееся изучением Плутона, «голосовать ногами», посетив эту тематическую секцию и поддержав научные дискуссии, чтобы продемонстрировать интерес к будущей экспедиции для исследования Плутона.

Среди тех, кто откликнулся на призыв, был блестящий и критически настроенный геофизик по имени Уильям «Билл» МакКиннон. Его недавно приняли на работу помощником преподавателя в Университете штата Вашингтон в Сент-Луисе. Специальностью Билла была геофизика планет, что означало: он применяет теории и методы, используемые для исследования внутренней структуры и движения Земли, для того, чтобы изучать другие планеты и их спутники. Чтобы применить геофизические методики исследования к такому небесному телу, как Плутон, которое все еще оставалось едва видимой точкой света в окуляре телескопа, требовалась изрядная доля воображения и дерзости. Но Билл был увлечен происхождением и геологией ледяных миров, таких как спутники планет-гигантов и далекий Плутон.

Очень высокий и чуть-чуть сухопарый, с угловатыми чертами лица и длинными темными волосами, Билл немного напоминал Фрэнка Заппу или, по крайней мере, человека, на которого вероятнее всего натолкнуться на концерте Фрэнка Заппы, а не на конференции ученых-планетологов. Билл был и остается ярым фанатом рок-музыки, а также обладателем саркастического и немного мрачного чувства юмора. Также он один из самых умных людей на свете и один из тех милых чудаков, с которыми хочется вечно говорить о науке.

Билл был автором основополагающей научной статьи, опубликованной в 1984 г. в журнале Nature «О происхождении Тритона и Плутона» (On the Origin of Triton and Pluto). Даже несколько десятков лет спустя эта статья по-прежнему считается классической. В ней развенчивается общепринятая в то время идея о том, что Плутон начал свое существование как один из спутников Нептуна — брат-близнец Тритона, а потом ускользнул на свою собственную орбиту. В работе Билла моделировались все гравитационные и приливные взаи­модействия, которые могли состояться между этими телами, и его убедительные и продуманные до мельчайших деталей расчеты показывали, что этот сценарий происхождения правдоподобен только для Тритона, а с Плутоном все было совсем наоборот. Билл рассказал историю о захвате, а не о бегстве. Плутон не был беглым спутником Нептуна. Скорее, Тритон начал свое существование как маленькая, свободно обращающаяся планета Солнечной системы, как и Плутон, но был пойман притяжением Нептуна и начал обращаться по орбите вокруг планеты-гиганта. Статья заканчивалась следующим выводом: «Самая простая гипотеза состоит в том, что Тритон и Плутон являются независимыми представителями крупных планетезималей[7] внешней Солнечной системы».

В 1980-е гг. МакКиннон продолжал работы по исследованию происхождения Плутона. Постепенно он все больше убеждался в том, что мы узна́ем об этом маленьком мире гораздо больше, чем просто случайный набор специфических особенностей, если сумеем до него добраться. МакКиннон понимал, что Плутон может помочь проникнуть за занавес, где скрывается целое царство новых миров, с помощью которых мы найдем отсутствующую у нас информацию о структуре всей Солнечной системы. Поэтому не было никакой необходимости убеждать Билла в том, что нужно направить туда экспедицию. Услышав о секции Алана на собрании Американского геофизического союза, МакКиннон выступил на ней с докладом «Об образовании двойной системы Плутон — Харон».

Планы работы секции на собрании геофизического союза складывались хорошо: было запланировано много научных сообщений, а также собирались прибыть практически все самые именитые ученые, изучающие Плутон. Успех уже был близок, и Алан чувствовал, что, возможно, пришел хороший момент забросить мысль об экспедиции к Плутону в саму штаб-квартиру NASA.

Итак, примерно за месяц до того, как члены Американского геофизического союза собрались в Балтиморе, Алан попросил о встрече один на один с тогдашним директором Отдела исследований Солнечной системы NASA Джеффом Бриггсом. Это была не обычная просьба о встрече от студента аспирантуры. Будучи старше, чем любой средний соискатель докторской степени, и имея опыт работы как инженер, создававший космические аппараты, Стерн знал Бриггса и решил воспользоваться этим знакомством.

За неделю до собрания Американского геофизического союза Алан пришел в кабинет Бриггса в штаб-квартире NASA в Вашингтоне. Он рассказал о секции Плутона на близящемся собрании общества, о том, как много на ней будет новой большой науки, и о растущей волне интереса к Плутону. Стерн спросил Бриггса:

— Теперь, когда «Вояджер» улетает, почему бы нам не закончить работу по исследованию Солнечной системы? Профинансировали бы вы предварительные расчеты экспедиции к Плутону?

К удивлению Алана, Бриггс немедленно, не колеблясь, дал положительный ответ:

— Вы знаете, никогда раньше никто не задавал мне такой вопрос. Это прекрасная идея — мы должны это сделать!

Обед и движение вперед

У всего на свете есть свое начало, и иногда большие вещи начинаются с очень незначительных эпизодов. Начало того, что в конце концов стало экспедицией «Новых горизонтов» к Плутону стоимостью почти $1 млрд, было положено однажды вечером в мае 1989 г. в ничем не примечательном италь­янском ресторанчике в балтиморском квартале «Маленькая Италия». Ради первой за всю историю Американского геофизического союза секции Плутона, гвоздем программы которой был десяток выступлений впечатляющего круга ученых, в город съехалось множество планетологов. Мероприятие посетило более ста других ученых, и поднялся довольно громкий шум. Алан и Фрэн, зная, что здесь будут все связанные с Плутоном люди, решили ковать железо, пока оно горячо. Поэтому вечером после окончания работы секции Плутона они организовали обед для ключевой группы, чтобы обсудить, какие шаги следует предпринять для осуществления экспедиции. Там были Алан, Фрэн, Марк, Ральф, Билл и еще девять ученых. Никто из них и представить себе не мог, что в этот вечер они творят историю.

За фрикадельками, пастой и каберне начались разговоры о том, что могло бы потребоваться, чтобы послать экспедицию к Плутону. Задача выглядела устрашающей. Миссия к Плутону не существовала даже на чертежных досках, зато было множество других полетов, каждый из которых ждал своей очереди. И у каждого из них были свои защитники. Существовали сторонники Марса, сторонники Венеры, те, кто работал с «Кассини» — многообещающим, хотя и дорогим аппаратом, который должен был выйти на орбиту вокруг Сатурна, — и те, кто мечтал о том, чтобы привезти на Землю образцы с кометы. У каждого были впечатляющие планы длительных экспедиций. Но бюджет NASA был столь ограничен, что до конца 1980-х гг. в космос могли отправиться только два межпланетных зонда.

Собравшиеся понимали, что они не в своей стихии, но все разделяли убеждение о том, что экспедиция на Плутон — важная вещь, которую каким-то образом надо осуществить. Алан начал излагать план действий, и все обратились в слух. Он рассказал о своей встрече с Джеффом Бриггсом в штаб-квартире NASA и о том, как удивительно легко оказалось договориться об исследовании и оценке экспедиции.

Следующий вопрос был таким: как же им сплотить сообщество ученых-планетологов, чтобы показать NASA широкую поддержку полета к Плутону? Молодые ученые провели мозговой штурм и создали план того, как наработать авторитет и добиться одобрения. Они записывали пункты этого плана на салфетках. Одним таким пунктом была публикация в специальном выпуске Journal of Geophysical Research научных результатов того дня, когда секция Плутона работала на собрании Американского геофизического союза. Другим — попытаться заинтересовать тех людей из штаб-квартиры NASA, которых они знали, чтобы те поддержали идею о субсидировании исследований для экспедиции. Также собравшиеся должны были рекомендовать тех, кто мог бы поддержать полет к Плутону, в различные комитеты, которые расставляли приоритеты в межпланетных миссиях NASA. Кроме того, следовало организовать кампанию по написанию писем, чтобы уговорить коллег связаться с агентством и выразить свою поддержку экспедиции.

Помогло то, что поклонники Плутона были, по большей части, молоды и только начинали работать. Для этих амбициозных, помешанных на космосе чудаков, которым было от 20 до 30 и которые выросли, наблюдая за полетами «Аполлонов», «Маринеров», «Викингов» и «Вояджеров», мысль о том, чтобы нарушить установленный порядок ради бунтарской экспедиции к Плутону, была всего лишь небольшим сумасшествием и будоражила кровь. Даже если им предстоит сражаться с ветряными мельницами, это будет забавно. Им нравилась мысль о том, чтобы совершить что-то невероятное и пойти против заведенного порядка.

В тот вечер они еще не начали называть себя «Плутоновым андеграундом». На самом деле никто точно и не помнит, как появилось это название, но оно вошло в обиход и хорошо подходило группе молодых ученых. Без сомнений, наименование ведет свое происхождение от «Марсового андеграунда» — группы страстных ученых и энтузиастов космоса, которые сотрясали NASA изобретательными и агрессивными планами строительства обитаемых баз на Марсе. Именно они подтолкнули агентство к планированию марсианских экспедиций нового поколения. Как бы то ни было, слово «андеграунд» подходило фанатам Плутона как никакое другое, поскольку полет к Плутону был, прежде всего, провокационной и невероятной идеей, разработанной отрядом мятежников, которые казались слишком хлипкими, чтобы захватить всю империю.

Марк Бюи вспоминает, как он пришел с обеда в итальянском ресторанчике с изменившимися взглядами на мир и желанием действовать:

 

Думаю, тот обед был моментом, определившим все. Это была поворотная точка, после которой все перешло от полных энтузиазма разговоров в коридорах к более крупному и систематическому плану действий, нацеленному на достижение чего-то. Я получил задание: начать кампанию по написанию учеными писем в NASA. Я вернулся в свой офис и написал письмо, которое разослал всем, кто, как я думал, имел отношение к этой области, молодым и не очень, предлагая им писать письма в NASA, где говорилось бы: «Мы действительно должны подумать о полете к Плутону».

 

Движение по написанию писем, которое Марку поручили организовать, было чем-то вроде хитроумного маневра, выходящего за рамки обычного рекомендательного процесса в NASA или, по крайней мере, агентство в этом случае слегка обманывали. Это действие было обычным для спонтанной партизанской политики андеграунда. Из-за писем Марк оказался в трудном положении. Он был младшим научным сотрудником в Институте исследований космоса с помощью космического телескопа в Балтиморе, где являлся главным специалистом по всем наблюдениям планет с помощью телескопа «Хаббл». Его послание к «дорогим коллегам» привлекло внимание начальника Марко Риккардо Джаккони, властного и вселяющего страх директора института, вскоре получившего Нобелевскую премию. «Он вызвал меня в свой кабинет и буквально растер в порошок за эту кампанию, обвинив в закулисных махинациях. Я сказал: "Я знаю, что такое закулисные махинации, и это не они. Я имею право разговаривать со своими коллегами о своих научных интересах"».

Кампания Бюи по написанию писем вызвала десятки обращений в NASA, так что призывы «Плутонового андеграунда» вскоре возымели эффект. Самое крупное ежегодное событие в планетологии — это «собрание DPS», то есть собрание отделения планетологии (Division of Planetary Sciences, DPS) Американского астрономического общества. Той осенью на собрании DPS NASA провело вечернее заседание, где его должностные лица представили официальный план будущих полетов сообществу планетологов и попросили их высказать свое мнение. Джефф Бриггс встал и заявил почти тысяче собравшихся ученых, что штаб-квартира агентства была завалена потоком писем, где рекомендовали обдумать экспедицию к Плутону. По его словам, такой сильный интерес научного сообщества к Плутону удивил NASA, и агентство начало рассматривать этот проект более серьезно.

В результате как раз примерно в то же время, когда состоя­лось собрание отделения планетологии, всего через четыре месяца после визита Алана в штаб-квартиру NASA, Бриггс выделил финансирование на первое официальное исследование агентством возможной экспедиции к Плутону. Он попросил Алана, только что получившего степень, и Фрэн, которая только что провела первое занятие как преподаватель в Боулдере, быть ведущими учеными этого исследования, прислав им в команду очень опытного и одаренного инженера NASA, который был на поколение старше, — доктора Роберта Фаркуара, организовавшего исследование. Это был хороший знак: Фаркуар имел репутацию, о которой ходили легенды. О нем говорили как о творческом и стратегически мыслящем разработчике миссий.

Этот момент счастливым образом совпал с еще одной волной, которая повлияла на культуру экспедиций по исследованию планет в NASA. Наступило осознание того, что программе нужны миссии поменьше. Если принимать во внимание финансовые реалии, то в бюджете просто не было средств для того, чтобы позволить себе новые крупные экспедиции, такие как «Вояджер». Полеты орбитальных автоматических станций «Галилео» и «Кассини» к планетам-гигантам — две следующие крупные миссии, одобренные NASA, стоившие по несколько миллиардов долларов каждая, на тот момент представляли собой большую проблему. «Галилео» недавно стартовал к Юпитеру, но возникли сложности. Главная антенна сломалась, и поток данных, передаваемых на Землю, значительно снизился, из-за чего приходилось менять цели программы и снижать ожидания будущих достижений. «Кассини» — аппарат, который должен был выйти на орбиту Сатурна, — в то время строился и был следующим в очереди на полет, но его стоимость быстро увеличивалась, и существовала серьезная угроза отмены экспедиции. Эти аппараты на профессиональном жаргоне называли «рождественскими елками», имея в виду, что в них заложено столько функциональных возможностей и установлено столько научных приборов, что стоимость в результате выливается в многомиллиардные счета.

В финансовом климате начала 1990-х гг. еще одна подобная экспедиция просто не могла начаться. Вместо этого Бриггс и другие начальники NASA поощряли развитие менее крупных и более дешевых проектов, имеющих конкретную цель. Аппараты должны были нести более скромную полезную нагрузку, иметь меньше возможностей и приборов и поощрять творческое мышление к изобретению способов осуществлять амбициозные миссии при меньших счетах.

Проект экспедиции к Плутону Фаркуар готовил год, завершив в конце 1990 г. Он назывался «Плутон-350», и его сердцем был маленький космический аппарат весом 350 кг — примерно вдвое легче «Вояджера». В результате зонд имел куда меньшую приборную полезную нагрузку, чем «Вояджер», но более современные и более компактные приборы, разработанные так, чтобы увеличить научную пользу от каждого килограмма веса. Среди них были камера и инфракрасные спектрометры, чтобы фотографировать и картографировать поверхность Плутона, ультрафиолетовый спектрометр, чтобы изучать атмосферу, и детектор плазмы, чтобы измерить взаимодействие с солнечным ветром.

Фаркуар, который, к сожалению, скончался в конце 2015 г., спустя несколько месяцев после того, как стал свидетелем пролета Плутона, был гением небесной механики и обладал ставшим легендарным мастерством находить хитроумные решения для того, чтобы путешествовать от планеты к планете и тратить при этом меньше топлива, чем другие могли даже предположить. В первую очередь, он делал это с помощью тщательно продуманных гравитационных маневров. Одним из нововведений Фаркуара, значительно снизившего ожидаемую стоимость «Плутона-350», был план старта на относительно небольшой ракете «Дельта II». Осуществлению этого мешало только то, что она не давала достаточной скорости, чтобы лететь напрямую к Юпитеру, где можно совершить гравитационный маневр в сторону Плутона. Вместо этого по схеме Фаркуара «Плутон-350» должен был вначале полететь в сторону Солнца, получить гравитационный импульс от Венеры, а затем — от Земли, а потом уже добраться до Юпитера и Плутона. Это позволяло использовать для старта меньшую ракету, но означало, что АМС «Плутон-350» проведет в космосе 15 лет и разогреется у горячей Венеры перед длинным путешествием к холодному Плутону. Такой маршрут не был идеальным, но позволял удержать стоимость экспедиции в жестких рамках, которые были заданы команде ученых сверху, а великолепная изобретательность плана не оставила никого равнодушным.

План экспедиции появился в прессе осенью того года в статье Фаркуара и Стерна, которую читали все и которая называлась «Раздвигая границы: экспедиция в систему Плутона —Харона» (Pushing Back the Frontier: A Mission to the Pluto-Charon System). Она была опубликована в Planetary Report, богато иллюстрированном, рассчитанном на массового читателя вестнике Планетного общества — организации с десятками тысяч членов, начало которой положил Карл Саган, в основном для того, чтобы стимулировать общественную поддержку и увеличить количество исследований планет. Статья начиналась следующими словами: «В последние три десятилетия человечество послало космические аппараты ко всем планетам Солнечной системы, за исключением Плутона», а заканчивалась так: «Пожелает ли человечество потратить свои ресурсы на то, чтобы изучить эту потрясающую пару миров [Плутон и Харон], неизвестно — нам еще предстоит принять решение по этому поводу».

В статье содержались веские доказательства того, почему мы должны исследовать Плутон, почему в данный момент для этого наступило самое подходящее время, и рассказывалось, как исследование проекта «Плутон-350» показало, что это можно сделать с помощью небольшого и недорогого аппарата. Стерн и Фаркуар надеялись, что, преподнеся эту статью читателям Planetary Report, они вызовут общественный интерес и получат поддержку полета к Плутону со стороны Планетного общества.

Примерно в то же время, когда в Planetary Report была опуб­ликована статья, в NASA состоялась пресс-конференция для того, чтобы объявить результаты исследования проекта «Плутон-350». Алан, Фрэн и некоторые другие ученые были приглашены на нее, чтобы рассказать о научном потенциале экспедиции. Мероприятие привлекло необычно много публики, и NASA стало замечать, как и Американский геофизический союз, и отделение планетологии собирают толпы, стоит только упомянуть о Плутоне.

Стоя перед микрофонами в свете софитов и вспышек фотоаппаратов, участники «Плутонового андеграунда» смотрели друг на друга, не веря, что вся эта шумиха поднялась из-за них. Цель номер один была достигнута. Они вышли из подполья, и у них была пробная версия проекта экспедиции. Но цель номер два была еще более пугающей: смогут ли они убедить NASA начать более серьезное и исчерпывающее исследование полета к Плутону, которое действительно могло бы привести к выделению средств на экспедицию?

3

Десять лет забвения

Новый старт?

Вперед, во внешние области Солнечной системы! После шумного триумфа исследования по проекту «Плутон-350» фанаты Плутона почувствовали ветер, подталкивающий их вперед, к не нанесенным на карты пространствам за Нептуном, в terra incognita нашей планетной системы. На какой-то момент казалось, что все идет как по писаному.

Но их мечты и аппараты не могли покинуть Землю, не найдя путь через полную опасностей территорию, к переходу через которую молодые ученые едва ли были готовы и которая вряд ли была им хорошо известна. Прежде чем какой-либо межпланетный полет может состояться, он должен пройти через вашингтонские политические круги, где выделяют деньги на исследование дальнего космоса. «Плутоновому андеграунду» предстояло преодолеть «финансовое болото» округа Колумбия и одержать над ним победу, и эта часть поисков новых горизонтов оказалась длиннее и в каком-то смысле труднее, чем само путешествие от Земли к Плутону.

Вскоре после конференции, посвященной «Плутону 350», Алан и Фрэн вернулись в штаб-квартиру NASA. Они обратились к Джеффу Бриггсу и другим чиновникам, чтобы определить, какие следующие шаги следует предпринять, чтобы воплотить экспедицию в жизнь. Если пользоваться профессиональным жаргоном отрасли, в конечном счете им было необходимо получить одобренный проект, который назывался «новый старт».

Предлагаемые замыслы полетов всегда выстраивались и исследовались в порядке приоритета. Но на самом деле принимать во внимание можно было только те экспедиции, по поводу которых NASA взяло на себя обязательство, планируя бюджет и предложив их Конгрессу. Только тогда, когда выделялись средства на разработку и строительство аппарата, можно было считать, что проект действительно стал «новым стартом». Чиновники NASA ответили Алану и Фрэн, что, для того, чтобы этого добиться, им потребуется заручиться поддержкой Подкомитета по исследованию Солнечной системы (Solar System Exploration Subcommittee, SSES).

Высокий совет

Внутри той сложной вселенной, которую в то время представляла собой политика полетов в космос в NASA, существовало несколько ключевых консультативных комитетов, которые были жизненно необходимы для того, чтобы любой новый проект получил зеленый свет. Даже самые лучшие замыслы терпели крах, если они не получали их одобрения. В 1990-х гг. и начале 2000-х гг. самой влиятельной группой, направляющей стратегию NASA, связанную с экспедициями к другим планетам и новыми стартами, был SSES; для того, чтобы полететь куда-либо, требовалось получить его одобрение.

Подкомитет не слишком напоминал Высший совет джедаев, где Йода и другие мудрые мастера-джедаи собирались в огромном зале с великолепными окнами неправильной формы и видом на планету Корусант и решали дела галактической важности. Но в те времена для любой экспедиции к другой планете SSES был столь же значителен, как и Совет джедаев. Около десятка назначенных NASA консультантов обычно встречались в достаточно непримечательных прямоугольных конференц-залах, где не было окон, в штаб-квартире агентства в Вашингтоне. Они не были всем известными мастерами-джедаями, а являлись учеными, которые отвлекались время от времени от своих профессиональных обязанностей, чтобы дать рекомендации по поводу стратегии исследования планет. А хороших идей всегда было больше, чем доступных средств.

По большей части члены Подкомитета выслушивали док­лады, где подробно рассказывалось, что́ та или иная экспедиция может внести в определенную область знаний, сколько она будет стоить, затем они расставляли и обсуждали приоритеты и готовили «документы с планом мероприятий».

В конце февраля 1991 г. SSES попросили вынести свое суждение об экспедиции к Плутону. Они получили доклад о «Плутоне 350» и документ, подписанный Аланом, Фрэн и их коллегами, где приводилось подробное научное обоснование исследования Плутона и представлялся список научных вопросов, которые мог бы разрешить «Плутон-350». Среди них были следующие:

 

Что представляет собой Плутон по сравнению со спутником Нептуна Тритоном, соизмеримым с планетой? Действительно ли они являются двойниками, оставшимися от более ранней крупной популяции планет — ледяных карликов?

Действительно ли поверхность Плутона является такой разнообразной, как выглядит? Действительно ли она состоит из совершенно разных материалов в разных районах?

Насколько глубоки и подвижны легко испаряющиеся льды Плутона? Являются ли они просто толстой «шубой», покрывающей поверхность, или действительно формируют глубокий ледяной карст?

Существует ли какая-либо активность в недрах Плутона?

Что представляет собой геология Харона, спутника Плутона?

Какова структура атмосферы Плутона? Насколько быстро она исчезает с планеты?

Как выраженные сезоны Плутона влияют на его поверхность и атмосферу? Может ли это влияние объяснить резкие контрасты в составе поверхности и видимую разницу между северной и южной полярными шапками? Может ли оно объяснить, почему сторона Плутона, обращенная к Харону, очень темная, а противоположное полушарие — очень яркое?

Каково происхождение двойной системы Плутона-Харона? Требуется ли для появления такой системы крупное столкновение, как это произошло при формировании системы Земля — Луна?

 

В своих докладах Подкомитету фанаты Плутона убедительно продемонстрировали, что пролетная экспедиция с хорошим оборудованием может произвести революцию наших представлений о Плутоне, ответив на все эти захватывающие вопросы, а также и на многие другие. Андеграунд занимался своим делом уже почти два года, оно стало солидным, и на него нельзя было не обратить внимания. Председателем SSES в то время был Джонатан Лунин, молодой и весьма образованный, пользующийся огромным доверием и всеми уважаемый преподаватель Аризонского университета, который сам был в какой-то мере тайным поклонником Плутона. Тем не менее некоторые из членов Подкомитета считали, что экспедиция к Плутону еще не созрела, ее идея вышла из безвестности слишком быстро, чтобы отставить в сторону обсуждение других замыслов, работа над которыми идет уже давно. Другие беспокоились, что на осуществление этой идеи уйдет слишком много лет и ограниченные ресурсы NASA должны быть сосредоточены на проектах, которые окупятся быстрее, имея в виду более короткое время полета до более близких целей.

К счастью, в пользу идеи экспедиции к Плутону высказались люди, обладающие властью и влиянием. Джефф Бриггс, который в качестве начальника Отдела исследований Солнечной системы NASA дал Алану такую важную возможность сделать первый шаг, высказался за полет к Плутону. Его преемник на этом посту Уэс Хантресс был признанным специа­листом по астрохимии, много лет занимавшимся изучением атмосферы планет в Лаборатории реактивного движения (Jet Propulsion Lab, JPL) до того, как получил повышение и перебрался в штаб-квартиру NASA, чтобы руководить программой исследования планет в этом агентстве. На собрании Подкомитета по исследованию Солнечной системы в феврале 1991 г. Хантресс заявил, что если принять во внимание очевидный интерес публики и ученых, то Плутон имеет очень высокий приоритет среди проектов, соревнующихся за «новый старт».

Но, несмотря на поддержку Хантресса, в SSES разгорелся спор между сторонниками Плутона, среди которых были в основном молодые ученые, и его противниками, старшим поколением исследователей. Алан вспоминает, что в этом споре один из главных «старейшин» отдал свой голос за Плутон — это был 68-летний Дональд Хантен. Среди других планетологов Хантен — специалист по физике атмосфер — был живой легендой, он занимался математическими методами, которые используются для описания закономерностей планетных атмосфер. Сдержанный, лишенный сантиментов канадец производил сильное впечатление. Хантен говорил низким, скрипучим и рычащим голосом, у которого было всего два уровня громкости: по большей части его было едва слышно, но, когда он был раздражен, то говорил очень громко. Хотя он мог внушать страх, Хантен имел репутацию строгого, но справедливого человека и принадлежал к тем людям, к чьему мнению все прислушивались, потому что у него была безупречная научная интуиция. Проще говоря, Хантен настолько чертовски много знал, что казалось, он всегда прав.

На том собрании SSES Хантен встал и заговорил в переломный момент споров, когда на Алана начались нападки из-за того, что он пытается протащить экспедицию к Плутону, чтобы она стала следующим «новым стартом». Кто-то за­явил, что Плутон может подождать, потому что Марс важнее и до него легче добраться, тогда Хантен поднялся, окинул взглядом комнату и подвел итог всем убедительным научным причинам экспедиции к Плутону. Затем он заявил своим громким, разрывающим барабанные перепонки голосом: «Черт побери! Я и не надеюсь, что доживу до того времени, когда экспедиция прибудет к Плутону, и, если я буду жив, то не уверен, что вообще осознаю это событие. Но это то, что мы должны сделать. Наука важна. Давайте ею займемся».

Восклицание Хантена и его влияние перевесили. В конце собрания Подкомитет высказал свое весомое мнение о присвоении экспедиции к Плутону высочайшего приоритета среди всех новых миссий на 1990-е гг. Это еще не было гарантией «нового старта», но означало, что идея успешно перешла из разряда выскочек в группу серьезных претендентов, что она будет в начале списка кандидатов, которые NASA рассмотрит при распределении финансирования.

Все складывалось. Фанаты Плутона сделали то, что было необходимо, заручившись поддержкой Подкомитета по исследованию Солнечной системы. В результате Хантресс учредил новую научную консультативную комиссию высокого уровня под названием Научная рабочая группа внешних планет (Outer Planets Science Working Group, OPSWG), которая должна была провести идею экспедиции к Плутону через следу­ющие этапы, и назначил Алана ее председателем.

Летающий дом

Как мы уже упоминали, в начале 1990-х гг. внутри NASA делались попытки уйти от редких — раз в десятилетие, — многомиллиардных аппаратов в стиле «на все руки мастер», несущих затейливый набор научных инструментов, и перейти к более частым пускам менее дорогих, более скромных, маленьких аппаратов, имеющих четко определенные цели. Скромная и целенаправленная экспедиция «Плутон-350» была как будто специально создана, чтобы воспользоваться этим преимуществом.

Но в то же время в кругах, занимающихся исследованием планет, существовало и другое движение в противоположном направлении. Некоторые разработчики миссий и менеджеры NASA указывали на то, что каждая новая межпланетная экспедиция, кажется, заново изобретает колесо, с нуля разрабатывая новый аппарат. Они задавались вопросом: а что, если мы сможем сконструировать стандартный космический аппарат, который будет подходить — если снабдить его определенными приборами и компонентами — для самых разных направлений межпланетных полетов? Не поможет ли такой аппарат сэкономить средства в каждом полете и, таким образом, не позволит ли провести больше экспедиций? Эта благородная цель оформилась в идею аппарата «Маринер Марк II».

Уэс Хантресс симпатизировал движению в пользу небольших аппаратов. Но в то же время он видел, что идея «Маринера Марка II» имеет свои движущие силы и мощную поддержку, особенно в Лаборатории реактивного движения, имевшую большой опыт в американских межпланетных экспедициях, и где Уэс долго работал до того, как перешел в штаб-квартиру NASA.

Итак, практически сразу после создания Научной рабочей группы внешних планет Хантресс поручил Алану изучить возможность проведения значительно более крупной экспедиции к Плутону, чем «Плутон-350», в которой конструкция космического аппарата могла бы быть такой же, как в предстоящем полете к Сатурну гигантской орбитальной АМС «Кассини Маринер Марк II» и в еще одной крупной экспедиции NASA, где «Маринер Марк II» должен был выйти на орбиту кометы.

Поскольку «Кассини» и искусственный спутник кометы планировались как огромные аппараты с большими комплектами приборов, попытка создать по их образцу аппарат для полета к Плутону противоречила замыслам фанатов Плутона, которые выступали за небольшую АМС, имеющую четкие цели. Хантресс, в сущности, попросил Стерна и рабочую группу внешних планет отказаться от экономичной конструкции «Плутона-350» ради летящей к Плутону гигантской «рождественской елки», которая весила бы в десять раз больше, несла бы значительно более широкий набор приборов, для которой была бы нужна гораздо более мощная ракета и, следовательно, ее стоимость была бы в разы выше.

Алану это не нравилось, но Хантресс был фактически его начальником, и Стерну пришлось подчиниться. «Я считал, что это просто сумасшествие. Я думал, что нам фантастически повезет, если мы сумеем получить финансирование для нашего маленького, простого, недорого «Плутона-350». Как широкое научное сообщество ученых-планетологов согласится послать к Плутону этот гораздо более дорогой "летающий дом"? И как NASA сможет его профинансировать?»

Когда в конце 1991 г. было закончено исследование экспедиции «Маринер Марк II» к Плутону, рабочая группа внешних планет выяснила, что она будет стоить более $2 млрд. Понимая, что это неприемлемо, рабочая группа настоятельно рекомендовала, чтобы NASA обратилось к чему-либо, похожему на более скромный «Плутон-350». К началу 1992 г., когда возникли и другие финансовые проблемы, Хантресс согласился на это и отказался от идеи исследования Плутона с помощью «Маринера Марка II». Молодые фанаты Плутона облегченно вздохнули. Отклонение пути в сторону «Маринера Марка II» удалось избежать. Поскольку это решение было принято, а Подкомитет по изучению Солнечной системы в прошлом году дал «Плутону 350» высокий приоритет, они надеялись, что теперь дорога открыта и они двигаются по ней к тому, чтобы начать свой проект.

Но они ничего не знали о том, что в далекой Калифорнии есть ложка дегтя, которая вот-вот прольется в их бочку меда.

Хомяк

К окончанию исследования планет-гигантов в рамках проекта «Вояджер» в октябре 1991 г. Почтовая служба США выпустила серию из девяти почтовых марок, чтобы отметить множество успехов в исследовании планет американцами. В набор входило по одной марке на каждую планету, на марке было изображение планеты и упоминание о первом межпланетном зонде, исследовавшим этот мир. Но для Плутона — единственной планеты, где еще не бывали космические аппараты, — художник нарисовал абстрактное и безликое изображение, а текст попросту гласил: «Плутон еще не исследован».

Набор марок был представлен в Лаборатории реактивного движения на церемонии первого дня выпуска. Несколько молодых конструкторов увидели марку Плутона с надписью «Еще не исследован» и восприняли эту фразу как вызов. Они задались вопросом: «Почему бы не исследовать Плутон?» Одним из этих молодых, одаренных инженеров был Роб Стаэль, менеджер по проектам, который отличался бунтарскими взглядами. Другой была Стейси Вайнштейн, разработчик экспедиций, занимающаяся небесной механикой и уже принимавшая участие в нескольких успешных межпланетных полетах. И Роб, и Стейси восприняли тот факт, что Плутон остается неисследованным, как личный вызов и решили это исправить. Ничего не зная о двух годах работы, когда научное сообщество добивалось экспедиции к Плутону, Стаэль и Вайнштейн отнесли этот набор марок своему начальнику Чарльзу Элачи, а затем — главе отдела исследований планет Лаборатории реактивного движения и начали исследование возможностей послать экспедицию к Плутону.

Стаэль и Вайнштейн хотели изучить, нельзя ли отправить к Плутону действительно миниатюрный аппарат. Целевую массу они установили в 35 кг, то есть она составляла всего 1 / 10 массы «Плутона-350», который и без того был очень небольшим. Чтобы создать крошечный аппарат для крошечной планеты, инженеры JPL планировали использовать технологии миниатюризации, которые заимствовали у министерства обороны, где ранее работал Стаэль. Свою позицию они обосновывали тем, что такой легкий аппарат можно разогнать до чрезвычайно высокой скорости, используя доступные ракеты, и, таким образом, он сможет очень быстро добраться до Плутона. В отличие от кружного маршрута «Плутона-350», который, прежде чем отправиться к Плутону, должен был пролететь мимо Венеры, Земли и Юпитера, чтобы получить импульс для своего почти 15-летнего пути, они могли послать свою «птичку» прямо к далекой планете и добраться до нее всего за половину этого времени. Они назвали свою экспедицию «Быстрый пролет Плутона» и убедили Элачи, что стоит рассмотреть вопрос о ее целесообразности.

Элачи обеспечил Стаэля и Вайнштейн средствами на то, чтобы создать первую рабочую версию проекта. Аппарат был очень простым и имел очень мало возможностей, так как нес только два научных прибора.

Когда Научная рабочая группа внешних планет услышала об этом, новости никого не обрадовали. Они не верили, что в действительности получится сделать аппарат таким дешевым, как заявляли Стаэль и Вайнштейн, или так быстро, как обещали в JPL, но, самое главное, они считали, что проект урезал научную пользу экспедиции. В отличие от «летающего дома» «Маринера Марка II», от которого они сумели успешно отбиться, теперь приходилось искать аргументы для того, чтобы не посылать к Плутону «хомяка». Группа внешних планет доказывала NASA, что «Плутон-350» является золотой серединой между летающим домом и «хомяком» и к его разработке следует приступить без всяких проволочек.

Голливудский маневр

То, что произошло дальше, было настолько же невероятным, как сочинения голливудских сценаристов. На самом деле это случилось на церемонии в Беверли-Хиллз, перед богато разодетыми зрителями, собравшимися в штаб-квартире Американской академии кинематографических искусств и наук. Роб Стаэль был огорчен тем, что Научная рабочая группа внешних планет отклонила его план. По иронии судьбы «Плутоновый андеграунд» в его глазах выглядел партией консерваторов. Стаэль считал, что они отказываются от гениальных нововведений в пользу более испытанных и проверенных методов. Также он знал, что в NASA появилась новая сила, которой его подход понравится.

Этой новой силой был Дэн Голдин, который 1 апреля 1992 г. стал новым администратором NASA, получив это назначение от президента Джорджа Буша–старшего. Как мы уже упоминали, в то время агентство поощряло менее крупные и сложные, скромные и специализированные межпланетные станции, имеющие в качестве полезной нагрузки меньше оборудования. При этом пуски должны были происходить чаще.

Голдин был аэрокосмическим управленцем, который хотел поколебать привычную культуру NASA, по его мнению, слишком привязанную к гигантским, дорогим космическим аппаратам. Вдобавок к продвижению менее крупных экспедиций Голдин хотел поощрить и готовность идти на риск. По его логике, если NASA будет запускать большее количество менее крупных космических аппаратов, то в каждом отдельном случае рисков будет больше, но если при этом агентство потеряет некоторые аппараты, то удар будет не столь чувствителен, поскольку останется много других. Также Голдин убеждал в том, что агентство может сэкономить средства, приняв на себя больше рисков, снизив роль традиции строгого тестирования и изменив свой консервативный, осторожный подход к внедрению новых, непроверенных технологий. Так появилась на свет мантра Голдина, ставшая затем ведущим философским принципом NASA: «Быстрее, лучше, дешевле», или «принципом FBC[8]», как его все называли.

Уэс Хантресс вспоминал, что Голдин, теперь его непосредственный начальник, не теряя времени даром, объяснил свой ведущий философский принцип. При этом казалось, новый администратор демонстрирует определенную долю наивности по поводу того, что возможно в реальности. Хантресс:

 

Когда меня представили Дэну, он пристально посмотрел мне прямо в глаза, ткнул меня в грудь и сказал: «Ага, ты тот парень, который занимается исследованием планет. Я хочу послать экспедицию к Плутону, чтобы взять образец с поверхности, вернуть его на Землю менее чем за 10 лет и потратить на все это менее $100 млн». Я был в таком шоке, что сумел пробормотать только что-то вроде: «Ну, это, конечно, трудная задача. Нам нужно над ней подумать». Я хотел сказать ему, что это попросту невозможно. Дело просто было в том, что я, возможно, не сохранил бы свою работу, если учесть, какое количество заместителей администратора и других руководителей высшего звена NASA Голдин уволил за свой первый год в кресле начальника.

 

Роб Стаэль чувствовал, что если ему только удастся привлечь внимание Голдина, то новый администратор, безусловно, поддержит его идею быстрого пролета мимо Плутона. Роб знал, что ему нужно найти способ обойти официальные каналы и представить концепцию экспедиции непосредственно самому Голдину. Шанс выпал, когда знакомая, работавшая билетером в кинотеатре Академии киноискусства, сказала, что Голдин будет присутствовать на церемонии Академии в Лос-Анджелесе, неподалеку от Лаборатории реактивного движения. Роб вспоминает:

 

Она позвонила мне и сказала:

— Роб, тут в Академии кое-что происходит, и это может тебя заинтересовать, потому что связано с твоим новым начальником.

Я спросил:

— Что ты имеешь в виду — с моим новым начальником?

— Ну, с новым администратором NASA Дэном Голдином, — ответила она. — Ты знаешь его?

— Да, я знаю, кто он такой, но никогда с ним не встречался, и едва ли мне что-нибудь про него известно.

— Ну, выяснилось, что, когда он занял кабинет администратора NASA и открыл один из ящиков стола, там оказалась золотая статуэтка «Оскара» с запиской от предшественника Голдина Дика Трули, где говорилось: «У меня не было возможности вернуть это в Академию киноискусства, может быть, об этом позаботитесь вы».

 

В тот год статуэтка летала в космос на шаттле во время вручения наград Академии киноискусства. Команда челнока принимала участие в церемонии, для чего ее снабдили статуэткой «Оскара», которая парила перед членами экипажа в невесомости, пока Стивен Спилберг вручал Премию за прижизненные достижения Джорджу Лукасу. Теперь Голдин вместе с несколькими астронавтами, летавшими на шаттле, собирался вернуть статуэтку Академии. Подруга Роба прислала ему приглашение на церемонию.

После церемонии Стаэль подошел к Голдину. В окружении голливудских звезд и небольшой группы людей из NASA Роб представился и сказал буквально следующее:

— Господин администратор, я инженер из Лаборатории реактивного движения и отвечаю за исследование возможностей полета к Плутону. У нас есть прорывной способ сделать это с небольшими расходами и при использовании революционных технологий, но консервативно настроенная группа не позволяет нам это сделать. Я могу доставить нас к Плутону к концу 1990-х гг. на очень маленьком космическом аппарате. В пакете, который я держу в руках, все данные, которые это подтверждают. Вы можете мне помочь?

— Можно мне его взять? — спросил Голдин.

Так Стаэль передал ему доклад, где содержались все детали экспедиции. Голдин пообещал прочитать его этим же вечером.

Голдин стремительно начал продвигать концепцию быстрого пролета Плутона. После своего возвращения из Вашингтона он сказал Уэсу Хантрессу: «Я хочу это сделать». Уэс, памятуя о пристрастии его босса увольнять тех, кто говорит «нет», связался с Аланом и сказал, что Научная рабочая группа внешних планет должна бросить «Плутон-350». Вместо этого NASA собирается заняться быстрым пролетом Плутона Стаэля. «Этого хочет администратор, — сказал Хантресс, — и именно это мы будем делать». Алан тут же понял, что ему сообщили плохую новость:

 

Я тут же подумал: «Наша затея накрылась, потому что эта вещь не сработает». Легко было увидеть, что с проектом связано столько технологических чудес, что аппарат либо станет слишком дорогим, либо все кончится увеличением массы или тем, что АМС не сможет долететь до Плутона так быстро, как обещали Роб и его команда Голдину. Или Подкомитет по исследованиям Солнечной системы заметит, что научная польза от аппарата слишком мала и откажется от него. В конечном результате я ожидал, что мы провозимся год или больше, пытаясь сконструировать эту штуку, и ничего не добьемся. И, знаете, именно так все и произошло.

 

По указанию Голдина Хантресс выделил Стаэлю больше средств на детальный проект быстрого пролета Плутона. Но менее чем через год команда самого Стаэля доказала, что идея в таком виде, как это изначально предлагалось Лабораторией реактивного движения, не сработает. Аппарат не мог весить 35 кг. Даже если ободрать его до основания и снабдить только двумя инструментами — камерой и научным радиотехническим оборудованием для изучения атмосферы Плутона, — вес выйдет около 100 кг. И это, если не брать в расчет какую-либо дублирующую систему, чтобы повысить надежность АМС, которой предстояло почти десятилетие полета.

Приняв неизбежную критику по поводу того, что отсутствие дублирующих систем слишком рискованно для такого продолжительного полета, команда Стаэля создала более разум­ную версию, но это, разумеется, добавило веса: теперь зонд весил 164 кг — половину массы «Плутона-350» — при гораздо меньшей полезной нагрузке. Оценки стоимости также выросли — от $400 млн до $1 млрд — и теперь могли соперничать с ценой «Плутона-350».

К Всемирному космическому конгрессу 1992 г. в Вашингтоне команда Стаэля сделала полноразмерный макет своего аппарата. Они считали, что действительно достигли чего-то, но, когда Дэн Голдин услышал о значительном увеличении массы и стоимости, он пришел в негодование. «А что же произошло с тридцатью пятью килограммами?» — поинтересовался он.

Возможно, Голдин считал, что ему заморочили голову и что его так называемая прекрасная мечта о недорогом и привлекающем всеобщее внимание быстром пролете Плутона развеялась как дым. Идея Стаэля также стала кошмаром научного сообщества, связанного с Плутоном, поскольку ученым велели заниматься только этим проектом, без всяких альтернатив.

Сейчас Алан предполагает, что в тот момент Голдин решил, что научное сообщество, связанное с Плутоном (которое для него в тот момент олицетворял Роб Стаэль), непоследовательно в своих обещаниях. И Голдин, и Хантресс сегодня утверждают, что они по-прежнему были намерены послать АМС к Плутону как можно быстрее, но Алан считает, что тогда Голдин стушевался.

В конечном результате работа по экспедициям к Плутону не остановилась, но на пути стало больше препятствий. Голдин, как и раньше, на публике говорил о высоком приоритете полета к Плутону, но теперь из его кабинета приходили новые требования и преграды. Далее последовали доводящие до отчаяния годы бесконечных исследований проектов, отмен, новых исследований и новых отмен.

Примерно в то же время возникло еще два крупных препятствия, из-за которых положение стало даже хуже. Про­изошли две катастрофы: финансовая и техническая. Во-первых, в феврале был опубликован бюджетный запрос президента на 1994 г., по которому средства на межпланетные полеты, по требованию Белого дома, оставались на прежнем уровне. Повышение, на которое Хантресс рассчитывал, чтобы профинансировать начало работы над новыми аппаратами для полетов во внешнюю Солнечную систему, было полностью исключено. Вторая крупная неудача произошла всего несколько месяцев спустя, в августе 1993 г., когда американский космический аппарат «Марс Обсервер» взорвался за три дня до выхода на орбиту вокруг Красной планеты. Эта орбитальная АМС должна была ознаменовать триумфальное возвращение NASA к Марсу после долгой паузы со времен «Викингов», которые были запущены в 1975 г., а теперь превратились в космический мусор, обращающийся вокруг Солнца.

Реакция Голдина на аварию АМС «Марс Обсервер» была типичной для этого самонадеянного человека: он начал совершенно новую программу запуска нескольких аппаратов к Марсу, чтобы восполнить потерянные из-за катастрофы научные данные и с помощью всей серии АМС, которые будут запущены в течение многих лет, достичь еще большего. Он использовал эту новую программу исследования Марса, чтобы применить свой принцип «быстрее, лучше, дешевле», меньше вкладывая в проверки и дублирующие системы и принимая на себя больше рисков как компромисс частым пускам. Чтобы финансировать новую программу, Голдин собирал все деньги, отовсюду, откуда только возможно. Как вспоминает Алан:

 

Голдин сказал нам: «Я люблю Плутон, но у меня новая марсианская программа, и ее нужно финансировать, поэтому вам придется уложиться в $400 млн, включая стои­мость пуска». Это требование выглядело совершенно невероятным. «Плутон-350» стоил намного больше, и даже во всем урезанный аппарат Стаэля по стоимости превышал $1 млрд. В те дни только пуск стоил почти $400 млн. Новое авторитетное заявление Голдина полностью перекрывало любую возможность запустить аппарат к Плутону, если мы только не найдем какой-то хитрый способ выбраться из его ценовых рамок.

Русский гамбит

Экспедиции к Плутону, которые разрабатывали Стерн в Научной рабочей группе внешних планет и Стаэль в Лаборатории реактивного движения шли параллельно. Стерн и Стаэль сошлись в одном: в новой ценовой политике Голдина нет никакого смысла. Полет «Вояджера» стоил почти в десять раз больше. Как кто-то может отправить аппарат к Плутону всего за $400 млн? При таких обстоятельствах уже только одна стои­мость пуска делала полет невозможным, если только разработчикам не удастся найти зарубежного спонсора, который мог бы заплатить за старт.

В то время из-за экономического спада, который произошел после окончания холодной войны, в бывшем Советском Союзе космические проекты отживали свой век. В русской программе по исследованию планет, которая добилась больших успехов в предыдущие десятилетия, совершив посадки на Луну и на Венеру, а также перехватив комету Галлея, едва теплилась жизнь. У русских были одаренные ученые и большие, надежные ракеты «Протоны». Но не имелось межпланетных станций, чтобы запускать на этих ракетах, и ресурсов, чтобы построить новые космические аппараты. Также у них не было опыта NASA в исследовании внешних планет.

С точки зрения Алана, у Соединенных Штатов было как раз то, чего не хватало России, и наоборот. Алан видел совместный проект таким образом: Россия обеспечивает мощную ракету-носитель «Протон», Америка строит космический аппарат и управляет его полетом, и обе страны делят славу. При потеплевших в те времена отношениях между двумя государствами Алан считал, что билет на Плутон станет триумфальной последней главой первого исследования планет Солнечной системы. Это будет совместная экспедиция бывших соперников к последнему и самому далекому из всех известных миров.

Таким образом, по горло насытившись невыполнимыми требованиями отправить АМС к Плутону менее чем за $400 млн и обрадованный идеей о том, как можно бесплатно запустить свой аппарат, Алан решил изменить правила игры. Используя знания Стаэля, но тем не менее действуя более-менее самостоятельно, Алан собирался связаться с российскими партнерами и предложить им возможность участия в экспедиции. Не получив ни у кого разрешения, он вылетел в Москву, где собирался встретиться с Альбертом Галеевым, директором пользующегося авторитетом, передового Института космических исследований Российской академии наук, который выполнял в России ту же роль, что и Лаборатория реактивного движения в США. Алан:

 

Я никогда не встречался с этим человеком, но знал, что он обладает большим влиянием. Он был нашей надеждой, позволяющей отправить аппарат к Плутону, уложившись в ограничения Голдина. Итак, я набросился на него, сказав что-то вроде: «Ваша страна никогда не имела возможности исследовать внешние планеты. Мы сделаем вас партнерами в очень заметной экспедиции к Плутону — Эвересту исследований планет. Что мы хотим от вас — это вклад в обеспечение пуска. Это поможет оживить ваши программы изучения планет, и мы возьмем в свой проект российских инженеров. Мы научим вас всему, что сами знаем об исследовании внешних планет, а вы получите выгоду и славу от первой экспедиции к последней планете».

 

Хантресс узнал об этом плане в Лаборатории реактивного движения как раз перед отлетом Алана и пытался его остановить. Если говорить конкретно, то в аэропорту, по воспоминаниям Алана, ему позвонили и сказали: «Не садись в самолет! Никто не давал тебе разрешения на переговоры с русскими!»

 

Уэс:

 

Думаю, то, что Алан сделал, привело в ярость некоторых ребят из международного отдела штаб-квартиры NASA. Они были разозлены тем, что этот чертов ученый поехал туда, чтобы поговорить с нашим представителем, занимающимся сотрудничеством в области исследования планет. Что этот парень делает? Он не соблюдает протокол! Он в каком-то смысле обвел их вокруг пальца. Я просто выпил чашечку кофе и ухмыльнулся.

 

Но Алан знал, что без бесплатного пуска ему никак не удастся уложиться в ценовые рамки Голдина. Игра по правилам никуда их не вела. Алан вспоминает:

 

Итак, я сел в самолет, я туда полетел, я ворвался к Галееву, но он и его ребята сказали мне: «Нет!» Альберт сказал, что им этого недостаточно и они не хотят, чтобы их просто использовали в день старта, а все остальное в экспедиции было американским. Помню, это было в январе 1994 г., и в Москве была сильная метель. Ужасная погода. Казалось, было холодно, как на Плутоне.

Но на следующий день я вернулся, и Галеев сказал: «У нас есть другое предложение. Ваш американский аппарат может нести русский зонд, который отделится, войдет в атмосферу Плутона с масс-спектрометром и проведет измерения до того, как разбиться о поверхность планеты». Таким образом, русские действительно проводили уникальные исследования Плутона и могли заявить, что на самом деле они, а не мы коснулись его поверхности. Галеев сказал: «Если вы сможете это сделать, я обеспечу вам ракету-носитель "Протон"». Я ответил, что, как мне кажется, смогу преподнести эту идею дома, и мы устроили банкет с водкой и красным грузинским вином.

Идея с русским атмосферным зондом вела к осуществлению полета. Я был так возбужден, что даже не полетел домой в Колорадо, а отправился прямо в Лабораторию реактивного движения, чтобы встретиться со Стаэлем, Вайнштейн и всей их командой. Я объяснил: «Именно так мы заставим все это работать. Холодная война кончилась! Русские и американцы вместе исследуют последнюю планету». Им тоже понравилась эта идея, и они почувствовали, что мы победили, найдя способ вписаться в невероятные ценовые рамки Голдина.

 

Затем Алан преподнес идею Хантрессу в штаб-квартире NASA. Несмотря на то что Уэс злился на подпольную дипломатию Стерна, на самом деле ему было интересно поработать с русскими. Поэтому Хантресс «продал» идею Голдину и отправил представителей NASA в Российскую академию наук, чтобы провести дальнейшее изучение концепции совместной экспедиции. Несколько месяцев спустя в присутствии Алана и других фанатов Плутона в Москве Хантресс назвал полет на Плутон «первой экспедицией России к внешней планете, а также в Сибирь Солнечной системы!». Это было рискованное предприятие, которое вносило в и без того уже непростую игру вокруг финансирования и одобрения экспедиции к Плутону целый набор новых непредсказуемых переменных, в том числе таких, как международные отношения и дипломатия. Тем не менее Хантресс чувствовал, что попробовать стоит.

Но стоило только Хантрессу сесть в самолет, как русские решили, что не будут предоставлять ракету-носитель бесплатно. Цена, которую они затребовали за «Протон», была существенно ниже, чем стоимость американской ракеты, но все же не равнялась нулю.

В те времена американским правительственным агентствам, таким как NASA, по закону не разрешалось покупать русские ракеты. Поэтому американцам нужно было привлечь третью страну, чтобы она приобрела российский «Протон». Алан начал расспросы и узнал, что Космическое агентство Германии может заинтересоваться этим предложением, если их ученые смогут отправить вместе с американской АМС свой собственный зонд, который будет сброшен во время гравитационного маневра у Юпитера и займется изучением спутника Юпитера Ио.

Но для американской стороны ситуация становилась все более сложной. У NASA возник еще один повод для беспокойства, касающийся запуска необходимого для экспедиции радиоизотопного источника энергии на российской ракете-носителе. Многие считали, что такой пуск никогда не будет одобрен другими правительственными агентствами Соединенных Штатов, у которых было право подписи, когда дело касалось аппаратов с источниками атомной энергии, например министерством обороны, министерством энергетики и агентством по охране окружающей среды.

Это было уже слишком. Русский гамбит с пуском, который выглядел столь многообещающим, вскоре рассыпался как карточный домик. К 1996 г. все вернулось на исходную позицию.

Отложенная мечта

В конце 1990-х моральный дух фанатов Плутона упал до самой низкой точки. Они варились в этом котле уже полдесятка лет, день за днем, неделю за неделей. В 1991 и 1992 гг. они ощущали, что так близко подошли к своей мечте, и все только ради того, чтобы увидеть, как в следующие годы она превратилась в раздражающую путаницу. В начале пребывания Дэна Голдина в должности администратора NASA экспедиция к Плутону, казалось, двигалась к цели семимильными шагами, но теперь она больше не была сверкающей новой игрушкой. Она треснула и потускнела.

На самом деле теперь во внешней Солнечной системе появилась новая любимица — спутник Юпитера Европа, на котором вышедший на орбиту Юпитера аппарат «Галилео» обнаружил внутренний океан, то есть явление, аналогов которому на Земле не существует. Многие в сообществе ученых-планетологов заметили интерес Голдина к Европе и решили, что теперь главное — это отправить орбитальную автоматическую станцию к ней и поискать в этом огромном океане возможные следы жизни.

Сторонники Плутона были в печали. Каждый раз, когда Алану, его Научной рабочей группе внешних планет и команде Стаэля удавалось впихнуть экспедицию в поставленные Голдином рамки, правила менялись. Несколько раз они с помощью Хантресса, который к тому времени уже руководил всей космической наукой, выносили свой проект на обсуждение Подкомитета по исследованию Солнечной системы, но все усилия приводили к одному: администратор Голдин хочет дать им еще одно новое неприятное указание. Алан:

 

Чтобы вычислить эту схему, мне потребовались годы, потому что Голдин постоянно твердил нам, что мы в числе его фаворитов, и всегда выделял около $30 млн в год на разработку техники для Плутона и планирование конструкции аппарата. Но он никогда не позволял нам действительно взяться за главное и начать строить полноценный аппарат. Каждый раз, когда мы к этому подбирались, он находил какие-то новые причины, чтобы отправить нас назад, в потоки новых исследований.

Однажды Голдин даже сказал нам: «Я полностью поддерживаю вас, но вы должны придумать, как сделать это без радиоизотопного источника энергии». Мы не поверили своим ушам: «Что?! Вы шутите?! Как можно отправить космический аппарат так далеко от Солнца без атомной энергии?!» Возможно, я стал немного параноиком, но именно в тот момент я начал подозревать, что Голдин просто с нами играет, что он никогда и не собирался давать зеленый свет этому полету, поскольку всегда находилась новая причина для отсрочки, новая причина для того, чтобы заняться еще какой-либо идеей. Итак, к концу 1996 г. я начал подозревать, что Голдин просто гоняет нас по поручениям, и в этой мысли я был не одинок. Поручение за поручением, а потом новое поручение, и на каждую задачу уходит по полгода, а то и год. Казалось, он никогда не позволит нам выйти за рамки исследований, но мы знали, что не можем все бросить и уйти, потому что если мы так поступим, то он полностью закроет проект и не будет никакой надежды на экспедицию к Плутону. Поэтому мы решили ждать, когда Голдин уйдет с поста.

Появление «третьей зоны»

Многие десятилетия ученые-планетологи подозревали, что в труднодоступных областях Солнечной системы Плутон — не единственная планета. В самом деле, уже в 1930-х и в 1940-х гг. велись поиски других тел, находящихся на том же расстоянии от Солнца, но ничего не было обнаружено. Позднее предпринимались и другие попытки, но также безуспешные. Тем не менее мысль о том, что Плутон не одинок, время от времени набирала обороты, и различные планетологи приводили математические и другие доказательства в пользу идеи существования целой когорты миров, обращающихся вместе с Плутоном.

К тому времени, когда в конце 1980-х гг. «Вояджер-2» занимался исследованием Урана и Нептуна, Билл МакКиннон стал главным сторонником этой теории. Его логика основывалась на изучении спутника Нептуна Тритона, который по размеру очень близок к Плутону. Рассуждения МакКиннона подкреп­ляло то, что, судя по орбите Тритона, Нептун захватил его и свел с напоминающей орбиту Плутона орбиты вокруг Солнца. МакКиннон решил, что если есть два таких тела, то почему их не может быть больше? Возможно, даже намного больше.

Возможность существования огромного роя таких объектов ранее предполагал основоположник планетологии середины ХХ в. Джерард Койпер, который пытался объяснить происхождение планет. В 1950 г. Койпер выдвинул идею о том, что после процесса аккреции (создания более крупных объектов из мелких), в результате которого первоначально сформировались планеты, в том числе и Земля, должно было остаться большое количество планетезималей — маленьких строительных блоков для создания планет. Такие объекты предположительно находились за наиболее удаленной от Солнца планетой-гигантом Нептуном.

МакКиннон, как и Койпер, и другие ученые до него, заявлял, что Плутон, возможно, является не просто странным телом на краю системы, но первым проблеском того, что позднее стало называться поясом Койпера.

В 1991 г. Алан развил эту идею, опубликовав статью под названием «О количестве планет во внешней Солнечной системе: доказательства существования значительного числа тысячекилометровых тел», где по нескольким неоднозначным признакам, наблюдающимся во внешней Солнечной системе, математически обосновал существование там сотен или даже тысяч маленьких планет, которые появились на ранних стадиях формирования системы и составляют новую «третью зону», находящуюся за Нептуном.

Более века мы называли зону между Юпитером и Нептуном — королевство, которое исследовали «Вояджеры» — «внешней Солнечной системой». В 1991 г. работа Алана показала, что планеты-гиганты в действительности могут быть средней зоной между внутренней Солнечной системой, где находится Земля, и «по-настоящему внешней Солнечной системой», где располагается Плутон, а также целая когорта подобных ему миров.

К тому времени, когда «Вояджер-2» добрался до Нептуна, находящиеся на Земле телескопы и детекторы были усовершенствованы до такой степени, что эти «объекты пояса Койпера» в принципе можно было обнаружить, если они, конечно, вообще существовали. Потребовалось несколько лет поисков, но новые инструменты, создающие электронные изображения (полупроводниковые камеры на основе приборов с зарядовой связью, сегодня имеющиеся в каждом сотовом телефоне), и масштабные компьютерные поиски, сделавшие ненужной ту скрупулезную работу с блинк-компаратором, которой занимался Томбо, имели решающие значение. Начиная с 1992 г. планетологи начали находить объекты пояса Койпера — эту когорту Плутона!

Вначале была всего горстка находок, но потом обнаруживалось все больше и больше. В целом за 1990-е гг. было найдено более 1000 объектов, расположенных на обширной территории за Нептуном, которую и назвали поясом Койпера. Большинство объектов представляло собой небольшие тела около 100 км в диаметре, но некоторые были гораздо больше, а несколько даже могло соперничать с Плутоном — они имели размер континентов. Сегодня, если основываться на том, что уже было обнаружено, и не забывать, что обширные территории все еще не исследованы из-за отсутствия людей и средств, можно примерно оценить количество объектов пояса Койпера в 100 000 тел, которые имеют диаметр больше 80 км, и еще больше менее крупных тел, численность которых неизвестна.

Фрэн Бэгеналь вспоминает, как новые открытия вызвали еще больший интерес к полету в окрестности Плутона:

 

Как только мы начали наблюдать объекты пояса Койпера, интерес к Плутону просто взлетел до небес. Раньше было похоже, что этой одинокой и манящей планетой на краю Солнечной системы интересуется только маленькая группа фанатов Плутона, и только они верят, что он может быть интересным объектом для исследования. А тут не­ожиданно началось: «Да это же настоящие новые рубежи!» Помню, как я сидела в своем кабинете в Университете Колорадо в Боулдере, где мы собрались, чтобы составить документ в защиту экспедиции к Плутону. Там был Билл МакКиннон, он показал рукой в окно, где виднелись Скалистые горы, и сказал: «Это словно новые земли на Западе, которые мы еще не исследовали. Мы должны отправиться туда и изучить их. Что там, за горизонтом?» Я понимала, что он прав, и это меня по-настоящему воодушевляло.

 

Открытие пояса Койпера дало ученым дополнительные мотивы поднять приоритет экспедиции к Плутону. Чтобы подчеркнуть, что этот давно лелеемый в их душе проект теперь должен не просто исследовать Плутон, но и изучить новую третью зону Солнечной системы, экспедиция была переименована в «Плутон — Койпер экспресс».

«Плутон — Койпер экспресс» был пятой попыткой организовать путешествие к Плутону. Первой был еще «Плутон-350», а затем проект корректировался, переделывался и переименовывался снова и снова, чтобы приспособиться под новые условия и попытаться отыскать ключ, которым можно было бы отпереть денежные сундуки NASA. Фанаты Плутона, у которых всегда хватало настойчивости, энергично двинулись вперед, работая над новой концепцией Лаборатории реактивного движения.

Чтобы на «скелете» «Плутон — Койпер экспресс» появилось хоть какое-то «мясо», а также для того, чтобы подготовиться к проведению конкурса на научные приборы для экспедиции, Хантресс создал из экспертов по Плутону и поясу Койпера Научную рабочую группу (Science Definition Team, SDT). В ее обязанности входило определить научные цели экспедиции к Плутону, а также основные спецификации приборов, которые будет нести аппарат, чтобы выполнить эти цели. Это было очень хорошим показателем.

Создание такой команды означало, что у агентства снова появились серьезные планы на полет к Плутону, потому что NASA использовало SDT, чтобы начать официальное планирование и создать «новый старт» для экспедиции. Возглавить эту команду Хантресс попросил планетолога Джонатана Лунина, который ранее был главой Подкомитета по исследованию Солнечной системы. В команду Лунина входили Алан и многие другие давние участники «Плутонового андеграунда» и члены Научной рабочей группы внешних планет. По­явились и новые лица — эксперты по изучению пояса Койпера. Команда Лунина проработала почти год, чтобы создать прочное научное обоснование экспедиции, список необходимых приборов и тех, которые хорошо бы было иметь, а также детальную научную аргументацию. Появление их доклада вызвало восторженные отклики в самых разных сообществах ученых-планетологов.

В результате все снова завертелось. Но в конце 1998 г. давний сторонник полета к Плутону и глава научных исследований штаб-квартиры NASA Уэс Хантресс ушел из агентства. (В 2016 г. он рассказал нам, что в связи со своим уходом больше всего сожалел, что не смог обезопасить новый старт пролетной экспедиции к Плутону.) К несчастью, его преемником на посту заместителя администратора по науке стал астроном по имени Эд Вайлер, которого Плутон интересовал намного меньше.

Тем не менее Вайлер в некотором объеме продолжал финансирование, и в 1999 г., после того как команда Лунина выпустила свой доклад, он объявил конкурс на приборы для «Плутон — Койпер экспресс», победители которого должны были получить средства для их разработки и создания. Это также выглядело многообещающим: настоящие деньги, чтобы построить настоящие приборы, которые полетят к Плутону. Приборы были сгруппированы так, что на «Плутон — Койпер экспресс» должно было быть четыре типа сенсорных систем (камеры, спектрометр химического состава, атмосферный спектрометр и радиотехническое оборудование для измерения давления и температуры атмосферы), но выбрать предстояло только двух победителей: одного по разработке первых трех систем («комплекта дистанционного сбора данных») и еще одного — по радиотехническому оборудованию, которое на самом деле представляло собой совершенно иной вид приборов, естественным образом не сочетающихся с остальными. Конкурс предложений превратился в «дуэль» ради того, чтобы вскочить на борт первого и последнего «поезда» до Плутона. Победить или умереть — вопрос ставился только так. Соревнующиеся команды создавались в различных университетах и лабораториях по всей стране, в каждой из них был лидер, которого, как мы уже указывали ранее, NASA определяло как научного руководителя.

Группа Алана предложила один из комплектов приборов, получающих изображения и измеряющих спектр. В группе было много молодых ребят, которые с самого начала входили в «Плутоновый андеграунд» и состояли в Рабочей группе внешних планет. Алан считал, что их главный соперник — сильная команда ветеранов проекта «Вояджер» из Лаборатории реактивного движения, которую возглавлял специалист по геологии планет из Геологической службы США Ларри Содерблом. Его имя относилось к разряду самых уважаемых в сообществе ученых-планетологов, в своей области он тогда считался практически богом. Как Алан и его относительно молодая команда могли соревноваться с имеющей опыт группой Содерблома? Ну, во-первых, Алан обзавелся своим собственным божеством — он привлек Юджина Шумейкера, которого воспринимали как основателя планетарной геологии и который приложил руку практически к каждой межпланетной экспедиции. Возможно, Шумейкер без преувеличений принадлежал к наиболее уважаемым и любимым людям в этой отрасли. Ничье мнение не было столь весомым. Алан:

 

Я чувствовал, что Ларри знает все ходы и выходы. У него было больше связей в штаб-квартире NASA, у него была первоклассная команда инженеров из Лаборатории реактивного движения и действительно выдающаяся научная команда. У меня тоже была прекрасная научная команда, но я всегда ощущал, что по сравнению с мастером — парнем, который работал с «Вояджером» и многими другими проектами — мы в большей степени представляем собой группу молодых бунтарей. Нам казалось, что они лидируют, а им — что мы проигрываем. Идея привлечь на свою сторону Юджина Шумейкера должна была нас уравновесить. Мы создали нашу команду, ожидая конкурса от NASA позднее, в 1998 г. или 1999 г. В то время Юджину было 69 лет, и мне действительно пришлось его уговаривать принять участие в проекте, который должен был продлиться 15–20 лет, но в конце концов он согласился. Помню, он сказал мне: «Десять лет назад я думал, что уже стар, чтобы принять участие в проекте "Кассини" (аппарате на орбите Сатурна), но ваша затея мне кажется слишком веселой, чтобы все пропустить!»

 

Алан и его команда без устали работали над своим предложением, доводя его до совершенства в течение почти полутора лет. Чтобы улучшить проект, приглашенные со стороны эксперты критиковали каждую деталь предложения, и это помогло усовершенствовать конструкцию, организацию работ, образовательный план, взаимодействие с общественностью, расписания и многое другое. Другие участвующие в соревновании команды, разумеется, делали то же самое.

К весне 2000 г. предложения, наконец, были готовы. Тогда NASA собрало отзывы группы экспертов, чтобы оценить все проекты. Летом того же года Алан по неофициальным каналам узнал, что его команда выиграла конкурс по комплекту камера / спектрометр. Это воодушевляло, но дальше… была только тишина. Алан:

 

Мы все ждали и ждали, когда NASA сообщит нам о победе, но затем, нежданно-негаданно, в конце августа мне позвонил Роб Стаэль и сказал: «Похоже, что Вайлер решил вообще все отменить». Как это могло случиться, когда, по всей видимости, решение о выборе приборов уже было принято, а новый старт уже, казалось, был неизбежен? Я был просто раздавлен.

Приказ о прекращении работ

Как выяснилось, в то время, когда рассматривались конкурсные предложения по приборам, в штаб-квартире NASA обнаружили, что инженеры из Лаборатории реактивного движения создали финансового монстра. Вайлер обещал, что «Плутон — Койпер экспресс» обойдется менее чем в $700 млн. Но когда он приказал предоставить ему бюджетную смету, выяснилось, что, по расчетам JPL, реальная цена получается как минимум вдвое выше.

Вайлер решил, что пора бы и меру знать. Он устал от проекта, и его уже тошнило от аппаратов для полета к Плутону, так и не сходящих с чертежных досок, потому что их стоимость все поднимается и поднимается. Поэтому в середине сентября 2000 г. он объявил, что NASA отменяет конкурс предложений по приборам как бесперспективный. Это означало, что никакого победителя вообще не будет. Все про­играли.

Но Вайлер не только отменил конкурс по приборам, он выпустил «приказ о прекращении работ» по всей экспедиции к Плутону.

Поскольку он являлся руководителем всех научных миссий NASA, письмо Вайлера имело силу официального документа, который заявлял, что в дальнейшем никакие средства из бюджета NASA не могут быть использованы ни на какую экспедицию к Плутону. Алан вспоминает:

 

Это просто вымораживало. После пяти независимых друг от друга попыток, поддержки бог знает скольких консультативных комиссий NASA, после Научной рабочей группы и объявления конкурса предложений по приборам, после того, как за десять лет на исследования было потрачено примерно $300 млн, Вайлер выбрасывал все в мусорную корзину и никакой надежды на обратный ход не оставлял.

В ответ Лаборатория реактивного движения просто сложила все в архивные шкафы и распустила команду Стаэля. Все сошло на нет.

Те из нас, кто работал над проектом, чувствовали себя так, как будто целых десять лет мы были на побегушках у штаб-квартиры NASA и бесконечно изучали для них то одни, то другие варианты. Сколько было разных версий, сколько было комиссий, перед которыми мы стояли, сколько руководителей планетных исследований мы пережили в NASA! Сколько было всего, с чем мы примирились! Большой аппарат, маленький аппарат, совсем маленький аппарат; полет вместе с русскими, полет к Плутону, в пояс Койпера и дальше; Вайлер просто отшвырнул это все разом.

Это был конец. Он все убил. Мы чувствовали себя так, как будто за 1990-е гг. мы пережили Батаанский марш смерти[9] и, когда уже подошли к финишной черте, когда уже было обещано, что мы сконструируем приборы и начнем экспедицию, нас обезглавили.

Приказ Вайлера об отмене просто выбил у людей почву из-под ног. Нас словно отбросили обратно в 1989 г., когда мы пытались начать дело на совершенно пустом месте.

 

И, как будто вышесказанного было недостаточно, Вайлер также заявил, что NASA не будет рассматривать изучение возможностей каких-либо еще экспедиций к Плутону в течение десяти следующих лет — до 2020-х гг. Он публично объявил: проекты экспедиции к Плутону и любые усилия отправить туда корабль отжили свое.

Вот так обстояло дело: после невообразимых десяти лет ложных надежд, смены курса, возобновлений, проявляя упорство дольше, чем, возможно, стоило, фанаты Плутона, наконец, добрались до конца. Голдин поддержал Вайлера. Апелляцию не приняли.

Все было кончено.

4

Вернувшийся из небытия

Перебрасывая мяч

В свете того, что вся работа по подготовке полета к Плутону, ведущаяся с 1989 г., пошла насмарку, окончательное и бесповоротное поражение сторонников экспедиции, нанесенное Вайлером, было особенно ошеломляющим. По сравнению со всеми предыдущими задержками и отсрочками оно стало абсолютно полным. NASA заявило, что не будет участвовать в исследованиях Плутона.

Алан никак не мог с этим смириться: слишком многое стояло на кону, и слишком многие люди вложили в эту работу свои силы и средства. Поэтому он и его «Плутоновый андеграунд» сделали то, что делали всегда: они «отряхнулись от пыли» и принялись за работу. Вначале команда оставалась в тени, но вскоре открыла второй фронт и вышла на авансцену. Они хотели поделиться своим потрясением и возмущением и с общественностью, и с профессиональным сообществом, а также при каждом удобном случае старались рассказать прессе о необходимости исследования Плутона и передать свой энтузиазм. Команда писала письма редакторам и обзорные статьи в газеты (это было еще задолго до того, как появились блоги), где приводила четкие и убедительные аргументы: не стоит бросать все только потому, что Лаборатория реактивного движения сделала экспедицию слишком дорогой.

Также они привлекали других людей, чтобы выступить в защиту полета к Плутону. Эти призывы возымели эффект: пресса и общественность открыто осуждали отмену экспедиции. В статье в Space Daily говорилось: «Этот шаг привел в ярость многих ученых-планетологов, потому что… Плутон как объект исследования поистине уникален, его изучение не может ждать». Также в ней была процитирована фраза Лу Фридмана, который тогда был директором Планетного общества и сказал, что решающим фактором в возрождении проекта может быть то, что «NASA удивится, увидев, насколько на самом деле популярен Плутон».

Тем не менее время поджимало, поскольку различные небесные и земные обстоятельства складывались так, что исследования Плутона нужно было проводить «сейчас или никогда».

Во-первых, существовало стартовое окно, определенное взаимным расположением Земли, Юпитера и Плутона. Как старт большого путешествия аппарата «Вояджер» был ограничен временем, когда планеты-гиганты выстраиваются в одну линию, что происходит достаточно редко, точно так же и путешествие к Плутону требовало гравитационного маневра около Юпитера, позволяющего ускорить аппарат. Это можно было сделать только тогда, когда Юпитер, совершающий полный круг по своей орбите в течение 12 лет, окажется на одной линии с Плутоном. Чтобы добраться до Плутона до 2020-х гг., необходимо было уложиться в приближающееся окно для старта к Юпитеру в 2002–2006 гг.

Кроме того, дополнительным стимулом уложиться в сроки были две различные особенности движения Плутона по его орбите с периодом обращения в 248 лет. Во-первых, в 1989 г. Плутон достиг перигелия — самой близкой к Солнцу точки орбиты, — и с этого момента он начал медленно удаляться, из-за чего с каждым годом добраться до него становится все труднее. Во-вторых, при отдалении Плутона от Солнца планета остывает, и ученые тревожились, что это может помешать изучению атмосферы.

К началу 1990-х гг. стало известно, что атмосфера Плутона состоит в основном из молекулярного азота, того же самого газа, который составляет бо́льшую часть земной атмосферы. Но, в отличие от Земли, атмосфера Плутона появилась благодаря сублимации[10] его покрытой снегом поверхности. При таком процессе атмосферное давление очень сильно — в сущности, экспоненциально — зависит от температуры поверхности. В результате каждые несколько градусов, на которые охлаждается поверхность, уменьшают атмосферное давление наполовину. Поэтому, когда Плутон двигается по орбите, удаляясь от Солнца, количество солнечного тепла, попадающего на его поверхность, естественным образом уменьшается, и можно ожидать, что температура атмосферы понизится. В результате и атмосферное давление начнет резко падать и, возможно, станет в сотни или тысячи раз ниже, чем во время прохождения перигелия. Если подобное произойдет, атмосфера, в сущности, перестанет существовать и никакая экспедиция, посланная туда, не сможет ее исследовать, из-за ее вымораживания.

Атмосферные модели предсказывали, что такое падение давления начнется где-то между 2010 и 2020 гг., но вскоре по прошествии этого времени оно случится почти наверняка. Для фанатов Плутона это устанавливало предельный срок, когда стоит отправиться на далекую планету. Если экспедиция собиралась изучать атмосферу, то лучше было не откладывать.

И если бы даже этого было недостаточно, существовала еще одна причина поторопиться: ось вращения Плутона имеет большой угол наклона, который составляет 122° от перпендикуляра к плоскости орбиты[11] (угол наклона земной оси — всего 23,4°), и это создает резкие сезонные изменения освещенности на всей планете. Например, на Земле есть области к северу от Северного полярного круга, Арктика, и к югу от Южного полярного круга, Антарктика, где в полночь светит солнце, а потом на несколько месяцев наступает нескончаемая ночь, и так происходит каждый год. Нечто подобное можно наблюдать и на Плутоне, но проявляется это значительно сильнее, поскольку его ось вращения наклонена куда больше, чем земная.

Пока тянулись 1990-е гг. и Плутон медленно следовал по своей орбитальной дуге вокруг Солнца, равномерно растущая доля его южного полушария входила в длящийся десятилетиями сезон постоянной темноты. В результате любой космический аппарат, добравшийся до Плутона в 2015 г., смог бы наблюдать только 75% его поверхности, а оставшиеся 25% были бы скрыты полярной зимней ночью. Но к началу 2020-х видимыми оставались бы только 60%, поскольку с каждым последующим годом все бо́льшая часть поверхности планеты будет погружаться в темноту, а к 2030-м гг. можно будет увидеть только 50% ее территории. Другими словами, чем дольше откладывать экспедицию, тем меньше поверхности Плутона (а заодно и Харона) можно будет изучить, когда космический аппарат прибудет на место.

Эти факторы — необходимость гравитационного маневра около Юпитера, возможное вымерзание атмосферы Плутона и уменьшающаяся территория Плутона и Харона, которую можно нанести на карту, — являлись причинами, чтобы начать экспедицию как можно скорее.

Старым и влиятельным союзником в этой битве был Подкомитет по исследованию Солнечной системы. Во время многообещающей встречи в Хеллоуин 2000 г. — всего лишь месяц спустя после отмены Вайлером проекта «Плутон — Койпер экспресс» — на повестке дня главным вопросом была ситуация с Плутоном.

Сообщество ученых-планетологов, представлять интересы которых был уполномочен SSES, неблагожелательно отнеслось к такой явно необдуманной отмене экспедиции, долгая и болезненная подготовка к которой была завершена. Они видели, как их коллеги из университетов и лабораторий по всей стране работали не покладая рук, чтобы научно аргументировать программу изучения, а потом соперничали друг с другом, разрабатывая научный инструментарий для исследования Плутона. Отказ Вайлера от Плутона воспринимался не просто как задержка для тех, кто занимался этой планетой, — все научное сообщество планетологов чувствовало себя из-за него одураченным и в конце концов ощутило, как же «плутоновская мафия» чувствовала себя все эти годы.

На Хеллоуин Алан и Джонатан Люнин поговорили с представителями SSES, обосновав полет на Плутон и приведя сугубо практические научные аргументы в пользу того, почему экспедицию следует начать прямо сейчас, и настаивая на скорейшем возвращении к исследованиям Плутона. Также они описали, как можно провести такие исследования, сделав их гораздо проще и дешевле, чем планировала Лаборатория реактивного движения во время работы над «Плутон — Койпер экспресс».

Главная проблема проекта была в том, что, по оценкам Лаборатории, стоимость всей программы исследования внешних планет, в которую теперь входил полет и к Плутону, и к Европе, взлетела почти до $4 млрд, если считать по сего­дняшнему курсу, а бюджет одной только экспедиции к Плутону раздулся до $1,5 млрд или более. Но чем больше новых фактов узнавал Подкомитет по исследованию Солнечной системы, тем сильнее был их скептицизм по поводу того, как были рассчитаны все эти затраты.

Одну из центральных ролей в Подкомитете играл авторитетный пожилой ученый, американец греческого происхождения, исследователь космоса по имени Стаматиос «Том» Кримигис. Он был высоким, худощавым, элегантным, говорил низким голосом с сильным греческим акцентом. В классическом голливудском фильме он мог бы сыграть роль красивого гостя, приехавшего из Греции.

Том занимался исследованиями планет с самого зарождения планетологии и создавал приборы для зондов, которые побывали практически на всех планетах Солнечной системы, кроме Плутона, а также на ряде астероидов и комет. В 1980-е гг. он был одним из ведущих исследователей во время первых миссий NASA по созданию искусственных полярных сияний для понимания природы этого явления. В 1990-е гг. Том также играл важную роль, помогая NASA развивать тогда еще новую систему конкурсов в сфере межпланетных полетов. При этом подходе не только научные приборы, но и все остальное — разработка и строительство космического аппарата в целом, наземные операции и научные исследования — делалось на конкурсной основе, и одна из команд, предложившая лучший вариант, выигрывала конкурс, а ее научный руководитель становился главным исследователем.

Эта новая модель назначения главных исследователей во многом была реакцией на раздувание стоимости экспедиций и огромное бюджетное давление конца 1990-х гг., которое угрожало разрушить всю американскую программу исследования планет. Она отклонялась от обычного порядка действий NASA, когда крупной межпланетной экспедицией занималась одна большая лаборатория (обычно Лаборатория реактивного движения), а конкурсы проводились только по научным приборам, которые должны были быть размещены на борту, при этом всю программу вел профессиональный менеджер проекта.

Скажем так, Кримигис имел такую же репутацию, как и любой деловой человек. Но у Тома было дополнительное преимущество: он являлся главой Отдела космических исследований в Лаборатории прикладной физики (Applied Physics Laboratory, APL) Университета Джонса Хопкинса, постепенно заявляющей о себе как о более компактном и экономном конкуренте Лаборатории реактивного движения, способном организовывать более дешевые межпланетные экспедиции.

Том вспоминает один момент того жизненно важного собрания Подкомитета по исследованию Солнечной системы в октябре 2000 г.:

 

[Менеджер проекта Лаборатории реактивного движения] Джон МакНэми пришел на собрание, чтобы рассказать нам, почему бюджет экспедиции к Плутону увеличился с $600 млн до $1,5 млрд, почему направляющийся к этой планете космический аппарат должен быть таким тяжелым и его нельзя построить дешевле, и так далее. Он сделал ошибку, передав по кругу монтажную плату, которая была покрыта слоем алюминия толщиной почти в дюйм. Джон сказал: «Посмотрите на это. Оцените, насколько она тяжелая. По пути к Плутону мы собираемся пролететь мимо Юпитера, поэтому нам нужна эта прослойка для защиты от радиации. Именно поэтому мы сделали ее таким образом».

Эта плата переходила из рук в руки, и, когда она дошла до меня, я сказал: «Подождите минуту! Этот аппарат, направляющийся к Плутону, пролетит гораздо дальше от Юпитера, чем летел «Вояджер», у которого никакой защиты не было. Это просто смешно!»

 

Как выяснилось, Лаборатория реактивного движения, следуя указаниям из штаб-квартиры NASA, включила дорогую радиационную защиту, разработанную для полета к Европе (спутнику Юпитера), в конструкцию «Плутон — Койпер экспресс». Это было то же самое, что повесить на легкую лодку тяжелый якорь, и именно этот якорь «утопил» аппарат для экспедиции к Плутону, взвинтив его цену до небес.

Когда Подкомитет по исследованию Солнечной системы это обнаружил, его члены поняли, что полет к Плутону может быть гораздо дешевле. Поэтому под руководством председателя Майка Дрейка, который в то время был главой Лунной и планетной лаборатории Университета Аризоны — самого крупного исследовательского института, изучающего планеты в Соединенных Штатах, — они написали Вайлеру письмо, сообщив, что не одобряют отмену проекта и рассматривают ее в более широком контексте — как признак плохого состоя­ния американской планетологии и ее печального будущего. Также Подкомитет рекомендовал Вайлеру восстановить экспедицию к Плутону, но контролировать стоимость, провести конкурс подрядчиков, а не передавать все работы Лаборатории реактивного движения, как NASA много раз делало раньше. Далее они рекомендовали в случае необходимости отменить полет к Европе, чтобы обеспечить адекватное финансирование миссии к Плутону, снова подчеркнув все те причины, по которым далекая планета не могла ждать, причем ни одна из этих причин не была актуальна для Европы.

В то же время произошло два других значительных события, которые привели к воскрешению экспедиции. Во-первых, с подачи Алана, как в старые добрые времена, Планетное общество организовало еще одну кампанию по написанию писем среди своих членов, которые были фанатами межпланетных исследований и очень давно мечтали об изучении Плутона. Общество забросало штаб-квартиру NASA лавиной писем с протестами против отмены экспедиции. Тогда же без ведома Алана на сцене появился ученик старшей школы по имени Тед Николс. Он страстно мечтал об исследовании Плутона, а также обладал недюжинными навыками в области связей с общественностью и привлек много внимания как своим сайтом под названием «Спасем полет к Плутону», так и другими смелыми пиар-акциями. Алан вспоминает:

Теду было 17 лет, и он был действительно очень симпатичным мальчиком. Он просто не мог смириться с тем, что попытка исследования Плутона будет отменена. Тед жил в Пенсильвании, то есть не очень далеко от округа Колумбия, поэтому он лично приехал в штаб-квартиру NASA просить об исследовании Плутона и привез с собой прессу. Он был великолепным тактиком, поскольку сделал себя представителем и лицом общественного движения, выражающего разочарование отменой «Плутон — Койпер экспресс». Каким-то образом он добрался до кабинета Вайлера. Не знаю, как это у него получилось. NASA на самом деле считало, что это я его подослал или что это сделало Планетное общество, но он целиком и полностью добился всего сам. Я его тогда даже не знал. И что же сделали подчиненные Вайлера, когда в их владениях по­явился этот ребенок? Они заперли 17-летнего мальчика в комнате с шестью взрослыми, с шестью бюрократами из NASA, и начали задавать ему вопросы: «Кто тебя сюда послал? Почему ты появился здесь из ниоткуда? Кто за тобой стоит? Кто оплатил твою поездку?» И Тед отвечал что-то вроде: «Я сам по себе. Я хотел посмотреть, как будут изучать Плутон, а вы уничтожили мою мечту. Как вы могли?»

 

Тед и его мечта превратились в историю, попавшую во все средства массовой информации и ставшую олицетворением отмены экспедиции, воплощением разочарования молодежи. И вдобавок к концу осени 2000 г. Планетное общество получило более 10 000 писем от граждан, озабоченных закрытием проекта и обращающихся в NASA и на Капитолийский холм. Лу Фридман, тогда исполнительный директор Планетного общества, основавший организацию совместно с Карлом Саганом, собрал их все, сел в Калифорнии на самолет и с церемониями доставил всю эту корреспонденцию на Капитолийский холм… Разумеется, при этом за спиной у него маячили журналисты. Выпуски новостей пестрели сообщениями: «Американцы умоляют лететь на Плутон!»

И этот поток продолжался. Отделение планетологии, самое крупное и влиятельное объединение ученых-планетологов в мире, по настоянию таких его членов, как Стерн и Лунин, выпустило пресс-релиз, где говорилось, что, если экспедиция к Плутону вскоре не начнется, будет пропущено чрезвычайно важное для нее стартовое окно к Юпитеру, а если это произойдет, то не получится никакого исследования атмосферы, когда к планете прибудут те самые пресловутые будущие зонды в тогда казавшиеся ужасно далекими 2020-е гг.

СМИ подхватили эти слова, и они появились в журналах, газетах и даже в выпусках новостей на телевидении, оказывая дополнительное давление на NASA. Вайлера критиковали со всех сторон. Однажды, выйдя покурить из здания агентства на улицу, он наткнулся на людей, которые начали приставать к нему с просьбой возобновить экспедицию к Плутону.

К началу ноября такое давление заставило Вайлера искать выход. В поисках решения он обратился к Тому Кримигису из Лаборатории прикладной физики.

Эта лаборатория подготовила и осуществила не так уж много межпланетных экспедиций. По факту, на ее счету была только одна, но зато у сотрудников был впечатляющий, многолетний опыт строительства и запуска военных спутников и спутников, ведущих наблюдения за земной поверхностью, которые хорошо себя показали и были недороги. Более того, единственный межпланетный полет, подготовленный лабораторией, имел громкий успех. Эта экспедиция появилась на свет, когда Кримигис помогал развитию задуманной NASA программы «Дискавери», состоящей из небольших межпланетных миссий, которые разрабатывались на конкурсной основе и возглавлялись научными руководителями. Лаборатория прикладной физики занималась проектом «Встреча с астероидом, сближающимся с Землей» (Near Earth Asteroid Rendezvous, NEAR). Аппарат был запущен к Эросу в 1996 г. и стал первым в истории искусственным объектом, который вышел на орбиту вокруг астероида и провел там год. Далее он даже совершил мягкую посадку на поверхность Эроса — это стало дополнительным достижением, которое даже не задумывалось в первоначальном проекте экспедиции. И вдобавок ко всему команда Лаборатории прикладной физики сделала аппарат с опережением графика, и на момент окончания работ у них оставалось еще $30 млн сверх бюджета, которые они вернули в NASA.

Полет NEAR был триумфальным во всех смыслах. Как Лаборатория прикладной физики сумела справиться с ним так хорошо? Одной из составляющих успеха была их философия управления — не держать больше менеджеров, чем это необходимо, поскольку эти армады управленцев увеличивают затраты. Вместо этого здесь возлагали больше ответственности и обязанностей на тех, у кого есть знания, — на своих инженеров. Лаборатория прикладной физики также делала небольшие аппараты из-за того, что хотела оставаться компактной и работающей с минимальными затратами организацией. Она предпочитала расти ввысь, а не вширь.

Все это создало Лаборатории прикладной физики и главе ее космического отдела Тому Кримигису славу команды, известной тем, что она способна подготовить и осуществить успешный запуск космических аппаратов при очень ограниченном бюджете. Поэтому в середине ноября Вайлер спросил Кримигиса, не может ли он найти какой-то способ значительно удешевить полет к Плутону. Том ответил: «Возможно, я смогу сделать это за треть тех денег, которые запросила Лаборатория реактивного движения. Именно так мы работаем в Лаборатории прикладной физики».

С подачи Вайлера Кримигис собрал небольшую команду, чтобы, быстро и напряженно работая, создать за десять дней экспериментальный проект и оценить его стоимость. Команда проработала все выходные на День благодарения, и 29 ноября 2000 г. Том встретился с Вайлером, чтобы передать ему результаты исследования и оценку стоимости. Том вспоминает:

 

В сущности, мы разработали то, что позднее легло в основу проекта «Новые горизонты», включая форму космического корабля, его питание от одного радиоизотопного термо­электрического генератора, модель которого уже существовала и использовалась во время полета «Кассини»[12], и другие нововведения для того, чтобы снизить стоимость и придерживаться реалистичного расписания, позволяющего уложиться в стартовое окно для гравитационного маневра у Юпитера. Наше исследование показало, что все можно сделать за гораздо меньшую сумму, чем $500 млн, считая резервы на случай непредвиденных расходов, и я заверил в этом NASA.

 

Получив от Лаборатории прикладной физики подтверждение идеи, Вайлер мог двигаться вперед.

Резкая смена курса

В конце декабря 2000 г. Алан узнал, что лед тронулся и NASA в конце концов собирается дать ход экспедиции к Плутону. Но их планы не совсем совпадали с тем, чего ожидал Стерн. Он предполагал, что, если его общественная кампания и давление научного сообщества возымеют эффект, NASA вернется к проекту «Плутон — Койпер экспресс» и начнет с того момента, где он был приостановлен, проведет выбор приборной полезной нагрузки, как это планировалось, и перейдет к назначению даты старта. Но 19 декабря Алану позвонил один знакомый, занимающий небольшую должность в штаб-квартире NASA. Он сказал: «Вы, ребята, победили: мы возобновляем полет к Плутону, но это станет вашим самым ужасным ночным кошмаром». Самым ужасным ночным кошмаром? Что бы это могло значить?

На следующий день Вайлер публично объявил, что, следуя рекомендациям Подкомитета по исследованию Солнечной системы, NASA снова попытается разработать осуществимый проект экспедиции к Плутону, но на этот раз конкурс будет объявлен на весь полет в целом: приборы, космический аппарат, план наземных операций, научные исследования — все. Это будет сделано примерно так, как проводились исследования планет в рамках программы «Дискавери», с помощью новой модели полетов, возглавляемых научным руководителем, которой помог появиться на свет Том Кримигис. Но на этот раз соревнование будет идти за более значительный приз — победителю достанется гораздо более крупная экспедиция, чем любая другая миссия, которую ранее возглавляли исследователи.

Конкурс на полет к Плутону должен был быть открытым для всех желающих принять в нем участие. Таким образом, Лаборатория реактивного движения, которая до сих пор считала, что экспедиция к Плутону принадлежит ей, теперь должна была соревноваться за это право. Победить предстояло проекту, который доказательно описывал экспедицию, отвечающую трем основным критериям: в ней должна была быть вся научная нагрузка, которую Команда научного определения Лунина считала необходимой (то есть без какого- либо урезывания научных целей); она должна была прибыть к Плутону до 2020 г., даже если придется воспользоваться резервным стартовым окном, а также все — от создания проекта до строительства аппарата и предполетных проверок — должно было быть сделано в рамках беспрецедентного бюджета в $750 млн или менее (считая по сегодняшнему курсу и включая разумные финансовые затраты сверх этой суммы на случай непредвиденных обстоятельств). Это последнее условие, возможно, было самым невероятным: бюджет был наполовину меньше той суммы, в которую оценивалась экспедиция «Плутон — Койпер экспресс», и составлял всего 20% стоимости «Вояджера».

Еще сильнее пугало то, что предложения принимались только до 21 марта, что казалось практически невозможным. Предложения, которые писались для таких экспедиций NASA, часто состояли более чем из тысячи страниц, где приводились детальные описания конструкции, всеобъемлющие научные обоснования, планы организации работ, расписания, бюджеты, биографии членов команды и многое другое. Теперь же авторов просили вместить то, что обычно требовало года или более работы, всего в несколько месяцев и успеть до конечного срока — 21 марта.

В день, когда Вайлер сделал объявление, телефон у Алана звонил дважды: Лаборатория прикладной физики и Лаборатория реактивного движения собрали команды, чтобы участвовать в конкурсе. Алану было всего 43 года, но после всей череды исследований и оценок экспедиций к Плутону в 1990-е гг. он был известен как «мистер Плутон», а также человек, который может эффективно руководить командой. Обе лаборатории хотели, чтобы Стерн возглавил их работу над проектом.

Звонок от Чарльза Элачи, который в то время руководил Лабораторией реактивного движения, раздался всего через час после того, как Вайлер сделал объявление. Алан поговорил с Элачи, но окончательного ответа на его предложение не дал, потому что от Ральфа МакНатта узнал, что вскоре ему позвонит Том Кримигис из Лаборатории прикладной физики.

Алан также понимал, что менее опытная команда Лаборатории прикладной физики будет предполагаемым аутсайдером в любом конкурсе за экспедицию такого масштаба. Тем не менее он с подозрением относился к Лаборатории реактивного движения, которая уже отличилась тем, что раздувала расходы на полет к Плутону, и на самом деле не верил ее обещанию довести экспедицию до конца, уложившись в бюджет и расписание.

Ожидая эти звонки, Алан приготовил пару вопросов, которые собирался задать и Элачи, и Кримигису. Во-первых, он хотел спросить: «Если я буду с вами, то стану ли единственным научным руководителем, работающим над предложением экспедиции к Плутону?» Это было особенно важно, потому что Алан хотел иметь возможность собрать команду первоклассных инженеров и руководителей, чтобы никто из них не решил готовить еще одно предложение по полету к Плутону от того же самого учреждения. Он хотел быть уверенным, что та лаборатория, с которой он пойдет, так сказать, сложит все яйца в одну корзину — чтобы у нее не было способа победить, работая над предложением вне его команды. Второй вопрос Алана был следующим: «Если мы победим, можете ли вы дать в письменном виде обещание, что никогда не бросите проект, что будете сражаться за него до последнего, если экспедиция когда-либо столк­нется с финансовыми или политическими проблемами?» Алан:

 

И Элачи, и Кримигис попросили время на обдумывание моих вопросов и пообещали перезвонить мне на следующий день. Когда перезвонил Элачи, он целых полчаса объяснял мне, почему Лаборатория реактивного движения дает сто очков форы Лаборатории прикладной физики, но никак не может подать только одно предложение по Плутону. Также он подробно рассказал, почему они не могут пообещать бороться против NASA, если проект будет отменен на последующих стадиях. В основном разговор был сведен к тому, чтобы ответить «нет» на оба мои вопроса и в то же время представить в выгодном свете сотрудничество с Лабораторией реактивного движения даже несмотря на то, что внутри нее над предложениями по Плутону будет работать несколько команд с несколькими научными руководителями и что JPL не могла по­обещать без всяких условий защищать экспедицию, если позднее с полетом возникнут проблемы. Вскоре после этого перезвонил Кримигис и сказал: «Алан, вы будете нашим единственным научным руководителем, и если мы победим, то никогда не бросим проект. Даю вам свое слово». Я был очень доволен ответом Тома, но, повесив трубку, подумал: «Меня обманули. Лаборатория реактивного движения никогда не поддержит нас по-настоящему, а Лаборатория прикладной физики поддержит, но последняя — явный аутсайдер и, скорее всего, проиграет более сильной и более политически крепкой JPL». Легкого решения не было.

 

Одной из причин явного отставания Лаборатории прикладной физики было то, что, в отличии от Лаборатории реактивного движения, на счету которой были успешные пролеты двух «Пионеров», двух «Вояджеров» и успешные выходы на орбиты внешних планет «Галилео» и «Кассини», у APL не было абсолютно никакого опыта в организации экспедиций во внешнюю Солнечную систему. Это имело огромное значение из-за большого количества технических и управленческих нюансов, связанных именно с полетами во внешнюю Солнечную систему. Времени на путешествие нужно гораздо больше, чем во внутренней Солнечной системе, поэтому космический аппарат должен быть рассчитан на гораздо больший срок эксплуатации. К тому же существуют сложные проблемы в организации и осуществлении управления аппаратом при такой длительности экспедиции. Чтобы многие годы странствовать в космосе, преодолевая огромное расстояние между внешними планетами, вопросы надежности и защиты аппарата от отказа — его способности автоматически исправлять неисправности — должны решаться на таком же уровне, как и вопросы навигации. Перепады температуры требуют абсолютно точных и надежных теплотехнических конструкций. Также космический аппарат, отправляющийся на такое большое расстоя­ние от Солнца, не может получать энергию от солнечных батарей. Нужен атомный источник питания, что вызывает целый ряд новых трудностей, как технических, так и организационных. Алан:

 

В тот вечер я долго размышлял над выбором между Лабораторией реактивного движения и Лабораторией прикладной физики, и это решение далось мне непросто. Я знал, что последняя годится для выполнения этой задачи, но передо мной был выбор при отсутствии альтернативы. Работать с Лабораторией прикладной физики было гораздо рискованнее.

Посреди ночи я проснулся и подумал о том, что мне следует присоединиться к APL. Я знал, что должен идти с командой, которая действительно хочет работать с этим проектом и всегда будет его отстаивать, но в то же время осознавал, что на самом деле выбираю более слабого из соперников. К тому же я понимал, что, если сейчас пойду в Лабораторию прикладной физики, Элачи на всю оставшуюся жизнь сделает меня персоной нон грата в Лаборатории реактивного движения. Это несколько охладило мое желание выбрать «физиков», поскольку, если мы проиграем, что, на мой взгляд, вполне могло случиться, то лично для меня последствия этого проигрыша были очень велики. Но если поставить то, что Элачи ответил на мои вопросы, против того, что сказал Кримигис, я все же должен был выбрать физиков из Университета Джонса Хопкинса.

Пока я лежал без сна в темноте, думая о грядущем соревновании, меня все больше и больше захватывала мысль о том, как побить Лабораторию реактивного движения на ее поле. В то утро я пришел на работу очень рано, чтобы позвонить обоим руководителям и сообщить о своем решении. Кримигис был искренне обрадован. Элачи — как громом поражен.

На тропе войны

После того как Алан согласился возглавить команду Лаборатории прикладной физики, выдвигающую свое предложение экспедиции к Плутону на конкурс NASA, они с Томом Кримигисом занялись созданием команды мечты. В качестве менеджера заявки и всего проекта Лаборатория пригласила Тома Кофлина, их самого опытного проектного менеджера космических программ. Также Том был тем самым человеком, который руководил успешной межпланетной экспедицией NEAR и сумел сэкономить $30 млн бюджета. Чтобы провести экспедицию к Плутону через тернистый путь получения одобрения на источник атомной энергии, пригласили Глена Фонтейна, очень уравновешенного человека и блестящего инженера космического отдела Лаборатории прикладной физики. Затем Алан приступил к работе, выбирая, кто из ученых мог бы присоединиться к команде как участник совместного проекта.

В рождественские каникулы 2000 г. Алан был занят подбором научной команды, а также работой с Лабораторией прикладной физики над конструкцией аппарата, рассмотрев десяток общих набросков траектории и проведя сопоставление космических аппаратов, чтобы понять, как спланировать экспедицию. Кроме того, Стерн организовывал совещания команды, чтобы достигнуть соглашения насчет того, как распределить работу по проекту, и решить, какие приборы для исследования Плутона будут на борту аппарата.

Далее наступил период сумасшедшей работы по семь дней в неделю, почти круглые сутки, чтобы детально проработать всю экспедицию и написать предложение толщиной с телефонную книгу, где содержалась вся информация, требовавшаяся NASA.

Все происходило с молниеносной быстротой: решения, для принятия которых в нормальных условиях требовались годы вдумчивого изучения, принимались за несколько дней. Это щекотало нервы, но каждое такое решение имело очень важные последствия: любой перегиб мог привести к тому, что предложение не отвечало бы требованиям по стоимости, расписанию, ограничениям по весу или мощности, а любое сокращение могло дорого стоить в том плане, как группа экспертов оценит их предложение по сравнению с предложениями соперников. Алан чувствовал себя так, как будто балансирует на лезвии ножа между двумя путями, ведущими к поражению, и он знал, что должен создать полностью сбалансированное предложение, которое было бы идеальным и с технической, и с управленческой точки зрения, потому что любое слабое место могло быть использовано для того, чтобы присудить победу более опытным соперникам из Лаборатории реактивного движения.

Работа по созданию, проверке и доведению до идеала всего предложения по экспедиции к Плутону к установленному NASA сроку в марте 2001 г. шла неделю за неделей, выходные за выходными. Но то, что случилось дальше, было просто по Кафке: в начале февраля 2001 г., когда собранный в единое целое черновик предложения прошел первую полную проверку, новая администрация президента Буша выпустила свой первый федеральный бюджет. Мы были шокированы: несмотря на только что объявленный NASA конкурс предложений по полету к Плутону, в этом бюджете финансирование экспедиции к далекой планете равнялось нулю, а полет к Европе получил новый старт! В течение буквально пары дней NASA прервало конкурс предложений по Плутону.

Алан не верил своим глазам. И был в ярости. Он подозревал, что к этому приложила руку Лаборатория реактивного движения, которая благодаря отмене конкурса оказывалась в выигрыше:

 

Я был так зол, что не мог здраво мыслить, и мне казалось, что во всем этом есть запашок какого-то заговора. Если первым состоится полет к Европе, то Лаборатория реактивного движения гарантированно получит работу, потому что эта экспедиция была просто приписана к ней без всякого конкурса. А это был гораздо более крупный денежный приз, чем победа в конкурсе за Плутон.

 

Алан предполагал, что Лаборатория реактивного движения втихомолку убедила администрацию Буша более или менее потеснить экспедицию к Плутону в пользу полета к Европе. Также он считал, что JPL имеет и другой интерес в том, чтобы уничтожить проект Плутона, потому что если Лаборатория прикладной физики действительно выиграет конкурс, то всегда будет восприниматься как сильный конкурент в любых других будущих исследованиях внешней Солнечной системы.

Алан тут же позвонил Кримигису. Он вспоминает, как Том сказал что-то вроде: «Ну, вот и пришло время поотрывать кое-кому ноги». Стерн никогда не слышал, чтобы маститый космический исследователь выражался подобным образом. «Господи, — подумал он, — я определенно выбрал правильного парня. Он будет воевать за эту экспедицию!»

Том решил перейти сразу к тяжелой артиллерии, вытащив из рукава политического туза, которого до поры до времени придерживал, — влиятельного сенатора Барбару Микульски от штата Мэриленд, где находилась Лаборатория прикладной физики. Тогда она как раз возглавила Сенатский комитет по ассигнованиям, отвечающий за финансирование исследований космоса. С подачи Тома мадам Микульски написала в NASA резкое письмо, требуя, чтобы агентство возобновило конкурс предложений по экспедиции к Плутону. В этом письме она распекала агентство, напоминая его руководству, что, отменив конкурс, они покусились на власть американского Конгресса решать, стоит ли финансировать полет к Плутону. Микульски утверждала, что они не могут так делать. Поскольку она была главой Сенатского комитета, который определял бюджет, NASA не могло не прислушиваться к мнению Микульски. Агентство снова возобновило конкурс.

Игра продолжалась.

«Чего бы это ни стоило»

Кроме команды Алана в Лаборатории прикладной физики над предложением по экспедиции к Плутону работало еще четыре группы. Две самые внушительные команды были из Лаборатории реактивного движения, ими руководили более опытные и пожилые ученые, оба они были ветеранами проекта «Вояджер» и других легендарных межпланетных полетов. Главой первой команды был Ларри Содерблом, всеми уважаемый специалист по геологии планет из Геологической службы США. Он был ключевой фигурой в изучении ледяных спутников в команде, работающей с камерами «Вояджера», и любимцем высшего руководства Лаборатории реактивного движения. Вторую команду возглавлял Ларри Эспозито, человек с энциклопедическими знаниями в области планетологии, научный руководитель проекта по созданию ультрафиолетового спектрографа, находящегося на борту зонда «Кассини», вышедшего на орбиту Сатурна, и преподаватель планетологии в Университете Колорадо (что означало: Алан вынужден соперничать с одним из бывших преподавателей университета, где он получал постдипломное образование). Алан понимал, что слишком неопытен, чтобы соответствовать достижениям гигантов в своей области; его команда просто должна была подать самое лучшее предложение. Он часто думал о том, что в этом соревновании его команда подобна Давиду, вышедшему на бой с множеством Голиафов.

И тут появилась его приятельница, планетолог Лесли Янг, которая в 1988 г., еще будучи студенткой Массачусетского технологического института, состояла в исследовательской команде, открывшей атмосферу Плутона. К 2001 г. Лесли обзавелась докторской степенью и согласилась поработать с Аланом как постдок.

Лесли стала главным человеком, благодаря которому удалось написать предложение. Очень умная и просто излуча­ющая энтузиазм, она проделала невероятное количество работы и даже сама написала ключевую часть предложения. Дабы предложение заслуживало доверия, NASA требовало, чтобы каждая команда предоставила план пролета, который действительно соответствовал бы всем необходимым наблюдениям при возможностях предлагаемой конструкции аппарата. И было недостаточно просто показать, что стоящие в плане научные приборы имеют правильное разрешение, правильную светочувствительность и все остальные технические параметры для того, чтобы провести наблюдения, соответствующие целям экспедиции или превосходящие их. Также команда должна была продемонстрировать, что конструкция аппарата и предполагаемые характеристики приборов при выбранной траектории пролета могут обеспечить все необходимые наблюдения, заявленные в плане полета, что они подходят друг к другу; доказать, что они могут работать как единое целое, что между включениями проходит достаточно времени, что в каждый отдельно взятый момент времени расходуется не слишком много энергии, что никогда не переполняется память запоминающего устройства, и так далее и тому подобное.

Создание плана пролета напоминало шахматную партию в десяти или более измерениях. Лесли руководила этой разработкой и, делая это, превратилась в эксперта мирового класса по комплексному планированию экспедиций. Вначале Алан несколько сомневался, что такой молодой ученый, как Лесли, сумеет справиться с настолько сложной задачей. Но он разглядел в ней все необходимые качества. А когда Стерн попросил ее подписаться на ночные смены и работу по выходным до окончания срока подачи предложения, Лесли ответила: «Я здесь, чтобы победить, чего бы это ни стоило». Эта фраза «чего бы это ни стоило» стала мантрой Лесли и произвела такое впечатление на Алана, что становилась девизом проекта каждый раз, когда наступали трудные времена.

Работой по предложению в Лаборатории прикладной физики занималось более ста человек. Основную роль играли Салли Боуман, опытный руководитель полета, которая отвечала за разработку управления «Новыми горизонтами» во время десятилетнего путешествия; Крис Херсман, системный инженер и инженер по электрооборудованию который занимался конструкцией «Новых горизонтов» в целом, а также Билл Гибсон из Юго-Западного исследовательского института, их самый опытный менеджер проекта, который выбивался из сил, сводя вместе конструкцию, разработку и проверку всех семи научных приборов по четырем различным корпорациям и университетам с точки зрения их стоимости в рамках бюджета.

Кроме того, чтобы справиться со всеми инженерными и управленческими трудностями и попытаться написать безукоризненное предложение, найти и устранить все технические, управленческие и даже педагогические проблемы, Алан хотел пропустить его через необычно серьезный ряд внутренних проверок «красной команды»[13]. В то время для большинства предложений планировались подобные проверки «красной командой», когда проверочный обзор независимой группы экспертов помогал взглянуть на работу критически и найти в ней слабые места, но Алан хотел иметь три «красные команды», чтобы подняться до высоких стандартов, что могло скомпенсировать недостаток опыта у их команды по сравнению с более искушенными соперниками из Лаборатории реактивного движения. Это было дорого, требовало много времени и даже напоминало какое-то сумасшествие. Лаборатория прикладной физики сопротивлялась из-за большой нагрузки и стоимости этих мероприятий, но Алан настоял на своем. Алан:

 

Какое-то время я был не слишком популярной личностью в работавшей над предложением команде, поскольку требовал слишком многого — слишком много проверок, слишком много исправлений, слишком много долгих ночей и не менее долгих рабочих уик-эндов. Для меня это было не просто предложение. Оно означало победить или отправиться домой с пустыми руками, пан или пропал, и никакой награды за второе место.

Хьюстон, у нас есть название

Во время написания предложения возникла одна казавшаяся незначительной, но чрезвычайно важная задача: нужно было дать название предложению и всей экспедиции. Как научный руководитель Алан отвечал за его выбор, но он хотел, чтобы в этом приняла участие вся команда.

Любому, кто когда-либо собирал рок-группу или организовывал отряд, знаком этот процесс. Вам хочется придумать великолепное название, но многие варианты никого не устраивают, и через некоторое время они все сливаются или начинают казаться одинаково неудачными.

Алан хотел название, которое одновременно описывало бы экспедицию и было вдохновляющим. Поскольку речь шла о NASA, предлагались самые разные акронимы. Принимая во внимание то, что летели к Плутону, во всех вариантах была английская Р, а также в них было много Е (exploration — исследование) или M (mission — экспедиция, полет, миссия). Новые названия все предлагались и отклонялись: скучные, плохо запоминающиеся акронимы, такие как COPE, ELOPE, POPE и аббревиатура PFM. Некоторые были немного лучше, например PEAK (Pluto Exploration And Kuiper-Belt — «Исследование Плутона и объектов пояса Койпера», созвучно с английским словом, означающим «пик», «гора», «вершина») или APEX (Advanced Pluto Exploration — «Расширенное исследование Плутона», созвучно с английским словом, означающим «высшая точка»). Но ни одно из этих названий не было воодушевляющим, сильным, достаточно броским или запоминающимся.

По ходу дела команда Алана узнала, что один из их соперников — группа Ларри Эспозито, работающая в Университете Колорадо совместно с Лабораторией реактивного движения — назвал свой проект POSSE (Pluto Outer Solar System Explorer — «Исследователь Плутона и внешней Солнечной системы», созвучно с английским словом, означающим «во­оруженный отряд»). Это было прекрасное описательное название, но Алан считал, что в нем не хватает вдохновения. Он шутил: «Интересно, а кого это они собираются арестовывать». Алан хотел придумать более обнадеживающее название.

Перебрав десятки акронимов, Алан понял, что нужно отойти от этой традиции NASA. Он решил, что вместо фокусов с сокращениями даст хорошее название, которое само по себе будет короткой воодушевляющей фразой или девизом и будет отражать суть того, чего они хотят достичь своей экспедицией.

И снова было очень много идей. Кто-то предложил назвать проект просто «Х» в честь поисков Томбо «Планеты Х» и ощущения связи с будущим, поскольку эта буква заставляла вспомнить новаторские разработки NASA, такие как ракетопланы Х-15. Другие предлагали что-то вроде «Новых рубежей» или «Гигантского скачка». Но с каждым из этих названий было что-то не так: у некоторых «Х» ассоциировался с наркотиком экстази, а «Новые рубежи» напоминали о космической программе Кеннеди, что, как опасался Алан, может вывести из себя администрацию Буша, которая была тогда у власти. Что же до «Гигантского скачка» в честь знаменитой посадки «Аполлона-11» и слов Нила Армстронга «гигантский скачок для всего человечества», то Стерн боялся, что над его предложением будут потешаться из-за «гигантского скачка веры»[14]. Время уходило, неделя сменялась неделей, и Алан взмолился: «Нам нужно название! Предложение уже проходит проверку "красной команды", а названия у него все еще нет. Придумайте нам имя!»

Затем, в одну из редких суббот, когда Алан вернулся домой в Боулдер, он во время пробежки прокручивал в голове идеи. Его мысли обратились к проблеме с названием. Алан:

 

Именно там и тогда я решил, что частью названия должно быть несущее очень позитивное значение слово «новый» или «новые», потому что то, что мы делали, во многих отношениях было новым. «Черт побери! — думал я. — "Новые рубежи" — это очень близко, но имеет политическую окраску». Потом, остановившись на светофоре, чтобы дождаться зеленого света и продолжать бежать, я случайно бросил взгляд на Скалистые горы на западном горизонте, и тут меня озарило! Мы можем назвать проект «Новые горизонты», потому что мы движемся к новым горизонтам, чтобы исследовать Плутон, Харон и пояс Койпера, а еще мы открываем новые горизонты, проводя первую экспедицию к внешним планетам, которую возглавил научный руководитель. «Никто, — подумал я, — не сможет отыскать никакого черного пятна в таком ярком названии, как "Новые горизонты"». Его легко произнести, легко запомнить, и оно является символом того, что экспедиция делает что-то новое двумя способами, которые имеют большое значение. Пока я бежал дальше, я полностью подтвердил свое предположение. Я пытался выкинуть название из головы, но у меня не получалось. К концу пробежки я остановился на этом варианте и, как припоминаю, подумал, что в каком-то роде принятое решение было историческим: «Если мы выиграем конкурс, если Конгресс найдет финансирование, чтобы отправить экспедицию к Плутону, если все пойдет как надо и мы его успешно исследуем, то название "Новые горизонты" войдет в учебники и энциклопедии и останется в них на сотни лет».

Изобретая «новые горизонты»

Для того чтобы победить, «Новым горизонтам» требовался ряд особенностей, которые отличали бы аппарат от зондов, предложенных более опытными соперниками. Главным таким отличием была расширенная приборная полезная нагрузка, обещающая выполнить все требуемые NASA научные наблюдения. К ней были добавлены дополнительные приборы, обеспечивающие новые исследования. Алан ощущал, что, хотя некоторые из них не являются обязательными, они расширят возможности экспедиции и привлекут на ее сторону новые научные сообщества, чья поддержка может потребоваться позже для того, чтобы обеспечить финансирование полета. Добавить этот дополнительный инструментарий стало возможным во многом благодаря тому, что у Лаборатории прикладной физики был опыт разработок приборов для космических аппаратов и экспедиций, которые стоили гораздо меньше, чем могли предположить в своих оценках и проектах полета ученые из Лаборатории реактивного движения, в свою очередь также изыскивающие финансовые возможности для дополнительной научной аппаратуры.

В основу предлагаемой полезной нагрузки «Новых горизонтов» был положен комплект камер и спектрографов, который команда Алана разрабатывала для теперь уже отмененного конкурса проектов «Плутон — Койпер экспресс».

Первым из них был «Исследование Плутона с помощью удаленного зондирования» (Pluto Exploration Remote Sensing Investigation, PERSI) — мощный набор камер и спектрометров химического состава, работающих в видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной частях спектра. PERSI должен был заснять Плутон и Харон во всех подробностях, с детализацией, позволяющей разглядеть объекты размером с городской квартал. Также он мог проводить инфракрасные наблюдения, которые давали возможность создать карты и определить, из каких материалов состоят поверхности Плутона и Харона. В ультрафиолетовой части спектра можно было определить структуру и состав атмосферы Плутона и поискать, нет ли атмосферы вокруг Харона.

Далее радиоспектрометр Radio Science EXperiment (REX) должен был измерить давление и температуру атмосферы Плутона в зависимости от высоты, что было обязательным требованием NASA. Для создания радиоспектрометра Алан привлек команду профессора Стэнфорда Лена Тайлера — самую опытную команду радиотехников, которая работала над радиотехническим экспериментом в полете к Плутону ранее и обладала самой лучшей техникой в мире, подходящей для такого проекта. Вместе с командой Тайлера Алан не только заполучил чрезвычайно квалифицированную группу радиотехников, но и приобрел крупное стратегическое преимущество над остальными конкурентами.

Далее Стерн выбрал два инструмента для наблюдения заряженных частиц (область Ральфа МакНатта и Фрэн Бэгеналь), которые назывались «Спектрометр энергетических частиц» (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation, PEPSSI) и измеритель параметров частиц солнечного ветра «Солнечный ветер вокруг Плутона» (Solar Wind Around Pluto, SWAP) и были созданы для изучения состава и скорости утечки газов из атмосферы Плутона.

Настоящим украшением полезной нагрузки «Новых горизонтов» была «Камера дальней разведки» (Long Range Reconnaissance Imager, LORRI). Эта простая черно-белая камера добавляла три очень важных пункта к научному плану «Новых горизонтов», причем ни в одной экспедиции Лаборатории реактивного движения ничего подобного не было. Во-первых, с помощью телескопа с высоким разрешением камеры LORRI аппарат мог делать снимки с разрешением в пять раз выше, чем NASA требовало для карт Плутона и Харона. В результате LORRI должна была значительно увеличить ставки в соревновании за геологические исследования и обеспечить такое детализированное изображение планеты, какое ранее никогда не получали во время первого пролета, с разрешением, достаточным для того, чтобы различить подробности рельефа размером с отдельные здания, а не кварталы. Во-вторых, благодаря своему большому увеличению LORRI также позволяла «Новым горизонтам» в течение десяти недель на подлете и десяти недель при отдалении от планеты делать снимки с бо́льшим разрешением, чем космический телескоп «Хаббл». Это означало, что быстрый пролетный «уик-энд» на Плутоне удастся превратить в научный визит продолжительностью в несколько месяцев. Это было очень большое преимущество, позволяющее провести множество новых научных исследований. В-третьих, — и это, возможно, самое важное — снимки LORRI, сделанные с большим увеличением, позволяли с помощью одного-единственного пролета мимо планеты создать в общих чертах карты обратной стороны Плутона и Харона, то есть увидеть те их стороны, которые во время пролета будут видны только издалека.

В комплект приборов входило гораздо больше, чем требовалось для соответствия минимальным требованиям NASA, но участие в конкурсе также предполагало некоторую степень умения выгодно преподнести материал. Команда «Новых горизонтов» должна была одновременно представить полезную нагрузку, в которой приборов было гораздо больше, чем минимальный комплект, и в то же время уложиться в бюджет и расписание — в противном случае посчитали бы, что команда берет на себя непосильную задачу.

Чтобы достичь этого, в предложении «Новых горизонтов» тщательно демонстрировалась простота каждого прибора и их снижающее риск «происхождение». Иными словами, указывалось, как можно сделать каждый из них по проектам космических инструментов, использованных в прошлых экспедициях, с работой по которым у команды есть непосредственный опыт и которые уже успешно показали себя в космосе.

В то же время в предложении было указано, что существует еще множество приборов, которые обогатили бы научную программу, но команда решила их не включать. Среди них был, к примеру, магнитометр для поиска магнитного поля Плутона. Эта часть победной стратегии — заявить, что они отказали себе в реализации многих хороших идей — производила впечатление партии в покер с высокими ставками, где команда пыталась разгадать намерения соперников и пере­играть их, предлагая сделать больше с меньшими ресурсами.

Вдобавок к этому впечатляющему набору инструментов «Новые горизонты» также предлагали несколько нововведений, благодаря которым их предложение было труднее обойти.

Во-первых, предполагалось очень быстро добраться до Плутона. Каким образом? Вдобавок к гравитационному маневру около Юпитера, который должен был сэкономить почти четыре года полетного времени, команда добавила простой, но надежный твердотопливный разгонный блок к гигантской ракете-носителю «Атлас-5», что также должно было сократить время в пути до Плутона. В целом «Новые горизонты» предполагали совершить все путешествие за восемь лет и прибыть на место в середине 2012 г., если смогут запустить аппарат к декабрю 2004 г. и уложиться в стартовое окно для гравитационного маневра около Юпитера. Вторым вариантом были девять лет пути, если пуск состоится в 2006 г. — запасное стартовое окно, которое давало последний, на много лет вперед, шанс для гравитационного маневра у Юпитера. Команда «Новых горизонтов» утверждала, что эта более быстрая траектория также снижает риски, поскольку чем короче продолжительность экспедиции, тем меньше шансов на то, что что-то пойдет не так. Они указывали, что более быстрый полет означает: аппарат прибудет раньше, что также уменьшает дополнительный риск вымерзания атмосферы Плутона до того, как прилетит АМС.

Кроме того, команда предложила несколько способов сделать работу аппарата около Плутона особенно эффективной. Пролет должен был быть быстрым, обойти это условие невозможно. Космический аппарат промчится мимо Плутона со скоростью более 48 000 км/ч, и все самые важные наблюдения должны быть сделаны буквально за несколько часов. Поэтому конструкция зонда предполагала возможность во время пролета включить до пяти инструментов одновременно, а также у него был значительно увеличен объем бортового твердотельного запоминающего устройства, способного сохранить огромное количество данных, в 32 раза превосходящее то, которое, как обещали, соберет «Плутон — Койпер экспресс». Вместе с тем конструкция позволяла аппарату выполнять очень быстрые повороты от Плутона к Харону и обратно, что давало возможность включить еще больше научных наблюдений в тщательно срежиссированный план дня максимального сближения с планетой.

Ради обеспечения всего этого нужно было очень тщательно компенсировать расходы экономией затрат в других частях космического аппарата и всей экспедиции в целом, чтобы вместить предложение в финансовые рамки NASA. Самым оригинальным решением был план держать аппарат в «спящем режиме» для экономии энергии на протяжении большей части полета. Это означало, что АМС «заглушит» почти все свои системы на годы, которые займет путь от Юпитера до Плутона, а активными останутся только те, которые необходимы для поддержания минимальной связи и решения навигационных задач. Такой «спящий режим» не практиковался ни в одной из предыдущих экспедиций NASA (хотя в некоторых проектах полета к Плутону он предполагался), но — что очень важно — обещал значительно сократить расходы на персонал, осуществляющий управление полетом, поскольку для того, чтобы обеспечить контакт с аппаратом в таком режиме, требовалась минимальная команда. Благодаря этому и другим нововведениям в управлении полетными операциями команда планировала добраться до Плутона со штатом сотрудников менее чем из 50 человек, что было огромным достижением по сравнению с 450 людьми, которые управляли «Вояджером». Также команда «Новых горизонтов» решила целенаправленно понизить телекоммуникационные возможности аппарата: у Плутона он должен был передавать информацию в десять раз медленнее, чем «Вояджер» у Нептуна. Это позволяло обойтись меньшей антенной, с малым весом и меньшей стоимости, а также радиопередатчиком небольшой мощности. Таким образом, аппарату достаточно было одного радиоизотопного термоэлектрического генератора вместо двух. Все это давало экономию энергии, массы и средств. Идея появилась, когда удалось увеличить количество данных, собираемых у Плутона, безопасно сохранить их на борту космического аппарата и, таким образом, получить достаточно времени, чтобы передать информацию на Землю. Команда, работающая над предложением, взяла на вооружение магическое заклинание: «Если вы можете потратить почти десять лет, чтобы добраться до Плутона, то, конечно, у вас найдется еще годик, чтобы передать все данные на Землю».

Команда «Новых горизонтов» также нашла несколько значительных способов снизить риски низкобюджетной экспедиции на край нашей планетной системы. Послать только один аппарат вместо двух, как это делалось во время всех предыдущих межпланетных экспедиций, — это уже само по себе было рискованным предприятием, но двух АМС они не могли себе позволить. Поэтому авторы предложения рассчитывали сделать все активные системы космического аппарата с избыточным резервированием. Каждый жизненно важный компонент — от ракетного двигателя до бортового запоминающего устройства, от управляющих полетом и ориентацией компьютеров до продублированных систем энергоснабжения, приемников и передатчиков — имел полный функциональный резерв, который можно было использовать в случае неисправности.

Некоторые проекты полета к Плутону в прошлом жертвовали таким резервированием ради экономии веса или средств. Команда «Новых горизонтов» сделала его выигрышным качеством, фактически заверяя NASA в том, что если космическое агентство собирается лететь к Плутону, то «Новые горизонты» приложат все силы для того, чтобы быть уверенными: их аппарат способен извлечь из этой экспедиции пользу, даже если по пути произойдут отказы оборудования. Научная полезная нагрузка «Новых горизонтов» также имела резервы. При наличии восьми отдельных камер, двух различных спектрометров, которые могут исследовать химический состав, двух независимых детекторов плазмы и двух радиоспектрометров REX повышался шанс на то, что аппарат сможет выполнить все ключевые научные цели даже в том случае, если какой-то инструмент откажет перед одним-единственным пролетом мимо Плутона или во время него.

Игра навылет

Конкурс NASA на полет к Плутону проходил в два этапа. К первому туру мог присоединиться любой, кто был способен собрать команду и имел достаточно средств для разработки проекта. После этого агентство выбирало два самых лучших варианта из участвующих в первом туре, и эти команды переходили в более конкретный и детально проработанный финальный тур конкурса, где им предстояло сразиться лицом к лицу. В какой-то мере выход в финал был похож на разницу между групповым этапом и серией плей-офф в профессио­нальном спорте, потому что только одна команда уезжает домой с кубком.

Но, в отличие от спортивных соревнований, команда, потерпевшая поражение в конкурсе по Плутону, не будет играть на следующий год; в действительности у них больше никогда не будет ни одной попытки.

Пять команд зарегистрировались в NASA на участие в первом туре. Из них один явный кандидат на поражение сдался на полпути, но 6 апреля 2001 г. четверо соискателей подошли к финишной черте, разработав снабженные множеством деталей технические и управленческие проекты, где объяснялись важнейшие принципы того, как они будут строить космический аппарат и пошлют его к Плутону. Тогда NASA собрало большие группы экспертов по каждой узкой технической специальности — управлению проектами, бюджетному анализу, анализу рисков и десятку других областей — для того, чтобы оценить предложения и распределить их в порядке приоритета. Этот всесторонний анализ занял два месяца.

Когда NASA объявило о том, какие команды выбывают из конкурса, Алан был в Париже на международной конференции, посвященной исследованию пояса Койпера. Там присутствовали многие ученые, занимавшиеся Плутоном и объектами Пояса, и они знали, что объявление результатов состоится очень скоро. Вечером 6 июня Алан вернулся в свой отель неподалеку от Триумфальной арки около полуночи. Когда он проходил через холл, клерк за стойкой окликнул его: «Мистер Стерн, вам звонили четыре раза». (Это, разумеется, происходило еще до эпохи мобильных телефонов.) Алан просмотрел полученные сообщения, но ни одно из них не было из штаб-квартиры NASA. Тем не менее одно было от мисс Янг, а номер начинался с телефонного кода Колорадо. Алан узнал номер и понял, что ему звонила Лесли Янг, но решил, что ее звонок имеет отношение к научной статье, которую они только что закончили. Он было хотел оставить это дело до утра, но потом решил перезвонить. Лесли сняла трубку, но все, что Алан мог услышать, — это шум и гам вокруг нее. Сквозь гомон празднующей в Боулдере толпы Лесли прокричала ему: «Нас выбрали! Мы одна из двух команд-финалистов!»

«Новые горизонты» сделали это! Ну, по крайней мере, они вышли в финал, но следующий раунд соревнований должен был быть еще жестче.

Вторым финалистом был проект POSSE Лаборатории реактивного движения под руководством Ларри Эспозито. Таким образом, конкурс по экспедиции на Плутон свелся к тому, что Боулдер выступал против Боулдера, а Университет Колорадо сошелся с Юго-Западным исследовательским институтом в сумасшедшей трехмесячной гонке по разработке подробного плана экспедиции.

Команда Эспозито была внушительной и грозной, а их предложение по экспедиции — просто великолепным. Кроме того, на стороне POSSE были все влияние и опыт Лаборатории реактивного движения, а также чрезвычайно опытная корпорация Lockheed Martin в качестве подрядчика-производителя космического аппарата. Команда «Новых горизонтов» по-прежнему чувствовала себя как Давид в бою против Голиафа, но, по крайней мере, теперь Голиаф остался один: верх возьмет либо одна, либо другая команда.

Предложение POSSE во многом отличалось от «Новых горизонтов». Поскольку Лаборатория реактивного движения и Lockheed были с организационной точки зрения более дорогими по сравнению с Лабораторией прикладной физики, чтобы снизить расходы, POSSE пришлось использовать менее производительную ракету-носитель без третьей ступени. В результате их аппарат летел до Плутона дольше. К тому же он был тяжелее, и команда не пошла на такие сознательные компромиссы, как менее мощная система связи, чтобы сократить расходы. Также POSSE использовал то, что Алан называл «приманкой для дураков», и предлагал развитие новых технологий, таких как крошечные двигатели малой тяги с высокими эксплуатационными характеристиками. Это, хотя и давало преимущество в развитии технологий, стоило денег и повышало риск того, что вся эта новая техника не будет готова вовремя или ее цена может взлететь до небес. Вдобавок команда POSSE погрузила на свой аппарат 11 научных приборов, вылетев на обратную сторону того, что Алан называл «стратегией рождественской елки», когда дается слишком много обещаний при очень скромном бюджете и ограниченном времени на разработку.

С новости о том, что команда «Новых горизонтов» попала в финалисты, начались три месяца бесконечных путешествий из Колорадо в Мэриленд и обратно, новые, более подробные конструкторские проработки, анализы стоимости, анализы производительности приборов, дополнительное планирование возможности пуска в 2006 г., проверки «красной команды» и работа до поздней ночи семь дней в неделю. Вдали от родных мест домом для членов команды стал отель «Шератон» в Колумбии, штат Мэриленд, находящийся буквально в десяти минутах езды к северу от Лаборатории прикладной физики. Они так часто засиживались допоздна, работая в баре, с пивом и ноутбуками на коленях, делая заметки на салфетках, что персонал отеля знал их всех по именам. Одна из барменов, Линда Лаппа, стала постоянно обслуживать эти собрания в сверхурочное время, и ее с нежностью добавили в некоторые неофициальные списки команды как «бармена проекта».

Последние несколько недель перед 18 сентября — конечным сроком подачи «лучшего и последнего» предложения — были сумасшедшим броском на короткую дистанцию. Как часто говорила Лесли Янг, время поспать появится после того, как предложение будет подано.

10 сентября 2001 г. команда проводила последнюю проверку всех материалов перед тем, как они будут напечатаны и подписаны, а затем отправлены. Но на следующее утро, всего за неделю до подачи проектов, произошла ужасная трагедия — террористические атаки 11 сентября, которые потрясли всех. Все, кому достаточно лет, чтобы помнить этот день, вспоминают, где они были и что делали, когда услышали новость о нападении террористов в Нью-Йорке и Вашингтоне. Тревога, казалось, разлилась в воздухе, особенно в Мэриленде, который находится совсем недалеко от Вашингтона, где разбился один из самолетов. Все воздушные перевозки были прекращены. Лаборатория прикладной физики — само по себе оборонное учреждение — была полностью эвакуирована из-за сообщения о заложенной бомбе.

Как и все остальные жители страны, команда «Новых горизонтов» была в шоке из-за событий 11 сентября, но до срока, установленного NASA, оставалась всего неделя. Поэтому пришлось эвакуироваться из Лаборатории прикладной физики, и окончание работы над проектом превратилось в беспрерывное собрание в «Шератоне», где не откладывая в долгий ящик арендовали конференц-зал. Алан вспоминает: «Пережить такую трагедию было очень трудно, но мы должны были двигаться вперед. Думаю, каким-то образом наша национальная гордость в сочетании с мыслью о том, что мы работаем над проектом, который войдет в историю, помогали продержаться в эту ужасную неделю, когда мы столкнулись со столь бессмысленным разрушением».

В конце концов, поскольку деловая активность по всей стране практически замерла из-за трагедии, NASA дало обеим командам дополнительную неделю, чтобы закончить свою работу, продлив конечный срок до 25 сентября, и обе команды уложились.

Имея на руках работы финалистов, NASA начало еще более суровую серию технических, финансовых и организационных проверок, чтобы определить сильные и слабые стороны соперников и их подходы к исследованию Плутона.

На последнем этапе любого конкурса на проведение экспедиции NASA наносит каждой команде визит, во время которого группа экспертов агентства подвергает разработавшую предложение команду напряженному устному экзамену, длящемуся целый день и включающему подробную презентацию работы. Рассматривается каждый аспект предложения: команда, задействованные организации, конструкция, бюджет, команда менеджеров, подробное расписание, где были предусмотрены тысячи событий, прежде чем аппарат доберется до стартового стола, и основные принципы научной программы. Для «Новых горизонтов» такой экзамен состоялся 16 октября. Две недели перед этим событием члены команды провели, анализируя и критикуя презентации друг друга и проводя репетиции, на которые даже приглашалась группа экспертов со стороны, чтобы имитировать головомойку, которую устроит NASA.

Перед устным экзаменом Алан чувствовал себя достаточно хорошо. Он знал, что команда готова и что их предложение настолько же безукоризненно, насколько безупречными были все предложения, в которых ему приходилось участвовать. И он лично после более десяти лет работы над различными вариантами экспедиции и изнурительного марафона по созданию предложения «Новых горизонтов» чувствовал себя готовым практически к любым вопросам, которыми его могут забросать во время визита NASA. Но Стерн помнил и о том, что ставки высоки. Алан:

 

Помню, что по пути в аэропорт, чтобы лететь в Лабораторию прикладной физики для встречи с NASA, я думал: «Это может быть последним путешествием, связанным с экспедицией на Плутон в моей жизни. Я занимался этим 12 лет, с тех пор, как первый раз перешагнул порог штаб-квартиры NASA, чтобы встретиться с Джеффом Бриггсом в мае 1989 г. И в конечном счете я оказался здесь».

 

Вся команда, работавшая над проектом «Новые горизонты» — почти 100 инженеров, ученых, менеджеров и других людей, — собралась в большом зале Лаборатории прикладной физики, чтобы встретиться с представителями NASA. Также там присутствовало с десяток руководителей высшего звена из лаборатории и Юго-Западного исследовательского института и группа экспертов NASA примерно из 20 человек.

Продолжавшийся весь день визит был изнурительным. После всех технических и управленческих презентаций и подробных вопросов со стороны NASA состоялась экскурсия по космическому отделу Лаборатории прикладной физики, где группа экспертов могла увидеть проектировочные площадки, испытательные стенды и средства управления полетом, которые будут использованы для проекта «Новые горизонты».

Затем, перед завершением визита, все снова собрались в зале, где Алан произнес пятиминутную речь, чтобы оставить у группы экспертов последнее впечатление о себе. Он снова напомнил, почему Плутон стоит исследовать и почему команда «Новых горизонтов» — лучшая команда, которая может организовать экспедицию NASA. В зале погасили свет, и Алан, чтобы усилить эффект, показал последний слайд, изображающий пролет «Новых горизонтов» мимо детально проработанного Плутона, созданный фантазией ученого и художника Дэна Дарда. Затем, когда Алан уже заканчивал, обращаясь к группе экспертов с просьбой дать положительную рекомендацию «Новым горизонтам», произошло неожиданное.

«Как только я завершил свое заключительное слово, — вспоминает Алан, — и зажгли свет, мне показалось, что я увидел, как глава группы экспертов подмигивает мне. Я знал, что с того места, где он сидит, это подмигивание не может видеть никто, кроме меня. Я чуть не споткнулся. Я подумал: "Он хочет сказать, что мы сделали хорошую работу, или намекает на то, что, по его мнению, мы победим? Да и вообще, было ли это?"»

Когда пал Голиаф

Позднее в ноябре научное сообщество ученых-планетологов собралось на самую крупную ежегодную конференцию — на уже упомянутое выше собрание отделения планетологии Американского астрономического общества. Это был фестиваль сумасшедших гениев, самое крупное ежегодное событие, где обсуждали научные вопросы, общались и манипулировали голосами, отдаваемыми за ту или иную планету и ее исследование. В тот год за собрание отвечал Алан, и оно проходило в Новом Орлеане, городе его детства.

В четверг, 29 ноября, как раз когда Алан вышел с технического семинара, чтобы выпить кофе, Том Морган, один из топ-менеджеров штаб-квартиры NASA, подошел к нему и сказал: «Видите этот телефон-автомат? Ответьте на звонок». Алан:

 

Мы слышали, что NASA должно объявить победителя конкурса по Плутону на этой неделе. Поэтому я понял, что Том хочет мне сказать: «Там тебе звонят, и ты вот-вот узнаешь, выиграл или проиграл». Я пошел к телефону, произнося про себя короткую молитву, потому что был в нескольких шагах от того, чтобы получить от NASA «приговор», апелляцию на который подать не удастся.

На линии был Дэнис Боган из штаб-квартиры NASA, ученый, работающий по программе исследования Плутона. Я поздоровался, и он ровным голосом сказал:

— Алан, мы закончили наш анализ.

Время замедлилось. Я подумал: самое амбициозное начинание в моей карьере должно быть решено звонком по телефону-автомату в разгар шумного перерыва, когда даже воздух гудит от разговоров в толпе. Все сошлось в этом единственном моменте: что бы Дэнис ни сказал, заканчивая свое предложение, это будет ТО САМОЕ. И тут он произнес:

— Мои поздравления. Мы выбрали проект «Новые горизонты» в качестве экспедиции к Плутону.

Я почувствовал, что дрожу! Мы победили Лабораторию реактивного движения — Голиаф был повержен! Повесив трубку, я в возбуждении бросился к компьютеру, чтобы послать сообщение всей команде. Оно получилось простым: «Мы сделали это! Мне только что позвонили из штаб-квартиры NASA, чтобы сообщить: мы выиграли конкурс по экспедиции к Плутону и получим средства на то, чтобы продолжать работу! Подробности позже». Затем я прорвался через толпу из тысячи ученых, чтобы найти Тома Кримигиса и шепотом рассказать ему свою новость. Том сгреб меня в объятия, и мы буквально начали танцевать вместе, прямо в холле, около конференц-зала. Никто не понимал, что за чертовщина происходит и почему, и мы ловили на себе весьма забавные взгляды.

 

Вечером того же дня те члены команды «Новых горизонтов», которые приехали в Новый Орлеан на собрание отделения планетологии, пробирались через толпу на Бурбон-стрит, проходя мимо открытых дверей баров, из которых доносилась музыка. Тем вечером Алан много думал о том, как рос в Новом Орлеане в 1960-е гг., как ребенком мечтал о том, чтобы стать частью специалистов, причастных к космическим исследованиям. Теперь наступил знаковый для Стэнли Кубрика и Артура Кларка, футуристический 2001 г., Стерн получил шанс изучить самые далекие миры, известные людям, и он был в своем родном городе, где зародились его амбициозные мечты исследовать космос. Этим удивительным совпадением он восхищался весь вечер и следующий день.

Тот вечер команда «Новых горизонтов» и ее многочисленные друзья закончили в большом темном баре в отдалении от Бурбон-стрит, в углу которого играл оркестр из трех инструментов. В течение нескольких следующих часов эта шумная компания дала себе волю и, честно говоря, даже напилась в дым, слушая оркестр. Они радовались, смеялись, их пьянило предвкушение длинного приключения, которое только начиналось.

5

Наконец, новые горизонты?

«Ты победил, но проиграл»

На следующий день Алан уехал из Нового Орлеана и отправился домой, в Боулдер. Через неделю в его офис пришло письмо из NASA, от Эдварда Вайлера, тогдашнего заместителя администратора по науке. В нем официально объявлялось о победе в конкурсе. Алан закрыл дверь, вскрыл конверт и начал читать:

 

Уважаемый доктор Стерн!

С радостью сообщаю вам, что ваш доклад о концептуальной проработке проекта «Новые горизонты: проливая свет на пограничные миры», поданный на соискание контракта на проведение исследования «Фаза А» для экспедиции «Плутон — Койпер экспресс», был выбран для продолжения работы по нему.

 

Если бы только письмо заканчивалось на этом месте! Но, когда Алан продолжил читать, улыбка постепенно исчезла с его лица. Следующий абзац начинался так:

 

Тем не менее существует ряд требований, которые должны быть соблюдены до того, как NASA продолжит работы…

 

Далее в письме фактически описывалось множество способов, с помощью которых NASA могло отменить «Новые горизонты». Чтобы избежать этого, во-первых, следовало не выбиваться из графика и осуществить пуск не позднее конца 2000-х гг., дабы не упустить стартовое окно к Юпитеру. Во-вторых, бюджетные ассигнования на общую стоимость проекта не могут быть увеличены, поэтому любое превышение будет означать полную дисквалификацию. Также в письме перечислялись многочисленные категории ключевых аспектов, которые должны быть отражены в расписании и требовались для того, чтобы успешно пройти сложный лабиринт получения одобрения на старт с источником ядерной энергии. В письме Вайлера не предлагалось никакой помощи или хотя бы поддержки, там просто описывалось множество проблем, представляющих опасность, и Вайлер давал понять, что появление любой из них может закончиться отменой экспедиции.

К тому времени Алану удалось выиграть многие другие проекты NASA, но никогда ему не приходилось получать такого письма, сообщающего о победе. По тону этого послания можно было понять, что NASA не верит в то, что команда сможет придерживаться расписания, получить финансирование проекта от администрации президента или вовремя добыть согласие на старт с источником атомной энергии. «Я прочитал письмо три раза, а потом сел и подумал: "О господи!"»

Также в письме Вайлера содержалась информация о переносе пуска с декабря 2004 г. на январь 2006 г., то есть с предпоследнего стартового окна, позволяющего провести гравитационный маневр около Юпитера, на последнее в этом десятилетии. Это было палкой о двух концах. Отсрочка давала больше времени на работу, планирование, конструирование аппарата, получение одобрений, необходимых для пуска, но также она означала, что никакого запасного стартового окна не остается. Если команда не успеет к 2006 г., то в ближайшие десять лет другой возможности для гравитационного маневра около Юпитера не будет. Также эта задержка оказывала, на первый взгляд, не очень заметное влияние на бюджет экспедиции. Эти дополнительные 13 месяцев, продляющие проект до 2006 г., добавляли лишние расходы, из-за которых бюджет приходилось растягивать еще больше, потому что команда инженеров будет работать дольше. Таким образом, повышалась вероятность выйти за рамки финансовых ограничений и нарушить один из запретов, указанных в письме Вайлера, что могло привести к отмене экспедиции.

Когда позднее Алан показал это письмо коллегам, которые не работали в команде, их мнение о нем просто привело его в уныние: «Ты победил, но проиграл. Ты проведешь год, два или три, работая над этим, но, скорее всего, не сможешь выполнить одно из условий Эда, и твою экспедицию отменят. Возможно, куда лучше было бы проиграть, как это сделали Эспозито и Содерблом; по крайней мере, следующие несколько лет им не придется в этом ковыряться».

Сбитый с толку

Несколько месяцев спустя, в начале февраля 2002 г., когда проект был едва только запущен, Алан оказался в одной из многих агитационных поездок, которые он совершал для «Новых горизонтов». На этот раз он был в Нью-Мексико на собрании начальной школы имени Клайда Томбо, где рассказывал о зарождении программы. После того как он закончил говорить со школьниками и отвечать на их вопросы, планетолог Рита Биб, ведущая мероприятия, отозвала Алана в сторону:

— Ты видел новый бюджет президента Буша, который вышел сегодня?

— Нет, а что? — переспросил Алан.

— «Новые горизонты» отменили.

 

Алан не поверил своим ушам. Это не могло быть правдой. Он только недавно выиграл конкурс Национального космического агентства, которое являлось частью системы органов исполнительной власти президента Буша! Алан:

 

Мы с Ритой прошли прямо в ее кабинет и вышли в интернет. Я нашел пояснение NASA по поводу предложенного президентом бюджета, вышедшее утром того дня. Все так и было: администрация обнулила наш бюджет на следующий финансовый год. Невероятно, но там заявлялось, что экспедиция к Плутону отменена «из-за превышения затрат».

 

У Алана просто челюсть отвисла. Они не превышали бюджет. Да как они вообще могли это сделать, когда у проекта еще не существовало официального контракта? Не было ли это местью за то, что в прошлом году они заставили довести конкурс до конца, использовав влияние сенатора Микульски? Или, может быть, возникло какое-то непонимание внутри администрации Буша в Белом доме? Чиновники могли решить, что проект «Плутон — Койпер экспресс», отмененный еще в 2000 г., снова начат, и теперь его отменить? Но если это было так, то почему жертвой оказались «Новые горизонты»? Откуда вообще исходило это решение? Возможно, ребята из Службы управления и бюджета, чьими умами, казалось, завладела идея о том, что нужно финансировать исследование Европы, и которые воевали с Плутоном, нашли еще один способ погубить исследование далекой планеты. Или это Лаборатория реактивного движения, понимая, что проиграла конкурс, решила, что, если они не могут победить, то следует прекратить любые попытки, которые предпринимают другие? Ничего не было ясно, кроме того, что Рита права: «Новые горизонты» отменены, а команде, придерживающейся строгого расписания работы, теперь предстоит пережить суровое сражение за бюджет.

К счастью, сенатор Барбара Микульски, глава Сенатского комитета по бюджетным ассигнованиям NASA, снова выступила на их стороне, обеспечив промежуточное финансирование на следующий год. Что же касается дальнейшего, то пояснение Сената ясно давало понять, что денежные поступления будут зависеть от того, что́ на мероприятии «Обзор десятилетия» (Decadal Survey) по исследованию планет решат по поводу приоритета исследования Плутона перед такими экспедициями, как полет к Европе.

«Обзор десятилетия», как это видно из названия, проводится раз в десять лет Национальной академией наук и представляет собой рассмотрение приоритета всех межпланетных экспедиций NASA. Это мероприятие имеет огромное влияние; в его рамках представители различных областей планетологии и защитники разнообразных межпланетных полетов излагают свои доводы, а затем приходят к соглашению по поводу того, в каком порядке экспедиции будут финансироваться и запускаться в следующее десятилетие.

Вскоре после срочного вмешательства сенатора Микульски Алан снова получил известие от Эда Вайлера. Администрация Буша согласилась поддержать «Новые горизонты» только в том случае, если проект возглавит список «Обзора десятилетия». И Вайлер дал это понять, фактически сказав следу­ющее: «Вы не можете просто быть в списке А, вы даже не можете быть номером вторым в этом списке. Ваша экспедиция должна быть первой в списке самых приоритетных. Если этого не будет, тогда все закончено. Точка».

Эта задача была чрезвычайно трудной: «Новым горизонтам» предстояло пройти через «Обзор десятилетия», не просто заимев рекомендацию к получению финансирования, они должны были стать номером первым в списке самых приоритетных экспедиций. А затем стало известно о том, что Национальная академия заявила: из-за конфликта интересов никто из ключевых фигур команды «Новых горизонтов» не может быть включен в группы экспертов «Обзора десятилетия». Основание для такого решения: их мнение будет предвзято, поскольку на кону стоит финансирование их проекта. Возможно, так и было, но это означало, что самые знающие и страстные защитники исследования Плутона отстранены от того, чтобы непосредственно влиять на процесс, который определит судьбу экспедиции к далекой планете.

Все это представляло собой огромную проблему. Почему? Потому что, во-первых, за первенство в «Обзоре десятилетия» шло напряженное соревнование; многие экспедиции жаждали получить приоритет в финансировании. Во-вторых, в отличие от «Новых горизонтов», многие другие полеты еще не считались назначенными, поэтому у их команд было преимущество: они могли раздавать ничем не подкрепленные обещания, сулить «рождественские елки», чтобы повысить свою привлекательность. В-третьих, защитники таких миссий, как орбитальный полет к Европе или будущие марсианские роверы, могли входить в состав групп экспертов «Обзора десятилетия», потому что их полеты еще не назначены и составы команд не определены. Они не получали финансирования, поэтому никто не видел такого конфликта интересов, как у участников «Новых горизонтов». Это все просто сводило с ума. «Я чувствовал себя так, как будто пытаюсь вести машину, не прикасаясь к рулю», — говорил Алан.

Тяжеловозы

В то время, когда проводился «Обзор десятилетия», напряженная работа по проектированию космического аппарата «Новые горизонты» настойчиво продвигалась вперед. Армия инженеров и ученых, занимающихся этим, становилась все больше и больше. Также команда «Новых горизонтов» проделывала массу работы, чтобы подготовиться к мероприятию по подтверждению экспедиции NASA, и делала это за рекордные сроки и с небывало низким бюджетом. Но отмена экспедиции администрацией Буша и рассмотрение ее судьбы «Обзором десятилетия» потребовали огромного количества времени и энергии, бросив зловещую тень неуверенности на будущее проекта.

Обычно, когда экспедиция NASA проходит через мероприятия по ее утверждению, команда проекта может рассчитывать на значительную помощь со стороны штаб-квартиры агентства, которая оказывает техническую и материальную поддержку. Но, учитывая в лучшем случае неопределенное финансовое состояние проекта, команде «Новых горизонтов» приходилось проходить через процедуру более-менее самостоятельно. Другим препятствием к получению помощи был тогдашний администратор NASA Шон О'Киф. Он пришел в агентство из Службы управления и бюджета и был ее сотрудником в то время, когда Служба пыталась уничтожить экспедицию к Плутону в пользу полета к Европе. После перехода в NASA О'Киф ясно дал понять, что не является другом ни Плутона, ни «Новых горизонтов».

Временное финансирование сенатора Микульски дало «Новым горизонтам» достаточно кислорода, чтобы продержаться год. Но за это время NASA вовсе не проник­лось энтузиазмом по поводу экспедиции, поскольку этот полет не поддерживала администрация Буша. В результате «Новые горизонты» не просто раздражали, они выглядели как что-то чужеродное. Алан:

 

Это было странное время, как в «Алисе в Стране чудес». Наш менеджер проекта Том Кофлин, который сделал столько космических программ, что никто даже не мог перечислить их названия, однажды позвонил мне и сказал: «Алан, я никогда не участвовал в подобном проекте. Обычно все "лошадиные силы" штаб-квартиры на твоей стороне. Они в твоей команде, но на этот раз все не так. Клайдсдейлов[15] не запрягают в наш фургон, на самом деле такое ощущение, что тяжеловозы просто пялятся на нас, думая: "А зачем этот фургон вообще нам сдался?"»

Решение десятилетия

И снова исследование Плутона и команда «Новых горизонтов» были в ситуации «побеждай или возвращайся домой». Тем временем проекту приходилось работать на два фронта: в 2002-м и начале 2003 г. команда без устали трудилась над конструкцией космического аппарата, и одновременно она должна была вести активную кампанию, объясняя, почему исследование Плутона и пояса Койпера должно иметь наивысший приоритет для «Обзора десятилетия». Участники проекта общались с отдельными членами «Обзора», писали научные информационные документы в его комитеты, работали над тем, чтобы в прессе появлялись положительные статьи, и поощряли общественность высказывать свое мнение; они даже снова привлекли любителей Плутона из Планетного общества, чтобы создать себе поддержку.

В июне, вечером перед пресс-конференцией, когда NASA и Национальная академия наук собирались объявить результаты «Обзора десятилетия», Алану позвонил журналист, который хорошо знал людей, работающих с Шоном О'Кифом. Очевидно, этому журналисту слили какую-то информацию, потому что он сказал Алану: «Завтра вы получите то, чего вы хотите, но не совсем так, как предполагаете».

Вспомнив, что нечто подобное ему говорили в декабре 2000 г., когда восстановили экспедицию к Плутону, Алан подумал: «Какого дьявола это все означает?», а потом пробурчал себе под нос: «И почему это звучит так знакомо?» Алан:

На следующий день я пришел в свой кабинет рано, потому что Эд Вайлер хотел поговорить в половине восьмого утра, и я знал, что этот разговор должен был быть о решении «Обзора десятилетия». Я сидел за столом, когда зазвонил телефон. Это напоминало тот телефонный звонок, который раздался в Новом Орлеане, когда мы выиграли конкурс предложений: ты знаешь, что в следующие 60 секунд произойдет нечто важное, и это решит дело так или иначе. Вайлер поздоровался и сказал: «"Обзор десятилетия" присвоил Плутону самый высокий приоритет, и администрации президента придется с этим смириться».

«Ух ты! — подумал я. — Наконец-то мы получим зеленый свет на все эти годы!» Но потом я вспомнил о предупреждении журналиста вчера вечером, и, конечно же, сразу после того, как Вайлер поделился хорошими новостями о решении «Обзора десятилетия», он продолжил: «Но есть одна вещь».

Эд сказал, что NASA хочет добавить к «Новым горизонтам» еще один ракетный блок, изготовленный с применением самых современных технологий, с ионным двигателем, использующим солнечную энергию, чтобы добавить аппарату скорости и сократить время путешествия. И они хотели, чтобы эту ступень построила Лаборатория реактивного движения. «Не беспокойтесь о его стоимости, — уточнил Вайлер. — Мы покроем все расходы». Но я подумал: «Что это за ерунда? Нам не нужен этот блок, и не нужны связанные с ним осложнения».

 

Неожиданное условие было так обременительно, что Алан посчитал ее уловкой Лаборатории реактивного движения (возможно, совместно с Вайлером), чтобы воспрепятствовать своему извечному сопернику — Лаборатории прикладной физики. И в этом не было никакого смысла. Зачем? Во-первых, при быстрых стартах, таких как запуск «Новых горизонтов», космический аппарат не будет долго находиться около Солнца, поэтому солнечный свет просто не сможет обеспечивать энергией ионный блок в достаточной степени для того, чтобы он проработал больше года. Во-вторых, хотя Вайлер и сказал, что ступень будет оплачена не из бюджета «Новых горизонтов», деньги все равно предстояло списывать из собственного, также ограниченного бюджета Вайлера, а блок должен был быть дорогим. Алан и Глен прикинули сумму в $300 млн, возможно — больше. Алан:

 

В-третьих, это снова неожиданно возвращало Лабораторию реактивного движения на «водительское место». Эти парни были у руля каждой предыдущей, так и не воплотившейся в жизнь экспедиции к Плутону, а тут они прои­грали нам конкурс, а потом, кажется, попытались убить нас, потому что, как мы подозревали, они считали: «Если уж мы не можем это получить, так пусть не достается никому». Очевидно, теперь Лаборатория реактивного движения нашла новый способ вернуться. Если этот блок будет стоить слишком дорого, или будет слишком много весить, или не будет готов к тому времени, когда аппарат должен быть запущен, чтобы уложиться в стартовое окно к Юпитеру, — в общем, если что-то случится, то мы никогда никуда не полетим.

 

Во всей этой идее с первого взгляда были заметны такие риски для «Новых горизонтов», что Алан использовал единственный план, который только смог придумать, чтобы спасти проект от этого поворота событий, который вполне мог оказаться фатальным. Алан:

 

Разговаривая по телефону с Вайлером, я сказал: «Я вас услышал, Эд, мы очень рады, что оказались первыми в списке "Обзора десятилетия", и посмотрим, как можно добавить этот электрореактивный перелетный блок для вас». Затем я повесил трубку и начал обдумывать план о том, как, потянув время, полностью избавиться от этого блока, якорем повисающего на «Новых горизонтах». Я знал, что в конце концов NASA придется выбросить ионный разгонный блок, чтобы уложиться в единственное стартовое окно для экспедиции, которой «Обзор десятилетия» присвоил самый высокий приоритет.

 

Алан собрал всю команду и через несколько дней позвонил в штаб-квартиру NASA. Он сказал, что «Новые горизонты» хотят заняться изучением электрореактивного блока, и передал невообразимо длинный список данных, которые им необходимы, чтобы начать работу. Алан:

 

Мы придумали для них более или менее несуразное домашнее задание, для выполнения которого потребовались бы месяцы работы, но дали им на все про все только 30 дней. Когда месяц спустя подошел срок сдачи, разумеется, информация, которую мы запросили, была неполной, а каждый недоработанный пункт мы использовали как повод отослать все назад, таким образом завалив их еще бо́льшим количеством домашней работы: определите это лучше, приведите здесь больше деталей и так далее… Мы практически держали их в режиме, в котором они никак не могли подготовиться к разработке этого электрореактивного разгонника, который был нам не нужен. И мы знали, что победим, просто потянув время, потому что процедура подтверждения экспедиции должна была состояться весной, а после того, как «Обзор десятилетия» поддержал нас, NASA не могло остановить «Новые горизонты» из-за неготовности этого ненужного разгонного блока.

 

И именно это и произошло. Весной 2003 г. «Новые горизонты» получили свое подтверждение. За последние два года команда успешно проходила каждую предварительную техническую проверку, заработав высшие баллы за стороннюю проверку затрат, за предварительные обзоры проекта и за обзоры системных требований — то есть за все из них. Но мероприятие по подтверждению экспедиции — это абсолютно необходимый этап, который должен пройти каждый проект, чтобы начать строить космический аппарат.

Мероприятие по подтверждению экспедиции для «Новых горизонтов» состоялось в штаб-квартире NASA в Вашингтоне в марте 2003 г., и проект прошел через эту процедуру без ионного разгонника.

Спустя почти 14 долгих лет после своего зарождения в 1989 г. экспедиция к Плутону получила одобрение на строительство космического аппарата, и теперь ее бюджет был в безопасности. Позади, наконец, осталась казавшаяся бесконечной эпоха исследований, сражений за финансирование и политики. Впереди — строительство аппарата, запуск и, собственно, полет зонда «Новые горизонты» для исследования Плутона и пояса Койпера — последнего рубежа планет Солнечной системы.

Алабама

После того, как битва за «Обзор десятилетия» была выиграна, и после отмены обременительного электрореактивного блока Вайлера казалось, что теперь-то бесконечные политические сражения за «Новые горизонты» остались позади. Но впереди был еще один, последний неожиданный поворот. Теперь, когда экспедиция получила одобрение на строительство аппарата, Лаборатория реактивного движения подняла вопрос о том, какой именно конструкторский центр NASA будет руководить «Новыми горизонтами». И, поскольку до сих пор все межпланетные полеты NASA контролировались Лабораторией реактивного движения, она вызвалась отвечать и за управление «Новыми горизонтами».

Когда Том Кримигис и Алан Стерн прослышали об этом, они поняли, что Лаборатория реактивного движения фактически предлагает NASA взять на себя ответственность за ту самую экспедицию, которая победила в конкурсе по Плутону. Помимо очевидного конфликта интересов Алан и Том подозревали, что руководство Лаборатории реактивного движения видит в «Новых горизонтах» реальную угрозу монополии их учреждения на исследование внешней Солнечной системы. Если вернуться в 1990-е гг., то передача экспедиции NEAR к астероидам Лаборатории прикладной физики была ощутимым ударом по «реактивному движению», но проект NEAR был достаточно простым, близким межпланетным полетом, и Лаборатория реактивного движения усвоила урок о вызывающем нервную дрожь соревновании в «малой лиге» исследований ближайших к Земле планет. Если она теперь потеряет свою особую привилегию на внешнюю Солнечную систему — «большую лигу» дальних космических исследований — и просидит в стороне, пока Лаборатория прикладной физики строит для NASA аппарат, направляющийся к самому далекому миру в истории, то Лаборатории реактивного движения вскоре придется соревноваться за каждую следующую межпланетную экспедицию.

Алан и Том попытались отговорить штаб-квартиру NASA от того, чтобы назначить их бывших соперников ответственными за реализацию проекта, объяснив, что существует конфликт интересов, но без особого успеха. Поэтому им снова пришлось обратиться к своей покровительнице, влиятельному сенатору от штата Мэриленд Барбаре Микульски, которая выторговала у штаб-квартиры NASA условие: проектное бюро программы NASA «Новые горизонты» будет размещено на нейтральной территории, в Центре космических полетов имени Маршалла, в Хантсвилле, штат Алабама. И снова Микульски спасла ситуацию. Алан:

 

Когда-нибудь на Плутоне или Хароне обязательно должен появиться кратер Микульски или гора Микульски. Она точно это заслужила.

6

Строим «птичку»

Корпус открытий

Во всей команде «Новых горизонтов», которая конструировала, строила и запускала аппарат, было более 2500 человек. Алан часто называл их «Корпусом открытий» — именем, которое носила неустрашимая экспедиционная компания Льюиса и Кларка[16] за 200 лет до полета к Плутону.

Почти половина всего персонала «Новых горизонтов» работала над ракетой-носителем, двухступенчатой «Атлас-5» с третьей ступенью, изготовленной по особому заказу. Примерно треть персонала проектировала и строила космический аппарат и научные приборы, а также планировала или выполняла управление полетом. Оставшиеся занимались получением одобрения на запуск аппарата с атомным источником энергии, состояли в научной команде, входили в отдел связи с общественностью или другие отделы.

Этот персонал работал не только в Юго-Западном исследовательском институте или Лаборатории прикладной физики, в проекте участвовало более 100 компаний и университетов, в также NASA и другие правительственные агентства. Главными подрядчиками Лаборатории прикладной физики, Юго-Западного исследовательского института и NASA были компания Ball Aerospace, которая изготовляла обзорную фотокамеру Ralph; Лаборатория реактивного движения, которая обеспечивала работу Сети дальней космической связи, поддерживающую контакт «Новых горизонтов» с Землей; Lockheed Martin, отвечающая за гигантскую ракету «Атлас-5»; Boeing, который строил третью ступень ракеты, необходимую, чтобы укомплектовать «Атлас-5» и ускорить полет «Новых горизонтов» к Юпитеру; Aerojet (ныне — Aerojet Rocketdyne), занимающийся и двигательной установкой космического аппарата, и твердотопливными ускорителями «Атласа V», а также Honeywell — производитель гироскопов, которые помогут «Новым горизонтам» сохранять ориентацию в космосе.

С точки зрения организации руководство проектом осуществлялось из офиса Алана в Юго-Западном исследовательском институте в Боулдере, причем у него был свой собственный штат, находящийся в подчинении у научного руководителя. Но большинство инженерных задач и операций по руководству полетом легли на плечи Лаборатории прикладной физики, которая проектировала и строила космический аппарат и осуществляла управление полетом. Юго-Западный исследовательский институт вел разработку семи научных приборов, а также отвечал за создание научного ЦУПа и его наполнение персоналом.

На этапе предложения и начальной разработки и строительства аппарата руководителем проекта в Лаборатории прикладной физики был Том Кофлин. Когда в конце 2003 г. Том вышел на пенсию по состоянию здоровья, Том Кримигис попросил Алана заменить Кофлина человеком по своему выбору. Алан высказался за кандидатуру Глена Фонтейна.

Глен был очень опытным менеджером проектов и ветераном многих космических полетов Лаборатории прикладной физики, у него сложились близкие и доверительные отношения с Аланом. Как и Клайд Томбо, Глен вырос в маленьком фермерском городке в Канзасе и в итоге занялся исследованием самых дальних рубежей Солнечной системы.

Во время работы над проектом «Новых горизонтов» Глен руководил инженерным отделом космического отделения Лаборатории прикладной физики и помогал с технической разработкой экспедиции. «Вообще-то, — вспоминает Глен, — Алан приехал и жил через коридор от меня в течение трех месяцев, пока мы составляли проект». Позднее, после того как «Новые горизонты» победили в конкурсе, Глен стал ключевым человеком для «получения одобрения на старт с источником атомной энергии», проведя рейд через лабиринт законодательных ловушек, чтобы запустить космический аппарат, получающий энергию от плутония.

В Юго-Западном исследовательском институте Билл Гибсон был одновременно и менеджером проекта, и менеджером по полезной нагрузке, ответственным за то, чтобы все семь научных приборов были разработаны, изготовлены и проверены. Также он отвечал за повседневный бюджет, расписания и работу с подрядчиками. Гибсон был самым опытным менеджером Юго-Западного института, которому приходилось работать с космическими аппаратами, а также человеком, прекрасно умеющим взаимодействовать с людьми. Его голос с мягким южным акцентом помогал примирить оппонентов даже на самых напряженных совещаниях, где принимались непростые решения.

И в Юго-Западном исследовательском институте, и в Лаборатории прикладной физики «Новые горизонты», вызывающая повышенный интерес «первая экспедиция к последней планете», привлекала самых лучших специалистов, какие только были, как из лидеров инженерных команд, так и из групп управления полетом. В нее набирали звездные команды из талантливых и преданных своему делу менеджеров на пике их карьеры, имеющих большой технический опыт и неистощимую энергию. Изнурительное четырехлетнее расписание проектирования / строительства / проверок / запуска требовало очень многого. Также из-за него приходилось постоянно путешествовать, работать по ночам, по выходным и в праздники и, кроме того, неуклонно стремиться к идеалу, потому что в расписании не было времени на переделки, а также не имелось ни второго космического аппарата, ни ракеты-носителя на случай, если с «Новыми горизонтами» что-то пойдет не так.

Сохраняя связь

Как мы уже упоминали ранее, «Новые горизонты» столкнулись с чрезвычайно трудной задачей: подготовить и провести экспедицию, уложившись в более скромный бюджет, чем их предшественник «Вояджер». Если учитывать инфляцию, то средств было в пять раз меньше, и это заставляло серьезно поразмыслить о том, как и где имеет смысл экономить деньги, а где скупердяйничать не стоит.

Создание нового космического аппарата обходится очень дорого, поскольку каждая его часть и каждый процесс должны быть проверены и подтверждены, чтобы убедиться: машина перенесет тяготы далекого путешествия, в котором рядом с ней никого не будет. Чтобы сэкономить и одновременно повысить надежность, в «Новых горизонтах» использовались разработки электронной техники для предыдущих межпланетных экспедиций Лаборатории прикладной физики. Где только возможно, команда старалась не начинать работу с чертежей. Например, Лаборатория прикладной физики почти полностью скопировала систему передачи команд и данных со своих только что законченных аппаратов «Мессенджер» и «Контур», а Юго-Западный исследовательский институт собрал ультрафиолетовый спектрометр Alice «по мотивам» подобного спектрометра, разработанного для полета орбитальной АМС «Розетта» к комете.

В «Новых горизонтах» были значительно усовершенствованы системы связи, позволяющие передавать и получать информацию в обе стороны: с Земли на зонд — команды, а данные и информацию о «состоянии здоровья» (телеметрию) — с зонда на Землю. Как мы уже говорили, команда «Новых горизонтов» приняла решение понизить функциональные возможности системы связи у Плутона, потому что антенны имеют большой вес, а для передачи из глубокого космоса требуется много энергии. Также подобное уменьшение скорости передачи данных экономило средства, чтобы уложиться в бюджет, выделенный NASA. Но это означало, что после пролета Плутона потребуется больше года на то, чтобы передать всю собранную информацию на Землю. Алан сказал команде: «Если мы не уложимся в финансовые рамки, то вообще никуда не полетим. Я понимаю, что вы бы предпочли передавать данные побыстрее, но, если мы действительно хотим отправиться к Плутону, мы должны не превышать смету NASA, а это означает: нам придется идти на компромиссы».

Мудрые конструкторские решения для создания экономной и почти невесомой системы связи для «Новых горизонтов» являются всего лишь одним из примеров того, как принималось множество решений — от двигателя и управления полетом до хранения данных и регулирования температуры, — чтобы создать космический аппарат, направляющийся к внешним планетам и полностью меняющий все представления о том, сколько должен стоить такой полет.

Выбор ракеты

Чтобы добраться до Плутона так быстро, как только возможно, команде «Новых горизонтов» требовалось построить очень легкий космический аппарат и обзавестись мощной ракетой. Такое сочетание (вместе с гравитационным маневром в поле притяжения Юпитера) было способом добиться самой высокой возможной скорости для того, чтобы достичь границ Солнечной системы. В то время, когда начинался проект «Новые горизонты», в США не было достаточно мощной ракеты, готовой к эксплуатации, но в разработке находились две новые ракеты-носителя. Lockheed Martin строил новую тяжелую ракету «Атлас-5», а Boeing — «Дельту IV». Обе ракеты были громадные — более 60 м высотой каждая — и способны развить тягу в сотни тонн.

Boeing и Lockheed Martin жестко соперничали, сражаясь за контракты на каждый пуск. В 2002 и 2003 гг., когда аппарат только проектировался, NASA и команда «Новых горизонтов» тщательно выбирали между двумя ракетами, сравнивая, например, то, как на каждую из них устанавливается космический аппарат, а также их различные энергетические возможности, ускорение, условия воздействия вибраций и стоимость. В конце концов победила «Атлаc V», отчасти из-за того, что должна была быть готова раньше, и планировалось, что до 2006 г. пройдет больше ее пусков.

Для запуска «Новых горизонтов» была выбрана самая мощная версия «Атласа V», имеющая цифровое обозначение 551. Первая ступень этого монстра имеет высоту 32 м и 3,81 м в диаметре. На ней установлен мощный двигатель, построенный в России[17], внутри которого сгорают жидкий кислород и керосин. К первой ступени крепятся пять гигантских твердотоп­ливных ракетных ускорителей, которые начинают работать одновременно с ней. Вместе им предстояло разогнать «Новые горизонты» (и верхние ступени ракеты) до гиперзвуковой скорости, превышающей 16 000 км/ч. В качестве второй ступени используется разгонный блок «Центавр». Он имеет высоту 13 м и дает тягу 10,1 т. На второй ступени стоит американский двигатель компании Aerojet Rocketdyne RL-10. Особенно важно, что «Центавр» можно запустить и остановить несколько раз, для того чтобы направить «Новые горизонты» на верный курс к Юпитеру.

«Центавр» и «Новые горизонты» венчал обтекатель ракеты, то есть носовой конус, разработанный для того, чтобы защитить аппарат от мощного напора, возникающего из-за набегающего воздушного потока во время старта. Для «Новых горизонтов» заказали самый легкий носовой конус, который позволял сэкономить вес и еще больше улучшить характеристики запуска «Атласа V» в конфигурации 551.

Тем не менее даже этой максимальной конфигурации ракеты-носителя было недостаточно, чтобы отправить «Новые горизонты» в путешествие к Плутону. «Центавр» мог поднять аппарат на околоземную орбиту, а затем отправить его на траекторию, позволяющую добраться до пояса астероидов за орбитой Марса. Но чтобы достичь рабочих характеристик, дающих возможность добраться до Юпитера, а затем — до Плутона, было необходимо добавить к «Атласу V» построенную по заказу третью ступень. Команда «Новых горизонтов» выбрала чрезвычайно надежную, хорошо себя показавшую твердотопливную ракетную ступень под названием STAR 48. Эта ступень, которая работала всего 82 секунды, должна была создать ускорение почти в 14 g и, таким образом, сделать «Новые горизонты» самым быстрым космическим аппаратом, когда-либо запущенным людьми, способным достичь орбиты Луны в десять раз быстрее, чем «Аполлоны», и лететь с этой скоростью почти десять лет, чтобы преодолеть 4,8 млрд км до Плутона.

Доставить плутоний на Плутон

Как можно обеспечить электричеством космический аппарат, которому предстоит путешествовать по крайней мере десять лет и так далеко отойти от Солнца, что до этого места доходят только тысячные доли того света, который мы получаем на Земле? Солнечные батареи там не будут работать, а никакой аккумулятор не является достаточно мощным и легким, чтобы проработать в течение десяти лет. Но при естественном радиоактивном распаде плутония (элемента, который был открыт в 1940 г. и назван в честь Плутона) тепло выделяется без сбоев, и оно может быть превращено в электричество. Именно по этой причине термоэлектрические генераторы с плутониевым топливом являются оптимальным выбором источников питания для межпланетных экспедиций в глубокий космос, к самым отдаленным от Солнца планетам. Но в использовании работающего на плутонии генератора есть свои сложности. Некоторые из них относятся к техническим проблемам, другие — к политическим или нормативно-правовым.

В 1960-е гг. NASA совместно с министерством энергетики и министерством обороны довело до совершенства, проверило и использовало в полетах множество плутониевых источников питания как раз для этой цели. Эти устройства называются радиоизотопными термоэлектрическими генераторами (сокращенно — РИТЭГ). РИТЭГ имеет цилиндрическую форму и по размеру примерно такой же, как металлическая бочка для нефтепродуктов; поскольку плутоний выделяет очень много тепла, РИТЭГ снабжен охлаждающими ребрами. Генератор выполняет две очень важные задачи: во-первых, служит источником энергии для космического аппарата, а, во-вторых, должен сохранить внутри весь запас плутония на случай, если во время старта произойдет авария.

В РИТЭГ плутоний используется в виде маленьких таблеток, изготовленных из диоксида плутония. Эти таблетки, в свою очередь, заключены в прочный корпус из иридия, покрытый оболочкой из графита.

Генератор получает тепло при радиоактивном распаде плутония, и это тепло превращается в ценную электроэнергию с помощью простых, не имеющих каких-либо движущихся деталей приспособлений под названием «термопары». У термопары две стороны: одна из них горячая и находится внутри РИТЭГ, а другая, внешняя, соприкасается с космосом и охлаждается. Температурная разница между ними создает электрический ток, питающий космический аппарат. РИТЭГ «Новых горизонтов» выделяет примерно 5 кВт тепла, и на момент старта аппарата производил из этого тепла примерно 250 Вт электричества.

РИТЭГ чрезвычайно надежен и может использоваться в течение многих десятилетий. Процесс производства электричества в нем протекает равномерно, хотя постепенно мощность агрегата снижается. Это сокращение мощности связано со временем радиоактивного полураспада плутония. Для «Новых горизонтов» электрическая мощность РИТЭГ на момент старта, как уже было сказано, составляла 250 Вт, и за десять лет пути до Плутона она снизилась примерно до 200 Вт.

В 2001 г., когда NASA объявило конкурс проектов экспедиций для исследования Плутона, агентству принадлежали два резервных РИТЭГ, оставшихся от подготовки АМС «Галилео», отправившейся к Юпитеру, и АМС «Кассини», отправившейся к Сатурну. NASA предложило обеспечить победителя конкурса на полет к Плутону одним из этих двух РИТЭГ.

После того как был выбран один из этих запасных РИТЭГ для «Новых горизонтов», его должны были демонтировать и полностью проверить (в конце концов, генератор провел на складе целых десять лет), а потом собрать обратно. Подрядчиком в восстановлении РИТЭГ была компания Lockheed Martin. Затем Национальная лаборатория министерства энергетики в Лос-Аламосе подготовила плутониевые таблетки в качестве топлива для генератора.

Одновременно с этой процедурой предпринимались тщательно проработанные шаги, через которые проходят все экспедиции, где используются РИТЭГ, для того чтобы снизить вероятность какого-либо происшествия во время пуска. Эти шаги включали подготовку заявления о комплексном экологическом воздействии на окружающую среду, где перечислялись все риски и показывалось, что они сведены к минимуму. Напряженный процесс получения одобрения на старт затрагивал 42 государственных и федеральных агентства, вплоть до Госдепартамента и Белого дома.

Этой сложной процедурой руководил Глен Фонтейн. Глен:

 

Мы занимались этим, зная, что у нас нет семи или восьми лет, которые обычно требуются на получение одобрения. У нас имелось всего четыре года, и это была трудная задача.

 

Использование РИТЭГ решало проблему того, как обеспечить аппарат электроэнергией так далеко от Солнца, но также ставило сложные инженерные задачи для конструкторов «Новых горизонтов».

Например, РИТЭГ достаточно тяжел, он имеет массу более 55 кг. Поэтому во время пуска устройство, фиксирующее его, должно было выдержать его вес, умноженный на перегрузку во время работы ракетных ступеней, которая достигала 14 g, то есть вес становится в 14 раз больше, чем в нормальном состоянии, на поверхности Земли. Таким образом, узлу предстояло выдержать нагрузку, в 14 раз превышающую обычный вес РИТЭГ. Эта трудная задача становилась еще сложнее из-за тепла, выделяемого генератором и ослабляющего металл опорной фермы. Поэтому инженеры из команды «Новых горизонтов» должны были разработать ферму достаточно прочной, чтобы выдержать вес РИТЭГ при 14-кратном ускорении даже в том случае, если металл будет горячим.

Второй непростой задачей, которую РИТЭГ поставил перед конструкторами космического аппарата, было то, что радиа­ция, выделяемая плутонием, плохо влияет на электронику АМС. Поэтому все системы на борту «Новых горизонтов» должны были быть разработаны и проверены так, чтобы выдерживать эту радиацию, как это делалось в предыдущих экспедициях, где использовали РИТЭГ, таких как «Вояджер», «Галилео» и «Кассини». Это, в свою очередь, прибавляло сложности к разработке космического аппарата, а также увеличивало его стоимость, но выбора не было: без РИТЭГ не было никакой возможности обеспечить АМС электричеством, когда она будет находиться так далеко от Солнца.

Глаза, уши и даже орган обоняния для того, чтобы изучать Плутон

Как научный руководитель Алан отвечал за весь проект «Новые горизонты». Все команды ученых и инженеров, а также другие сотрудники из отдела по связям с общественностью и менеджеры проекта отчитывались перед ним.

Ключевой пост второго плана занимал научный сотрудник программы, должность которого предполагала сочетание экспертной квалификации и способности к дипломатии. Такая позиция существовала в каждой научной экспедиции NASA, а в более крупных проектах, таких как «Новые горизонты», были и заместители научного сотрудника. Эти ученые несли ответственность перед научным руководителем за переговоры, а также должны были представлять интересы научного руководителя и научной команды в казавшемся бесконечным потоке каждодневных встреч, которые были необходимы для организации сложного космического полета.

Должность научного сотрудника в проекте «Новые горизонты» занимал чрезвычайно талантливый, вежливый и дипломатичный ученый-планетолог Хол Уивер. Его выбрали, потому что он был очень известен в научных кругах и хорошо разбирался в профессиональной терминологии всех узких специалистов, которые занимались наукой «Новых горизонтов»: от геологии до химии поверхностных явлений, от науки об атмосфере до физики плазмы. Также отчасти выбор пал на Хола и потому, что он был опытным экспериментатором, разбирающимся в конструкции и эксплуатации многих научных приборов на «Новых горизонтах».

Изначально Хол не принадлежал к «Плутоновому андеграунду» — он занимался в основном изучением комет. Но его давно приводил в восторг пояс Койпера как район Солнечной системы, из которого ведут свое происхождение некоторые кометы. Уивер знал Стерна еще с 1980-х гг., и у них уже был опыт совместных исследований. Хол так описывал свою работу как научного сотрудника программы:

 

Моя роль состояла в том, чтобы быть правой рукой научного руководителя проекта, держать его в курсе по поводу того, что происходит «на земле», того, как идут разработки, проверки или другие дела, быть голосом науки, чтобы помочь инженерам понять, что от них требуется. Также я выступал в роли ученого, который понимает особенности инженерно-технических работ, чтобы, когда инженеры говорят мне: «Это очень трудно» или «Будет очень дорого, если попытаться это осуществить», я мог помочь им найти такой вариант конструкции, которая не только отвечала бы научным целям, но и соответствовала массе аппарата, его мощности, стоимости, а также требованиям расписания.

 

Когда люди посылают зонды с датчиками к далеким мирам, можно сказать, что мы запускаем в космос замену нашим глазам и другим органам чувств. Это сравнение особенно применимо к камерам, которые позволяют «увидеть» пейзажи планет, куда не ступала нога человека. Но это также верно и по отношению к приборам, которые позволяют «услышать» колебания далеких магнитных полей и «понюхать» газы инопланетной атмосферы, выяснить, из чего состоят эти ландшафты, что лежит под их поверхностью и какие скрытые силы, потоки и поля могут рассказать нам об истории и основных свойствах других миров.

Главным конструкторским решением, которое было принято, когда проект «Новые горизонты» только начинался, было решение о том, что в космическом аппарате не будет «гиростабилизированной платформы», то есть подвижного, вращающегося стенда, который нацеливает камеры и другие приборы в разных направлениях, не приводя в движение весь космический аппарат. Хотя такая платформа и увеличивает свободу действий при наблюдениях, которые могут быть сделаны во время пролета (иными словами, камеры могут быть нацелены на планету в то время, как антенна смотрит в другом направлении, на Землю), она добавляет аппарату вес, стои­мость и усложняет его. «Вояджер» и другие межпланетные экспедиции с большим бюджетом использовали исследовательские платформы, но при том, что «Новые горизонты» были вынуждены уложиться в одну пятую стоимости «Воя­джера», они просто не могли позволить себе такой роскоши. То, что такой платформы не будет, в свою очередь, означало, что все приборы на борту «Новых горизонтов» будут устанавливаться на корпус космического аппарата, поэтому придется поворачивать целиком весь зонд, чтобы направить приборы на их цель во время каждого наблюдения.

Все, кто занимался проектированием «Новых горизонтов», знали, что, в отличие от первых пролетов Венеры, Марса и Юпитера, не существует планов продолжить исследование Плутона с помощью орбитальных искусственных спутников или спускаемых аппаратов. Данных, которые они соберут, должно хватить на обозримое будущее, поскольку это будут все знания о Плутоне и его спутниках, которыми будет располагать человечество.

Но к моменту постройки «Новых горизонтов» в 2000-х техника сделала большой шаг вперед, и появилась возможность поместить на аппарат более продвинутые приборы, которые были просто недоступны командам «Маринера» и «Вояджера», работавшим в ХХ в.: в распоряжении «Новых горизонтов» имелись новые сенсоры, возможность быстрее собирать данные, кроме того, чувствительность научного инструментария была гораздо выше. Все семь приборов «Новых горизонтов» были значительно более совершенными по сравнению с теми, которые использовались в предыдущих первых пролетах мимо планет. Далее мы подробно опишем, какие приборы для исследования Плутона нес космический аппарат.

Начнем с ультрафиолетового спектрометра Alice. Представим себе ту часть спектра излучения, которую может видеть человеческий глаз, то есть свет, имеющий длину волны от красного до фиолетового. А что же находится за фиолетовым? Ультрафиолетовое излучение. Волны света этой длины, которые человек видеть не может, могут дать нам сведения о составе атмосферных газов. Некоторые особенности ультрафиолетового спектрометра Alice позволяют нам ощутить, насколько технология изготовления измерительных приборов продвинулась со времен «Вояджеров». На них тоже были ультрафиолетовые спектрометры, которые имели два пикселя — элемента изображения — и, таким образом, могли наблюдать две отдельные ультрафиолетовые волны одновременно. Это означало, что создание полноценной спектральной карты было медленным, требующим больших затрат времени процессом перемещения этих двух пикселей по необходимым длинам волн для построения спектра. Затем следовало тщательное нацеливание оси направленной антенны прибора на следующий объект, и этот процесс повторялся раз за разом, чтобы получить спектральные карты поперек диска каждого объекта, мимо которого пролетал аппарат. В отличие от устаревших спектрометров «Вояджеров», у Alice имеется 32 000 пикселей, таким образом, она может воспринимать 1024 спектра волн в каждом из 32 прилегающих друг к другу участков одновременно, что значительно ускоряет процесс сбора данных в ультрафиолетовых лучах.

Близким родственником Alice был Ralph. Его название произошло от глупой шутки, относящейся к героям старого телевизионного сериала «Новобрачные» Элис и Ральфу Крэмден. Если целью Alice было прежде всего исследование атмосферы Плутона, то Ralph предстояло картографировать его поверхность, а также определить ее состав. Размером со шляпную коробку, Ralph включает в себя две черно-белые камеры, четыре камеры с цветными фильтрами и «инфракрасный картирующий спектрометр», чтобы нанести на карту состав поверхности. Ralph может «видеть» более красные цвета, чем те, которые отличает человеческий глаз, с длиной волны, которую мы называем «инфракрасной». При этом минералы и лед имеют характерные спектральные отличительные черты, которые позволяют выяснить, из какого материала состоит поверхность в любом месте в поле зрения Ralph. Его спектрометр разделяет инфракрасное излучение на 512 спектральных каналов шириной от 1,25 до 2,5 микрона. И вновь очень показательным будет сравнение с историческим стандартом для исследований во время пролета мимо планеты — «Вояджерами». Подобный инструмент на них назывался IRIS и по размеру соответствовал Ralph, но из-за того, что был спроектирован и построен с помощью технических достижений 1970-х гг., содержал только один инфракрасный пиксель. У картирующего же спектрометра Ralph было 64 000 пикселей. Таким образом, на «Вояджерах» телескоп IRIS должен был быть нацелен на каждый участок объекта, чтобы получить спектр этого конкретного места, а затем его предстояло перенацелить на следующий объект, медленно создавая спектральную карту. Но Ralph может получить спектр каждой из 64 000 локаций одновременно и мгновенно заполнить карту всех этих участков. Это на много «световых лет» опережает то, что мог делать «Вояджер».

Определение температуры атмосферы Плутона и его атмосферного давления было еще одной задачей «Новых горизонтов». Чтобы сделать эти измерения, на борту аппарата находился радиоспектрометр REX (сокращение от англ. Radio Experiment). Он был сконструирован для того, чтобы работать совершенно иначе по сравнению со своими более примитивными предшественниками на «Вояджерах». Те радио­спектрометры работали, посылая радиоволны Х-диапазона (волны длиной 4 см) через атмосферу планет, мимо которых пролетали АМС, по направлению от космического аппарата к Земле. Эти волны ловили расположенные на поверхности Земли антенны комплекса Сети дальней космической связи NASA. Измеряя то, как радиосигнал изменяется, проходя через атмосферу различных планет и их спутников на маршруте «Вояджеров», ученые могли определить температуру и давление их атмосфер. Поскольку атмосферное давление на Плутоне значительно ниже, такой метод не мог работать, поэтому REX решал эту проблему, проводя эксперимент наоборот: Сеть дальней космической связи должна была послать гораздо более мощный сигнал, чем это могла бы сделать какая-либо аппаратура на борту АМС. Его мощность радио­излучения должна была составлять десятки киловатт. REX предстояло принять и записать сигналы с Земли, проходящие через атмосферу Плутона.

Чтобы измерить температуру и давление атмосферы планеты, REX сравнивает частоту радиоволн, проходящих через атмосферу, с эталонным стандартом. Отклонения, которые он измеряет, пропорциональны искривлению путей распространения этих радиоволн, которое вызвано прохождением через атмосферу, изучаемую прибором. В свою очередь, такие данные можно использовать, чтобы вычислить атмосферное давление и температуру. В дополнение к этому REX способен измерить температуру поверхности в поле своего зрения.

Последним из приборов «дистанционного зондирования» на «Новых горизонтах» — приборов, которые наблюдают Плутон и его спутники через оптические и радиотелескопы, — была камера дальней разведки LORRI (сокращение от англ. LOng Range Reconnaissance Imager). В сущности, она представляет собой телескоп с сильным увеличением, снабженный мегапиксельной камерой. В отличие от цветных и спектроскопических функциональных возможностей Ralph, камера LORRI делает только черно-белые фотографии. Но поскольку ее телескоп имеет гораздо большее увеличение, чем у Ralph, изображения, полученные LORRI, имеют значительно более высокое разрешение и демонстрируют намного больше подробностей. Высокое разрешение камеры LORRI также позволяет «Новым горизонтам» увидеть особенности Плутона и его спутников с гораздо большего расстояния, чем это делает Ralph. В результате, начав работу за десять недель до пролета, LORRI смогла увидеть гораздо больше деталей на поверхности Плутона, чем космический телескоп «Хаббл». Обладая такими возможностями, камера также позволила «Новым горизонтам» получить карту всей планеты — даже тех ее частей, которые не были видны непосредственно в день пролета. Не забывайте, что Плутон вращается медленно: на один оборот вокруг своей оси ему требуется 6,4 земных суток. Это означает, что по мере приближения «Новых горизонтов» к Плутону последний раз, когда АМС может видеть «дальнюю сторону» — ту, которая не будет повернута к аппарату при максимальном сближении, — это за 3,2 суток до пролета. «Новые горизонты» будут в миллионах километров от планеты, когда смогут бросить последний взгляд на ее другое полушарие, но с телескопом LORRI аппарат сможет сделать снимки этих территорий в высоком разрешении.

Следующие два прибора на борту «Новых горизонтов» — это так называемые детекторы плазмы. Термином «плазма» планетологи пользуются, когда говорят об электрически заряженных частицах. Это часть планетологии, которой занимаются такие исследователи, как Фрэн Бэгеналь и Ральф МакНатт. О ней очень трудно рассказать неспециалистам, поскольку эта область знаний затрагивает вещи, с которыми люди обычно не сталкиваются в повседневной жизни. На Плутоне заряженные частицы возникают, когда солнечный свет ионизирует газы в атмосфере планеты. В результате с помощью изучения этих частиц можно определить скорость, с которой атмосфера улетучивается, а также состав выделяющихся газов.

Как мы уже упоминали, на «Новых горизонтах» было два прибора для изучения заряженных частиц: измеритель параметров частиц солнечного ветра (Solar Wind Around Pluto, SWAP) и спектрометр энергетических частиц (Pluto Energetic Particle Spectrometer Science Investigation, PEPSSI). PEPSSI измеряет высокоэнергетические (мегаэлектронвольтные) заряженные частицы. Спектрометр может установить состав вещества, вылетающего из атмосферы Плутона, и делает это очень интересным способом. По мере того как эта атмосфера улетучивается в космос, спереди от планеты есть место, где улетучивающийся газ достигает равновесного давления с исходящим от Солнца солнечным ветром. Возникает нечто вроде ничейной территории, где два потока уравновешивают друг друга. Чем быстрее улетучивается атмосфера, тем дальше в космосе лежит точка равновесного давления с исходящим потоком солнечного ветра. Таким образом, если найти, на каком расстоянии от Плутона происходит такое явление, это позволит определить скорость, с которой газ улетучивается из атмосферы планеты. Это уже работа для SWAP.

И последний инструмент на «Новых горизонтах» — это детектор пыли (Student Dust Counter, SDC), который измеряет воздействие межпланетных пылевых частиц (крошечных метеороидов) на поверхность детекторов. Каждый раз, когда возникает воздействие на счетчик пыли, SDC создает небольшой скачок напряжения в приборе, что позволяет выяснить, насколько массивной была ударившая частица. Задача детектора — измерить концентрацию межпланетной пыли на гораздо большем расстоянии от Солнца, чем ранее это делал какой-либо другой детектор, отправленный в космос. До «Новых горизонтов» самый дальний детектор пыли работал на расстоянии, чуть меньшем орбиты Урана, то есть на полпути к Плутону. SDC проследит непрерывный след концентрации космической пыли по всей Солнечной системе, начиная от Земли и заканчивая пространством за Плутоном.

Также детектор пыли является первым в истории прибором, построенным студентами и взятым в межпланетную экспедицию. Получить на него одобрение было непросто, но Алан с самого начала работы имел непоколебимые убеждения относительно того, что студенты должны иметь возможности принять участие в проекте, поэтому он использовал идею об образовательной программе, чтобы убедить NASA добавить SDC к научному инструментарию «Новых горизонтов». Сегодня благодаря новаторской роли «Новых горизонтов» в работе с изготовленным студентами датчиком такие приборы участвуют в большинстве межпланетных экспедиций NASA. Теперь они считаются ценными инструментами для подготовки нового поколения межпланетных исследователей.

Аллигаторы в воде

На протяжении 2002 и 2003 гг. команда «Новых горизонтов» торопилась сконструировать, построить, собрать и протестировать космический аппарат и его полезную нагрузку, пройти бесконечные технические и финансовые проверки NASA, получить разрешение на пуск с источником атомной энергии, создать ЦУП и приняться за все остальные процессы, которые следовало согласовать, чтобы быть готовыми к пуску в критически важное стартовое окно к Юпитеру в начале 2006 г. Чтобы завершить строительство аппарата, требовалось создать буквально сотни отдельных компонентов для систем управления, связи, двигателей, наземного обеспечения, всех семи приборов и многого другого. Каждая составляющая космического корабля должна была пройти через свои собственные проверки, а затем показать идеальную совместную работу.

К началу 2004 г. наступил кризис — возможно, неизбежный, — поскольку некоторые компоненты не прошли проверки, а изготовление других не укладывалось в расписание. Это достаточно распространенное явление в космических проектах, но из-за единственного стартового окна в январе 2006 г. у «Новых горизонтов» действительно не было пространства для маневра, чтобы решить все эти проблемы и уложиться в расписание.

Примерно в то же время в офис проекта NASA «Новые горизонты» в Центре космических полетов имени Маршалла, в Хантсвилле, был назначен порывистый и талантливый молодой менеджер по имени Тодд Мэй, в чьи обязанности входило осуществление контроля над проектом. Тодд, получивший инженерную подготовку, пришел из мира пилотируемых полетов и очень мало работал непосредственно с АМС. Алан и Глен были скептически настроены по поводу того, какую помощь сможет оказать им Тодд, видя отсутствие у него опыта во многих областях, необходимых для исследования планет с помощью автоматов.

Немедленно принявшийся за работу Тодд сообщил Алану, что хочет посетить Юго-Западный исследовательский институт в Боулдере, Юго-Западный исследовательский институт в Сан-Антонио, Лабораторию прикладной физики в Мэриленде и другие места, где осуществляется работа по «Новым горизонтам», чтобы познакомиться со всеми ключевыми людьми и получить общее представление о ситуации по каждому аспекту проекта. Алан:

 

Помню наш первый разговор. Тодд сказал мне со своим густым алабамским акцентом: «Я хочу поехать и получше познакомиться с вами, поэтому я приеду в Боулдер. Давайте договоримся о датах». Я еще не знал, что́ в действительности представляет из себя Тодд Мэй, и решил, что это просто какой-то менеджер NASA, который переводит множество бумаги на свои отчеты. Я подумал что-то вроде: «У нас проблемы на пяти или шести участках проекта, и у меня на самом деле нет времени нянчить этого парня, но он начальник, которого назначило NASA; он уже побывал в Лаборатории прикладной физики (где мы мельком встречались), поэтому я должен выкроить время на его визит в Боулдер». Когда Тодд приехал ко мне, он также посетил находящуюся в Боулдере Ball Aerospace, которая занималась изготовлением обзорной камеры Ralph. Затем Тодд совершил еще четыре или пять поездок одну за другой. Он побывал в Лаборатории прикладной физики, потом у других ключевых участников проекта, полностью погрузившись в «Новые горизонты». И это потребовало у него не так уж много времени — возможно, месяц, — прежде чем он понял, насколько серьезны проблемы в некоторых областях.

 

Со своей стороны, принимая на себя руководящий пост в экспедиции NASA, Тодд Мэй также ничего не знал ни об Алане Стерне, ни о «Новых горизонтах». Тодд:

 

Одной из моих первых поездок, связанных с «Новыми горизонтами», был визит в Лабораторию прикладной физики. Там проходила ежемесячная проверка, где я и познакомился с Аланом и Гленом. Я высидел до конца обзора, а потом Алан дал беглое представление о научной стороне экспедиции. Он сделал так, как делал всегда: запустил PowerPoint и показал изображение той марки с Плутоном, на которой было написано: «Еще не исследован». Скажу вам, это проняло меня до глубины души, как он и рассчитывал. Такие проекты просто приводили меня в восторг. Сама мысль о том, чтобы что-то узнать, сделать какое-то открытие или отправиться куда-то, где мы еще не были, — это в моей натуре. Можно сказать, что он поймал меня на это «еще не исследован».

В тот день я увидел таблицу рисков проекта, которую составили ребята из Лаборатории прикладной физики. Там было пять или шесть пунктов, вероятность возникновения которых была достаточно высока и которые могли привести к провалу экспедиции. Я сказал команде: «Ребята, не похоже, что эта траектория приведет вас к успеху».

Примерно неделю спустя мне позвонил Майк Гриффин, который только что принял руководство космическим отделением Лаборатории прикладной физики у Тома Кримигиса. И Майкл начал с того, что сказал мне:

— Вы говорите людям, что наш путь не приведет к успеху. Вы пытаетесь добиться отмены экспедиции? Вы хотите, чтобы меня уволили?

— Нет, сэр, — ответил я. — Я пытаюсь сделать так, чтобы вы добились успеха, но хочу вам сказать, что у вас есть целый ряд рисков с высокой вероятностью развития, и меня это беспокоит.

 

Тодд действительно был обеспокоен, и ему требовался более глубокий обзор проекта: он хотел увидеть каждую составляющую каждой подсистемы космического аппарата, каждый из семи научных приборов, бортовое программное обеспечение, наземные системы (ЦУП), ракету-носитель, РИТЭГ и разрешение на старт с источником атомной энергии. Он хотел сам понять все слабые места проекта, не опираясь на то, что обнаружили команды Юго-Западного исследовательского института и Лаборатории прикладной физики. Для этого Тодд сформировал команду экспертов в каждой области, которые провели буквально сотни часов, глубоко вникая в ценообразование, расписание и технические обзоры. В ходе того, что Алан назвал 90-дневным «проктологическим осмотром», Тодд определил, что, по большей части, разработка экспедиции идет в соответствии с планом, хотя есть и очень проблемные области.

Как определили эксперты Тодда, самая большая проблема была с обзорной камерой Ralph, которая во многом являлась центральным элементом научно-исследовательской полезной нагрузки. Ralph отвечала за выполнение большего количества научных задач, чем какой-либо другой инструмент на борту. У компании Ball Aerospace были крупные проблемы с ее созданием. В результате разработки прибора команда вышла из расписания и значительно превысила бюджет. В авиакосмической промышленности секретные проекты имеют более высокий приоритет по сравнению с гражданскими, и Ball Aerospace продолжала менять ключевых сотрудников, работающих с камерой, забирая хороших инженеров на другие проекты. Все попытки Алана, Глена и Билла Гибсона заставить Ball перестать перебрасывать инженеров, вернуться в расписание и остановить повышение цен провалились. Например, с ростом стоимости команды Юго-Западного исследовательского института и Лаборатории прикладной физики начали искать способы упростить конструкцию Ralph. Но Ball заявила, что выставит невероятный счет за упрощение прибора, поскольку это означает, что придется внести проектные изменения и провести повторный анализ многих составляющих обзорной камеры, и в итоге все кончится тем, что стоимость «Новых горизонтов» вырастет еще больше. Алан однажды сказал об этом Тодду: «Мне кажется, что мы словно попали в заложники к Ball. Мы не можем запустить аппарат без Ralph, а они знают, что мы заплатим, сколько бы они ни запросили, и неважно, насколько высокой будет цена».

Проверка Тодда обнаружила и другие проблемы. Получение одобрения на пуск с источником атомной энергии было задержано в нескольких агентствах. Производство плутониевых таблеток также отставало от графика из-за прекращения работ в Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (подробнее об этом в следующей главе). Также повышалась стоимость двигательной установки космического аппарата, и разработка специализированной третьей ступени ракеты-носителя «Атлас-5» шла слишком медленно.

Алан вспоминает, что по окончании проверок Тодда состоялся очень неприятный разговор о том, сколько «аллигаторов» дерется в мутной воде проекта «Новые горизонты». Алан:

 

Тодд сказал нам следующее: «Теперь моя команда изучила проект намного лучше, и я практически убежден, что вы, ребята, никогда не сможете воплотить его в жизнь. Вы только сильнее погружаетесь в различные проблемы, пытаясь решить их самостоятельно. Вам нужно больше денег и серьезное нелицеприятное воздействие на некоторых ваших подрядчиков со стороны NASA, а вы не просите ни о том ни о другом». Потом Тодд сказал мне: «Я собираюсь сообщить штаб-квартире NASA, что вы не сможете довести проект до конца в том виде, в каком он существует».

 

Любого, кто участвовал в каких-либо проектах NASA, фраза об аллигаторах в мутной воде заставляла вспомнить о тех животных, которые прячутся в канавах, ручьях и болотах вокруг Космического центра им. Кеннеди, откуда должны были стартовать «Новые горизонты». Эти гигантские рептилии придают некий зловещий дух подъездным путям, ведущим к стартовым столам NASA, но в то же время они представляют собой метафорическое обозначение проблем. «Знаете, если у вас в воде есть один аллигатор и вы знаете, где он находится, вы можете за ним присматривать и, возможно, даже обставить его, — объяснил Тодд, — но если у вас их целая куча, то трудно справиться со всеми». Алан:

 

Было ясно, что Тодд составил верное мнение. Наша команда в какой-то мере привыкла к подобным проблемам, потому что проект долго был нелюбимым пасынком NASA, и мы в некотором роде заставили агентство им заняться, когда оно вовсе не хотело лететь на Плутон, а «тяжеловозы» NASA оставили нас выбираться своими силами, когда финансирование проекта было нестабильным. И после того, как политические и финансовые баталии остались позади, у нас никогда не было этой поддержки в духе «мы у вас за спиной», которую NASA обычно оказывает своим программам. Теперь Тодд дал понять нам, а затем и штаб-квартире NASA, что у «Новых горизонтов» есть пять или шесть серьезных проблем, любая из которых может пустить под гору все расписание проекта, если агентство не придет на помощь.

 

И Тодд приступил к работе, чтобы спасти ситуацию. Тодд:

 

Мы вместе собрали небольшую команду и тщательно проработали все проблемы. Для каждой мы определили, насколько серьезным может быть риск, и составили подробные планы, чтобы показать штаб-квартире NASA, как мы будем их решать.

 

Со своей выигрышной наблюдательной позиции между проектом «Новые горизонты» и руководством NASA Тодд ясно мог видеть, что успех проекта подвергается риску из-за нехватки полноценной поддержки штаб-квартиры NASA. Тодд:

 

Когда мы начали, «Новые горизонты» просто не получали необходимого внимания со стороны агентства. Я сказал в штаб-квартире NASA: «У этих ребят кризис. Они работают изо всех сил, но не смогут добраться из пункта А в пункт Б, если вы не дадите им больше ресурсов и серьезную поддержку. Они не смогут сделать это. А когда они не добьются успеха и аппарат не удастся запустить или он пропустит стартовое окно к Юпитеру, это станет огромным черным пятном на репутации NASA. "Новые горизонты" и исследование Плутона — очень заметный проект, и, если аппарат вовремя не окажется на стартовом столе, подобный провал будут воспринимать как поражение NASA».

 

Алан был впечатлен тем, как быстро и эффективно Тодд заставил «тяжеловозов» NASA впрячься в «Новые горизонты». Алан:

 

Тодд действительно все изменил. Он единолично заставил штаб-квартиру NASA впрячься и тащить наш обоз, помогать нам, брать на себя ответственность за успех «Новых горизонтов». С его помощью я впервые почувствовал, что люди из NASA нам помогают. Раньше из-за того, что процесс одобрения экспедиции был болезненным, а по поводу финансирования велись громкие баталии, я ощущал, что в штаб-квартире NASA к нам относятся примерно так: «Вы вырвали этот полет у нас из глотки — ну так удачи вам, ребята!» Говоря другими словами, с их стороны мы всегда наблюдали некое пассивно-агрессивное поведение, или они милостиво не обращали на нас внимания, но в любом случае это мешало нам решать многие непростые управленческие задачи. Самое большое воздействие Тодда, возможно, состояло в том, что он заставил NASA по-настоящему изменить отношение, помочь нам, и это поменяло все: после этого я действительно ощутил, что нас поднимают на своих плечах и несут прямо к стартовому столу.

 

С такой помощью, после полутора лет напряженной работы, к концу лета 2005 г. строительство «Новых горизонтов» было завершено. Вдобавок были готовы все научные приборы, даже Ralph. Проект собрал достаточно ядерного топлива, чтобы осуществить полет, и даже получение одобрения на старт с источником атомной энергии продвигалось по плану и должно было завершиться вовремя.

С тех пор, как на сцене появился Тодд Мэй, ничего не знающий об исследовании Солнечной системы автоматическими станциями, прошли утомительные 18 месяцев. Но управленческий талант Тодда перевесил отсутствие опыта. Оглядываясь назад, можно с уверенностью сказать, что без его помощи «Новые горизонты», по всей видимости, так и не отправились бы в полет.

Без сомнений, Тодд Мэй стал героем «Новых горизонтов» и спасителем исследований Плутона.

7

Собираем все вместе

Проблемы с плутониевым топливом

Как мы уже упоминали в главе 6, космический аппарат, который удаляется далеко от Солнца, не может получать электро­энергию от солнечных батарей, подобно большинству космических аппаратов. Вместо этого используются атомные источники энергии под названием РИТЭГ, работающие на плутонии.

Также в главе 6 мы рассказывали, что любой пуск ракеты с плутонием на борту подвергается серии суровых испытаний с точки зрения государственной безопасности и охраны окружающей среды, и на получение одобрения на него могут потребоваться годы. Проблема «Новых горизонтов» была в том, что, тогда как у большинства космических аппаратов, на борту которых есть атомные источники энергии, имеется восемь–десять лет на то, чтобы пройти через сложные нормативно-правовые процедуры, расписание полета к Плутону давало только четыре года на эту необходимую работу. Поскольку пропустить какие-либо процедуры получения одобрения на пуск с источником атомной энергии было невозможно, команда «Новых горизонтов» понимала с самого начала, что они смогут уложиться в стартовое окно 2006 г. только в том случае, если уделят сложному процессу особое внимание и поставят во главе его опытного руководителя, облада­ющего необходимыми навыками. Как мы уже отмечали в предыдущей главе, когда проект только начинался в 2001 г., Лаборатория прикладной физики назначила на эту должность Глена Фонтейна, а через три года он стал менеджером всего проекта.

Одной из первых задач Глена было создать «книгу данных» по одобрению старта с источником атомной энергии. Эта солидная подборка документов представляет собой совокупность всей информации о ракете-носителе и космическом аппарате, необходимой, чтобы провести подробный анализ безопасности, рисков и воздействия на окружающую среду для получения одобрения пуска. Книга данных описывает все внешние воздействия, которые будет испытывать космический аппарат при различных сценариях наземных происшествий и аварий при старте, и то, как каждое из них может повлиять на целостность и сохранность источника атомной энергии — РИТЭГ. Если говорить короче, то книга данных содержит подробные ответы и обосновывающие их исследования, необходимые, чтобы определить вероятность выброса радиоактивного материала в окружающую среду и, если он случится, степень влияния на состояние окружающей среды и человека. В свою очередь, тщательно оцениваются вероятности того, что кто-то может погибнуть из-за облучения при различных сценариях отказа. Роль Глена состояла в том, чтобы собрать книгу данных, а затем провести весь процесс получения одобрения на пуск с источником атомной энергии вплоть до окончательного его подписания в Белом доме. Возможно, это было самой трудной задачей всего проекта. Алан:

 

Глен, несмотря на свою роль, всегда держится в тени, но он действительно вошел в историю космических полетов, проведя «Новые горизонты» через этот лабиринт, уложившись во временны́е рамки и дав нам возможность запустить аппарат в стартовое окно 2006 г. Его подвиг достоин того, чтобы о нем слагали легенды.

 

Помимо выхода из извилистого нормативно-правового лабиринта само производство запасов ядерного топлива для РИТЭГ было сложным и трудоемким, его для NASA выполняло министерство энергетики. Как и в предыдущих полетах в дальний космос с радиоизотопным генератором, таких как экспедиции «Вояджеров», «Галилео» и «Кассини», работа министерства была организована в несколько этапов. На одном из них подрядчик министерства энергетики по работе с РИТЭГ компания Lockheed Martin готовила генератор для полета на «Новых горизонтах». Независимо от нее Национальная лаборатория в Лос-Аламосе производила диоксид плутония в качестве топлива и упаковывала его в керамические таблетки для последующей установки в РИТЭГ. Затем генератору и диоксиду плутония предстояло «встретиться» для проверок в Национальной лаборатории министерства энергетики в Айдахо — в хорошо защищенной — с атомными реакторами, колючей проволокой, контрольно-пропускными пунктами и вооруженными охранниками, которые сопровождают посетителей повсюду, даже если те идут просто в туалет. После проверки РИТЭГ отправляли во Флориду, причем это путешествие больше напоминало какую-то шпионскую операцию. Министерство энергетики и NASA переправляли генератор через всю страну на мыс Канаверал с незаметным, но хорошо вооруженным сопровож­дением. На самом деле министерство посылало несколько групп сопровождения, при этом все из них, кроме одной, сопровождали поддельные РИТЭГ, чтобы злоумышленникам было труднее организовать диверсию или похитить плутоний.

Все, что министерство обороны делало для того, чтобы подготовить РИТЭГ и топливо для него, работало как часы, за одним исключением, которое едва не стало смертным приговором для всего проекта. Национальная лаборатория в Лос-Аламосе, которая также занималась производством ядерного оружия, была вынуждена прервать все работы из соображений безопасности. Расследование длилось месяцами, а команда «Новых горизонтов» томилась в ожидании возобновления производства так необходимого им ядерного топлива: не будет топлива, не будет и никакого полета к Плутону. Наконец, после того, как расследование службы безопасности завершилось, лаборатория была снова открыта. Времени на то, чтобы завершить производство диоксида плутония для «Новых горизонтов», едва-едва хватало. Но после этого, словно в кошмарной истории, из-за очередных происшествий Лос-Аламос закрыли снова. На этот раз это произошло из-за несчастного случая в какой-то лаборатории, который никак не был связан с «Новыми горизонтами». Но экспедиция попала в ловушку: становилось ясно, что к тому времени, когда должен состояться пуск, полностью заправленного топливом генератора не будет. Алан:

 

Наша команда инженеров не могла переделать аппарат так, чтобы он работал с меньшим энергопотреблением, — было слишком поздно. В качестве альтернативы они начали искать способы провести экспедицию так, чтобы расходовать меньше энергии, допустив больше рисков, собрав меньше данных, включая меньше приборов одновременно, и так далее. Мы действительно переживали кризис, который ставил под угрозу само наше существование: если мы не сможем додуматься, как нам управлять аппаратом при меньшем энергопотреблении, то никакого исследования Плутона не будет, так что мы хватались за любой возможный вариант.

 

Команда обнаружила, что, грамотно управляя аппаратом, экспедиция сможет достичь всех своих целей даже при такой низкой мощности, как 190 Вт у Плутона, — на 35 Вт меньше, чем при первоначальной разработке АМС. Это, а также некоторые дополнительные запасы плутониевого топлива, оставшегося от других экспедиций NASA, позволило добиться желаемого. В итоге все топливо, которое министерство энергетики загрузило в РИТЭГ, давало возможность получить 201 Вт электроэнергии во время пролета. Из-за ситуации с производством топлива экспедиция оказалась практически на волосок от гибели, чего до этого никогда не случалось ни с одним полетом с РИТЭГ, но, как бы то ни было, «Новые горизонты» пережили топливный кризис.

Проверки, проверки…

К весне 2005 г. ракета-носитель «Атлас» была собрана, а проблемы экспедиции с плутонием разрешились. В Лаборатории прикладной физики на «Новые горизонты» были установлены различные подсистемы аппарата, а также семь научных приборов. После того как все было поставлено на аппарат, каждая подсистема и каждый из приборов были подключены к электропитанию, чтобы проверить, работают ли они. Затем, когда космический аппарат был собран и заработал, он прошел через серию тестов в Лаборатории прикладной физики, начиная с испытаний на виброустойчивость во время старта и заканчивая тестированием акустических нагрузок и контроля из ЦУП.

Затем Лаборатория прикладной физики отправила космический аппарат, по размерам и форме приблизительно такой же, как кабинетный рояль, на юг, в Центр космических полетов имени Годдарда, в Гринбелте, штат Мэриленд, где в течение нескольких месяцев проводились проверки. Для этого «Новые горизонты» поместили в термовакуумную камеру, откуда откачивали воздух, чтобы имитировать космический вакуум. Затем аппарат попеременно то нагревали, то охлаждали, чтобы повторить условия, в которых он будет находиться в космосе. Это все делалось для того, чтобы убедиться: все системы, как основные, так и резервные, будут функционировать в полете так, как планировалось, а также чтобы отыскать слабые места, которые могут не выдержать таких условий.

И тестирование выявляло проблемы, чтобы их можно было исправить. В конце концов, после того как «Новые горизонты» отправятся в космос, никакой возможности послать к ним ремонтную бригаду не будет.

Большинство систем на борту прошли проверки без проблем. Но главный компьютер отказал, и его пришлось заменить. И гиростабилизаторы, отвечающие за ориентацию «Новых горизонтов», начали протекать после того, как их поместили в вакуум. Чтобы найти гиростабилизаторы, которые не будут течь, потребовалось три серии замен, причем каждый раз приходилось торопиться, чтобы уложиться в срок. Также после проверки функционирования пришлось внести изменения в теплоизоляционное покрытие. И, конечно, было обнаружено и исправлено множество ошибок в программном обеспечении.

В конце концов, после месяцев суровых тестов в камерах для имитации условий космического пространства, замены частей и изменения программного обеспечения «Новые горизонты» прошли все проверки с высоким результатом и получили сертификацию как аппарат, готовый к полету. Теперь АМС могла отправляться во Флориду для пуска с мыса Канаверал.

Клуб четырех

Весной и летом 2005 г. вокруг «Новых горизонтов» происходило еще кое-что помимо тестирования: готовилось замечательное научное открытие. Эта история, прежде всего, связана с Холом Уивером.

Кроме того, что он занимал должность научного сотрудника проекта — то есть выполнял работу, которая сама по себе требовала инженерных и научных знаний, — Хол также играл ведущую роль в давних попытках Алана по поиску других спутников Плутона, начатых много лет назад. Многие члены научной команды «Новых горизонтов» подозревали, что помимо партнера Плутона Харона эта двойная планета может быть окружена и другими, более мелкими спутниками, которые до сих пор не были обнаружены. Если они действительно есть, то сведения о них могли быть важными для подобного планирования пролета, потому что команде нужно было знать о существовании этих тел, чтобы организовать наблюдение.

На тот момент самым лучшим инструментом для поиска маленьких спутников Плутона был космический телескоп «Хаббл», но получить на нем время для наблюдения было непросто. Комиссии по отбору, которые распределяли рабочее время телескопа, получали в семь–десять раз больше предложений по наблюдениям на «Хаббле», чем он мог выполнить. За время разработки «Новых горизонтов» Хол вместе с еще одним членом научной команды Джоном Спенсером, Аланом и другими дважды подавали запросы об использовании космического телескопа для поиска тусклых спутников Плутона. Но оба раза их предложения были отклонены.

Возможно, против них сработал тот факт, что команда «Новых горизонтов» уже много лет занималась поиском спутников, используя самые лучшие наземные телескопы, и ничего не обнаружила. Из-за этих отрицательных результатов поиск с помощью «Хаббла» мог показаться почти безнадежной попыткой, имеющей мало шансов на успех. Но существовали компьютерные расчеты, которые Алан сделал в 1990-е гг. вместе со своим бывшим постдоком Холом Левисоном. Эти расчеты показывали, что в системе Плутона — Харона имеется множество стабильных орбит маленьких спутников, причем некоторые из них могут достигать до 100 км в диаметре.

В 2004 г. Уивер и другие ученые подали еще одно предложение на поиск спутников Плутона с помощью «Хаббла», и им снова отказали. Уивер был в самом деле удивлен: он считал, что они настолько урезали свои требования, обратившись за просьбой о рабочем времени «Хаббла» всего три раза, что здравая логика на их стороне и их предложение должны одобрить. В конце концов, значение этого открытия было огромным и для понимания строения системы Плутона, и для планирования будущего пролета. Но, увы, даже это не сработало.

Затем, в конце лета 2004 г., произошло кое-что очень необычное: на одном из главных инструментов «Хаббла» случилось короткое замыкание, и он отказал. Проводить дальнейшие наблюдения с помощью этого прибора не представлялось возможным, и сотрудники проекта начали искать, чем бы заполнить неожиданно освободившееся время. Хол вспоминает: «Внезапно мне позвонили, и это было словно рождественский подарок посреди лета. Мы в конце концов получили те самые три часа наблюдений на космическом телескопе. Мы могли заняться поиском!» Разумеется, эти хорошие новости сопровождались обычной для «Новых горизонтов» задержкой: из-за плотного графика наблюдения на «Хаббле» можно было провести только в мае 2005 г.

Пока они ждали, Хол провел детальное планирование наблюдений по поиску спутников Плутона. Затем, получив данные телескопа, они с одним из постдоков Алана Эндрю Стеффлом начали тщательный анализ, чтобы увидеть, не найдется ли на орбите вокруг Плутона каких-либо тусклых пятен. Обычно Хол Уивер говорит тихо и выглядит очень уравновешенным человеком. Но даже он не мог сдержать себя, когда данные «Хаббла» подтвердили наличие не одного, а целых двух спутников Плутона помимо Харона! В течение нескольких дней Стеффл, не знающий об открытии Уивера, обнаружил те же самые два новых спутника.

Вот это было открытие! В конце концов система Плутона оказалась не двойной (в ней было четыре небесных тела), и «Новым горизонтам» выпала возможность изучить не только Харон, но и все три спутника!

Открыв спутники Плутона, команда должна была дать им имена. В планетологическом сообществе заведено, что перво­открыватели предлагают названия, которые используются неофициально, пока Международный астрономический союз (МАС) не признает их формально. Поскольку процесс одобрения в МАС занимает много времени и для него требуется подавать подробное предложение о наименовании, команда легкомысленно выбрала временные имена для использования в процессе поисков, пока будут выбирать и предлагать официальные наименования, которым предстоит войти в учебники. В качестве этих названий использовались «Балтимор» и «Боулдер», поскольку практически все, кто участвовал в открытии, были из этих двух городов.

Когда позже команде надо было назвать спутники официально, Алан предпочел, чтобы названия имели смысл с точки зрения мифологии Плутона и в то же время отдавали должное традиции, по которой было присвоено имя самой планете. Если вспомнить 1930 г., то, когда нужно было назвать новую планету, открытую Клайдом Томбо, вдова Персиваля Лоуэлла хотела назвать ее Персиваль или Лоуэлл в честь своего мужа, который первым начал поиск нового мира. В конце концов, когда 11-летняя Венеция Берни предложила название «Плутон», ученым из обсерватории Лоуэлла понравилась не только мифологическая сущность бога подземного царства Плутона, но и то, что это имя начинается с букв П и Л, которые также являются инициалами Персиваля Лоуэлла.

В качестве названий для двух новых спутников Плутона Алан, Хол и вся команда первооткрывателей остановились на Никте и Гидре. В греческой мифологии Никта — богиня темноты и мать Харона. Гидра — девятиглавое подземное чудовище (отлично подходит для спутника девятой планеты). Никта и Гидра — прекрасные названия из древней мифологии, имеющие связь с подземным царством, откуда были взяты имена Плутона и Харона. Но именно в них было и еще кое-что, повлиявшее на окончательное решение: подобно тому как P и L в «Плутоне» напоминают о Персивале Лоуэлле, Никта и Гидра начинаются с букв N и H и, таким образом, отдают должное «Новым горизонтам» (New Horizons), которые в первую очередь и стали причиной для того, чтобы отыскать спутники.

Ночной полет на мыс Канаверал

Когда все испытания космического аппарата на воздействия внешних факторов в Центре космических полетов имени Годдарда были закончены, пришло время отправить «Новые горизонты» во Флориду, где им предстоял запуск. У команды проекта был выбор: отправить аппарат на военном грузовом самолете или везти его за тысячи километров в грузовике с регулируемыми параметрами атмосферы, окруженном конвоем поддержки. Команда решила, что лететь будет безопаснее. Поэтому поздно вечером 24 сентября первый и единственный в мире космический аппарат для исследования Плутона и объектов пояса Койпера вылетел с авиабазы ВВС Эндрюс неподалеку от Вашингтона в Космический центр им. Кеннеди NASA на мысе Канаверал. С ним летели Алан, Глен и примерно 20 инженеров-проектировщиков и техников, которым предстояло провести следующие несколько месяцев во Флориде, готовя «птичку» к старту. У Алана остались живые воспоминания об этом ночном перелете:

 

Помню, как я летел к восточному побережью в этом огромном С-17 ВВС Национальной гвардии и думал: «В следующий раз, когда аппарат будет на этой высоте, он будет "жать на газ", мчась на орбиту на своем "Атласе"».

Из панорамных окон кабины С-17, куда меня пустили члены экипажа самолета, я видел огни городов, украша­ющие все восточное побережье, очертания берега, и, наконец, впереди показалась Флорида. Когда мы начали заход на посадку, было видно стартовый комплекс, огромный Корпус вертикальной сборки NASA и пятикилометровую полосу для посадки шаттлов, куда мы и нацеливались.

После посадки самолет начал выруливать к тому месту, где люди из NASA ждали «Новые горизонты» с грузовиком с регулируемыми параметрами атмосферы. Он должен был перевезти аппарат во флоридскую «чистую комнату», где АМС будут готовить к старту, а команда проведет последние проверки, заправку и балансировку.

Внутри С-17, разумеется, был кондиционированный воздух, но снаружи даже в конце сентября в два часа ночи было жарко и влажно. Когда задняя дверь грузового отсека самолета открылась, прохладный воздух изнутри встретился с влажным, теплым воздухом Флориды, и мгновенно получился какой-то фантастический туман, окутавший заднюю часть С-17. Ничто не могло бы создать более драматический эффект, даже если бы дело происходило в кинофильме.

 

После того как космический аппарат извлекли из самолета и поместили внутрь грузовика, Алан вернулся забрать свои вещи, а потом спустился по трапу для экипажа. Сотрудник NASA Чак Татро, менеджер пускового комплекса «Новых горизонтов», стоял у лестницы. Когда Алан ступил на взлетную полосу, Чак протянул ему руку и сказал: «Доктор Стерн, добро пожаловать на пусковой комплекс!» Эти слова обрушились на Алана, как тонна кирпичей. Алан:

 

После всех этих лет с 1989-го до 2005 г. у нас, наконец, действительно был аппарат для изучения Плутона на пусковом комплексе. Мы в самом деле вот-вот должны были отправиться через всю Солнечную систему и изучить самую далекую планету в истории человечества. Когда Чак это произнес, вся реальность грядущего старта и десяти­летнего полета по Солнечной системе поразили меня до дрожи в спине.

8

Молитва перед стартом

Счастливое число 13

После того как космический аппарат прибыл на мыс Канаверал, персонал «Новых горизонтов», отправленный во Флориду, начал лихорадочный десятинедельный марафон последних проверок и подготовки к пуску. Принимая во внимание интенсивное рабочее расписание, на весь этот период Алану и Глену предоставили временные квартиры на мысе Канаверал; подобное жилье получили и другие члены команды из Лаборатории прикладной физики и Юго-Западного исследовательского института.

Вся деятельность на мысе была нацелена на единственное трехнедельное стартовое окно, которое приходилось на январь 2006 г., когда Земля, Юпитер и Плутон, двига­ющиеся по своим орбитам, выстраивались в нужном порядке, чтобы позволить «Атласу» вывести АМС «Новые горизонты» на самую быструю траекторию и добраться до Плутона за 9,5 года. Если они пропустят это продолжающееся 21 день окно, то столкнутся с перспективой пуска в 2007 г. и более рискованного 14-летнего путешествия без пролета мимо Юпитера.

В середине декабря, когда подготовка космического аппарата к пуску шла полным ходом и уже планировалось установить «Новые горизонты» на ракету-носитель «Атлас», Чак Татро обратился к Алану с требованием. «Мы рассчитываем запустить аппарат в первый день стартового окна, — сказал он, — но хотелось бы дать команде несколько выходных на Рождество и еще пару на Новый год. Поэтому мы считаем, что вы должны ради этого отложить пуск дней на пять». Зная, чем он рискует, если «Новые горизонты» не улетят в январе, и, следовательно, осознавая опасность этого решения, Алан попросил посмотреть статистику предыдущих пусков «Атласов», чтобы увидеть, насколько часто они улетали в теперь уже 16-дневное стартовое окно. Алан так вспоминает этот разговор:

 

Татро посмотрел мне в глаза и сказал: «Я знаю, что для вас это непростое решение, но мы собираемся уложиться в стартовое окно, доктор Стерн. Мы знаем, как это сделать, и вы мало чем рискуете, отказавшись от этих пяти дней. На самом деле мы считаем, что риск от того, что мы не дадим пусковой команде отдохнуть и набраться духовной силы, проведя праздники с родными, гораздо выше, чем от того, что упустим эти пять дней».

Я знал, как напряженно работает пусковая команда, и знал, что статистика показывает, что, даже несмотря на отсрочки из-за погодных условий, команде «Атласа» редко требовалось больше недели, чтобы запустить ракету после того, как ее уже выкатили на старт. Поэтому я принял решение и согласился дать команде выходные на праздники.

 

Дело было сделано. Но как только команда вернулась с каникул в первый день нового года, когда до открытия стартового окна оставалось едва ли две недели, Татро пришел к Стерну с подробным расписанием десятков операций, которые еще предстояло совершить, чтобы подготовить «Новые горизонты» и его ракету-носитель к последнему отсчету. Алану был знаком этот алгоритм выполнения задач, но теперь он был наложен на календарь первой половины января с реальными датами для каждого этапа.

Татро сказал Алану: «Есть одна вещь, о которой мы хотим вас спросить. Если вы посмотрите на расписание, то заправка космического аппарата плутонием, после чего генератор начинает вырабатывать электричество в конечной полетной конфигурации, назначена на пятницу, 13 января. Возможно, это звучит немного глупо, но не заставляет ли вас это чувствовать себя неуютно?» Алан:

 

Они сказали буквально следующее: «Если вы захотите, мы можем заправить РИТЭГ днем позже, в субботу 14-го, и мы даже заплатим за сверхурочную работу. Мы просто не хотим, чтобы вы беспокоились во время пуска или по пути к Плутону из-за того, что ваш аппарат «ожил» в пятницу 13-го». Первое, что мне пришло в голову, — это воспоминание из детства об «Аполлоне-13» и о том, как некоторые люди тогда думали, что экспедиции не стоит присваивать номер «13» или стартовать в 13.13 по времени Хьюстона.

Но потом я напомнил себе: я ученый. Предрассудки по поводу пятницы 13-го совершенно иррациональны. Итак, я решил, что лучше заправить генератор 13-го, чем пропустить еще один день стартового окна. Вместо этого мы можем сделать пятницу 13-е боевым лозунгом проекта. «С этих самых пор, — сказал я себе, — каждую пятницу 13-го мы будем отмечать день рождения "Новых горизонтов" и победу рационального мышления». Я посмотрел на Чака и сказал: «К черту пятницу 13-е! Заправьте этого ублюдка! А потом давайте подожжем этот ваш "Атлас" и полетим!»

«Самая отчаянная вещь, какую я только видел»

Окончательное решение, необходимое для того, чтобы «выкатить» любой аппарат NASA на стартовый стол, зависит от разрешительного документа под названием «заключение о готовности к полету». Его должны подписать все участники проекта со стороны NASA, удостоверив, что космический аппарат, ракета-носитель, центры управления аппаратом и ракетой и сеть станций слежения — все составные части космического запуска — готовы к полету. Глен должен был поставить подпись от имени Лаборатории прикладной физики, Алан — как научный руководитель миссии. Также свои автографы должны были поставить и другие ведущие руководители из Lockheed, Boeing, NASA и министерства энергетики.

Подписание заключения о готовности к полету — это не просто церемония. Это последний этап долгого, тщательно выверенного и технически сложного процесса подготовки к пуску. NASA проводит эту процедуру, чтобы удостовериться: каждая составная часть запуска находится в полной готовности. Для того чтобы стороны могли подписать заключение, буквально тысячи вещей должны пройти проверку и получить подтверждение готовности.

Когда в конце лета 2005 г. начался процесс утверждения заключения о готовности к полету «Новых горизонтов», существовала одна серьезная проблема с ракетой-носителем. Она была связана с тем, что произошло прошлым летом на предприятии, производящем «Атлас-5». Компания Lockheed Martin тестировала не участвующий в полете резервуар для хранения жидкого кислорода, чтобы подтвердить: он будет держать давление даже выше, чем его полетные расчетные пределы. Для этого команда Lockheed намеренно создала в баке избыточное давление, оценивая, выдержит ли он. Но резервуар взорвался, в результате чего последовало крупное инженерное расследование для поиска причин, почему предназначенный для испытаний бак не справился.

Обследование продолжалось несколько месяцев, рассматривая каждую подробность конструкции предназначенного для испытаний резервуара, материалы, историю изготовления и способ эксплуатации. Ни одна даже самая мельчайшая подробность не осталась без внимания вплоть до микроскопической структуры материала бака, проверки сотен образцов этого материала, анализа его прочности и поиска слабых мест, способных объяснить взрыв, которого не должно было быть.

Расследование растянулось до конца 2005 г. Конечно, оно не было связано конкретно с ракетой-носителем, предназначенной для «Новых горизонтов» — ее бак с жидким кислородом прошел все проверки, — но при наличии на борту наполненного плутонием РИТЭГ отказ предназначенного для испытаний бака означал, что «Новые горизонты» не могут стартовать, если экспертиза не докажет, что причина инцидента не связана с материалами, деталями или процессом сборки того «Атласа», на котором полетят «Новые горизонты».

Проблема всплыла на совещании в штаб-квартире NASA в первую неделю 2006 г., едва ли не за неделю до открытия стартового окна. Собрали руководство работами по программе, на этой ответственной встрече присутствовало более сотни руководителей высшего звена, менеджеров и технических экспертов, которые должны были принять окончательное решение. В конце концов, все зависело от тогдашнего администратора NASA Майка Гриффина — выдающегося и очень грамотного, но на тот момент только что назначенного начальника агентства.

От решения Гриффина зависело очень многое. Если во время пуска что-то пойдет не так, то это предопределит судьбу не только «Новых горизонтов» и исследования Плутона, но сделает почти невозможными практически любые полеты с использованием ядерного генератора энергии в будущем. Авария с «Новыми горизонтами» могла фактически поставить крест на всем дальнейшем изучении внешней Солнечной системы.

На совещании руководства обычно присутствуют только сотрудники NASA. Но Алану казалось, что как научный руководитель экспедиции он обязан быть там, чтобы выслушать аргументы и высказаться самому — предложить свои собственные соображения в пользу «лететь» или «не лететь». Поэтому он обратился непосредственно к Гриффину и получил добро.

На этом совещании некоторые высказывались в пользу запуска «Новых горизонтов», другие приводили контраргументы. Технические презентации следовали одна за другой, и конца им видно не было. Основные доказательства, как бы то ни было, привел главный инженер Космического центра им. Кеннеди Джеймс Вуд. Этот уверенно стоящий на ногах очкарик, находящийся в середине карьерной лестницы, был известен тем, что всегда ответственно относился к своим заданиям и перепроверял их дважды (а то и трижды). Вуд составил подробный отчет, показывающий, что предназначенный для испытаний бак с жидким кислородом никоим образом не связан с аналогичным баком на ракете-носителе «Новых горизонтов», и рекомендовал разрешить пуск. Гриффин и старшие руководители штаб-квартиры NASA задали десятки вопросов, проверяя каждую деталь аргументов Вуда. Когда Вуд и другие инженеры закончили свою презентацию, а Гриффин и его сотрудники исчерпали все свои вопросы, встал Алан. Из того, что он слышал и от бывшего аэрокосмического инженера, и от людей, которым придется иметь дело с последствиями любого из принятых на совещании решений, Стерн пришел к выводу, что, если судить по презентации Вуда, «Новые горизонты» ничем не рискуют в полете, но определенно есть риск того, что пуск будет отложен до 2007 г. из-за дальнейших расследований причины разрыва бака. Убежденный логикой аргументов Вуда, Алан обратился к собравшимся:

 

«Я просто хотел сказать, что, во-первых, если кто тут со мной не знаком, то я участвовал в десятке совещаний NASA, где принимались решения о пуске космического аппарата, так что здесь я не новичок. Я также хотел бы объяснить вам, насколько для нас важно запустить аппарат именно в этом месяце». Затем я объяснил, что если мы пропустим январское стартовое окно к Юпитеру, то следующего не будет в течение десятилетия, и остается единственный вариант — в 2007 г. отправиться в длительный, медленный полет к Плутону, который без гравитационного маневра у Юпитера продлится 14 лет. Также я указал на то, что если мы не сможем стартовать в 2007 г., то даже «Атлас-5» модификации 551 не сможет доставить нас к Плутону, если пуск состоится в 2008 г. или 2009 г., на деле пуск придется отложить где-то до 2014 г. Потом я подробно объяснил, что за 14 лет полета риски для космического аппарата намного выше, чем за девять, отметил и бо́льшую стоимость отложенного на год старта и четырехлетней отсрочки прибытия. Затем я сообщил свои соображения по поводу того, почему мы хотим попасть на Плутон до вымерзания атмо­сферы, которые тоже говорили в пользу раннего старта и прибытия, и рассказал, что если мы прибудем позже, то солнцем будет освещена меньшая территория, которую мы сможем картографировать. А в конце я упомянул о личном. Я сказал: «Если считать с 1989 г., я потратил 17 лет на этот проект. Решение принимает администратор NASA, но как научный руководитель экспедиции и человек, для которого этот пуск много значит, я хочу, чтобы вы знали: основываясь на имеющихся данных, у меня нет никаких сомнений по поводу пуска на "Атласе"». Потом я сел. Я высказал свои аргументы. Несколько человек потрепали меня по плечу, словно говоря: «Отличные слова, но я надеюсь, что ты примешь любое решение Гриффина».

 

После речи Алана Гриффин поставил на голосование главных руководителей NASA вопрос о том, считают ли они проблему с баком «Атласа V» препятствием для запуска «Новых горизонтов». Многие голосовали за старт, но некоторые были против, сказав, что веских причин сомневаться в ракете-носителе «Новых горизонтов» нет, но они просто не хотят испытывать судьбу. Проверенный временем начальник Пусковой службы Стив Франсуа, ответственный за все ракетные старты NASA, проголосовал за то, чтобы лететь. Так же проголосовали и главный инженер NASA Рекс Геведен, и глава отдела исследований планет Энди Данцлер. Но начальник Управления по вопросам безопасности и обеспечения полетов Брайан О'Коннор, бывший командир космического шаттла, проголосовал против.

Далее Мэри Клив, которая тоже когда-то была в отряде астронавтов, а теперь возглавляла все научные экспедиции NASA, тоже проголосовала против. Алан:

 

«Я говорил себе: "Гриффин может взять верх над этими людьми, но если он это сейчас сделает, то пойдет на свое­образный рекорд, выступив против и заместителя по безопасности, и заместителя по науке. Если этот пуск не увенчается успехом — неважно, по какой причине, — он, возможно, лишится своей должности администратора NASA и поломает свою карьеру».

 

Хол Уивер, который тоже был на этом совещании, вспоминает ощущение невероятного уныния: «Я был совсем подав­лен. Конечно, можно ожидать, что начальник Управления по вопросам безопасности и обеспечения полетов проголосует против, потому что, если он проголосует за пуск и что-то пойдет не так, его голова полетит в первую очередь. Но глава научных экспедиций?»

Последним голосовал заместитель Гриффина, которому он доверял больше других, — Билл Герстенмайер, ответственный за все запуски NASA. Он отдал свой голос за полет, спокойно и обстоятельно объяснив, что взрыв предназначенного для испытаний бака был тщательно изучен и проанализирован и что представленный Вудом отчет четко исключает любой риск во время запуска «Новых горизонтов». Герстенмайер назвал старт рациональным выбором.

Затем настал черед Гриффина. Выступая как руководитель NASA, он встал и обратился к аудитории с пространным заключительным словом. В комнате стояла полная тишина. Все понимали, что, поскольку голоса заместителей Гриффина разделились, решение зависит только от него.

Гриффин снова подчеркнул, что взрыв предназначенного для испытаний бака не связан с ракетой-носителем «Новых горизонтов» и что статистика безопасности полетов на «Атласе» была идеальной. Он лестно отозвался об анализе причин отказа бака и дал свое собственное рациональное объяснение того, почему этот бак едва ли связан с ракетой, на которой стоят «Новые горизонты» и бак которой, скорее всего, никогда не будет подвержен такому давлению, при каком на испытаниях произошел взрыв. Затем Гриффин указал на то, что возможность неудачного запуска всегда составляет 2–3%, а связанный с баком риск намного ниже, поэтому суммарное влияние проблемы с баком жидкого кислорода — это очень небольшой фактор при расчете рисков. Далее он напомнил собравшимся, что каждый РИТЭГ строится с расчетом на то, чтобы генератор выдержал катастрофу ракеты-носителя, и уже были случаи, когда эти приборы продемонстрировали свою прочность. Логика Гриффина была холодной, рациональной, основанной на цифрах и безупречной. В ней не было эмоций, он тщательно и всесторонне проанализировал факты и заключил, что риски, связанные с разрывом предназначенного для испытаний бака, явно минимальны, а риск дополнительного ожидания — ощутимо больше.

Гриффин закрыл заседание, отклонив протесты Клив и О'Коннора и заявив как глава NASA, что он считает: запуск ракеты-носителя не представляет опасности. Гриффин на глазах у всех собравшихся подписал заключение о готовности к полету и вышел из комнаты. Алан:

 

Это был самый решительный поступок, который я видел за мою более чем 20-летнюю работу с экспедициями NASA. Это было буквально как в кино. Администратор NASA просто ставит на кон свою должность, отвергая мнения главы управления по вопросам безопасности и главы научных экспедиций, чтобы дать «Новым горизонтам» возможность стартовать. Мы с Холом просто смотрели друг на друга, не в силах поверить своим глазам. В тот день Гриффин продемонстрировал и свой характер, и свою храбрость и стал еще одним героем «Новых горизонтов».

Короткая молитва

До пуска оставалось все меньше времени, и люди начали приезжать на мыс Канаверал сотнями, а потом и тысячами. К инженерам, менеджерам, персоналу стартового комплекса, ученым и другим сотрудникам, непосредственно связанным с полетом, добавились все увеличивающаяся армия журналистов, документалистов, студентов, преподавателей, а также тысячи поклонников космоса и любопытных зевак, которые приехали посмотреть на обещающий войти в историю запуск. В часе езды от Космического центра им. Кеннеди было невозможно найти свободный номер в отелях.

Среди присутствующих многие входили в «Плутоновый андеграунд» и с 1989 г. трудились ради того, чтобы экспедиция к далекой планете состоялась. Также было много людей, принадлежащих к сообществу ученых-планетологов, инженеров, руководителей главных партнеров проекта. Прибыл и сам Майк Гриффин. Ничего подобного — то есть запуска космического аппарата первой разведывательной экспедиции к неизвестной планете — не случалось с 1977 г., когда близнецы-«Вояджеры» отправились исследовать планеты-гиганты.

За несколько дней до старта члены научной команды «Новых горизонтов» собрались на последнее совещание перед пуском, продолжавшееся целый день. Алан поговорил с этой группой, напомнив, какой большой путь они прошли и какого успеха добились после всех битв в течение почти 17 лет. Теперь они собрались вместе перед запуском, а их необыкновенный космический аппарат стоял на вершине ракеты-носителя размером с небоскреб, готовый навсегда покинуть Землю.

Они действительно прошли очень большой путь, но после того, как Алан произнес эти слова, он понял: все, что они надеются узнать, все, ради чего они работали, зависит от успешного запуска, а затем — путешествия длиной 4,8 млрд км и протяженностью почти в десять лет. На самом деле все еще было впереди.

На следующий вечер Алан вышел на стартовую площадку с Тоддом Мэем и Рексом Геведеном. Вокруг почти никого больше не было. Но там, на вершине громадной ракеты-носителя «Атлас» высотой с 22-этажный дом, находились «Новые горизонты». Вид этой ракеты навсегда отпечатался в памяти Алана. Он знал, что она останется тут ненадолго, всего на несколько дней, а потом улетит. Ее не станет, и независимо от того, будет ли пуск успешным или провалится, он ее больше не увидит.

Морской бриз овевал лицо; он вдыхал соленый воздух мыса Канаверал, напоминающий о других пусках, в которых принимал участие. Алан поднял голову, чтобы посмотреть на ракету, и тихо сказал ей: «Заставь нас тобой гордиться». Затем повернулся и пошел к машине.

На следующее утро был назначен старт космического аппарата к Плутону.

9

На сверхзвукем

Особенная посылка

В преддверии стартового окна на пусковом комплексе 41 на мысе Канаверал АМС «Новые горизонты» стояла на своей гигантской ракете «Атлас» с подключенным питанием и готовая к старту. Носитель в вертикальном положении, как говорят ракетчики, производил впечатление — его высота составляла более 60 м. Наверху маленькие «Новые горизонты» крепились к своему твердотопливному разгонному блоку STAR 48, и оба прятались внутри большого носового конуса «Атласа», способного вместить аппарат размером со школьный автобус.

Рядом с вертикально стоящей ракетой находилась ее башня обслуживания, почти такая же высокая, как и сама ракета, с различными трубками, кабелями и трубопроводами наземного топливного питания, обеспечивающими электроснабжение, заправку, охлаждение и связь с ракетой до самого пуска. Пусковой комплекс соседствовал с пляжем, и вокруг не было больше ничего на многие километры вокруг.

Основная часть Космического центра им. Кеннеди напоминает заповедник живой природы; используется всего около 10% территории. Сырые болота Флориды — отличное место для того, чтобы увидеть белых цапель, скоп, орлов, обычных цапель и, конечно, аллигаторов. Посреди болот, дюн и лагун этой богатой экосистемы располагается множество легко узнаваемых сооружений NASA, знакомых по фотографиям и документальным фильмам, в том числе громадное здание вертикальной сборки высотой 160 м, десяток других стартовых площадок, помещения астронавтов, посадочная полоса шаттлов и обширный комплекс для посетителей.

Без сомнения, было что-то, притягивающее людей к этому пуску, — ощущение эпохальности события, передачи эстафеты от «Вояджеров» новому поколению исследователей, которых вдохновили их полеты. Это можно было ощутить, это витало в воздухе: новому поколению выпал шанс исследовать миры, которые никто не видел.

«Новые горизонты» усиленно распространяли свой слоган «Первая экспедиция к последней планете», и во многом она обещала стать «последним первым полетом к планете» в эпоху начала исследований планет нашей Солнечной системы. Также это была первая межпланетная экспедиция NASA нового типа — первый из серии космических запусков, стоивших в пределах $1 млрд, проводимых по конкурсу и возглавляемых научным руководителем, в рамках программы NASA «Новые рубежи».

Те, кто работал над экспедицией, отчетливо понимали, что, с одной стороны, им предстоят десять лет полета, а с другой — позади остались почти 20 лет борьбы, через которую пришлось пройти, чтобы наступил этот момент. Из-за всего этого появлялось ощущение того, что наступил важный исторический момент, который собрал всех, имеющих какой-то вес в исследованиях космического пространства, — от астронавтов до политиков, от ученых-планетологов всего мира до журналистов, пишущих о космосе.

По странному, поистине космическому совпадению пуск должен был состояться примерно в годовщину смерти перво­открывателя Плутона Клайда Томбо, который скончался 17 января 1997 г. Это придавало событию особую трогательность.

Но была и еще одна причина, по которой пуск вызывал множество эмоций, особенно у родных Томбо. Широкой общественности это было неизвестно, но на борту «Новых горизонтов» находилась частица праха Клайда Томбо. Идея первоначально принадлежала Робу Стаэлю, и родилась она еще в 1990-х гг., когда Лаборатория реактивного движения проводила изучение и оценку быстрого пролета мимо Плутона. Роб поделился ею с Клайдом, с которым они были друзьями, и Клайд согласился. Поэтому в начале 2005 г., когда уже стало казаться, что пуск «Новых горизонтов» воплотится в реальность, Алан поднял эту деликатную тему в разговоре с вдовой Клайда Пэтси и его дочерью Аннет, спросив, известно ли им о разговоре со Стаэлем и сохранили ли они часть праха Клайда для отправки на Плутон. Они тут же с большим энтузиазмом ответили «да» на оба вопроса, сказав Алану, что Клайд этого очень хотел. Тогда Алан спросил своих инженеров-проектировщиков, как это можно реализовать, как можно поместить маленький контейнер в их «птичку», потому что, когда речь идет о космических полетах, даже самое сентиментальное проявление чувств должно быть тщательно спроектировано. Инженеры создали крохотный контейнер, который прикрепили к стенке аппарата, заменив им маленький балансир-противовес.

В середине 2005 г. Алан получил от семьи Клайда пакетик с прахом, который отнес в Лабораторию прикладной физики в своем портфеле и передал инженерам, чтобы поместить в контейнер. На внешней стороне контейнера имелась крошечная табличка, где были выгравированы слова, написанные Аланом: ЗДЕСЬ НАХОДЯТСЯ ОСТАНКИ АМЕРИКАНЦА КЛАЙДА У. ТОМБО, ПЕРВООТКРЫВАТЕЛЯ ПЛУТОНА И «ТРЕТЬЕЙ ЗОНЫ» СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ, СЫНА АДЕЛИ И МАРОНА, МУЖА ПАТРИСИИ, ОТЦА АННЕТ И ОЛДЕНА, АСТРОНОМА, УЧИТЕЛЯ, ОСТРЯКА И ХОРОШЕГО ДРУГА: КЛАЙД У. ТОМБО (1906–1997).

Только задумайтесь об этом: 70 лет назад идущие от Солнца фотоны света отразились от поверхности Плутона, за четыре часа пролетели миллиарды километров до Земли, чтобы попасть в объектив телескопа во Флагстаффе, штат Аризона. Эти фотоны создали крошечную точку на пластинке с фотографической эмульсией, и эту точку заметил глаз юного Клайда Томбо, когда он изучал снимки несколько недель спустя, пытаясь найти доказательства существования новой, далекой планеты. Теперь атомам, которые были частью Клайда, предстояло отправиться в путешествие к этому далекому миру и затем продолжить полет за пределы нашей Солнечной системы в межзвездное пространство, к далеким галактикам. Что бы вы ни думали о жизни, смерти, сознании и судьбе, это было потрясающим и неповторимым мемориалом, подобного которому не было никогда в истории.

Обратный отсчет, дважды

Как и планировалось, в пятницу, 13 января 2006 г., министерство энергетики заправило находящийся на борту «Новых горизонтов» РИТЭГ. Под охраной взвода вооруженных солдат сотрудники NASA и министерства энергетики доставили ядерное топливо. В чистой комнате, наверху на ракете, на том уровне, где находился космический аппарат, с одной стороны носового конуса имелся большой квадратный люк размером примерно 1,5×1,5 м. Он использовался для обеспечения доступа к аппарату. Чтобы поместить мерцающее от жара радиоактивное топливо в РИТЭГ, применяли специальные инструменты, которыми можно было управлять с расстояния в шесть метров, не подвергая операторов риску радио­активного облучения. Затем, также на расстоянии, они закрыли крышку РИТЭГ и в соответствии с требованиями, установленными для пуска, затянули все болты. После заправки генератора от его тепла начала производиться электрическая энергия. С этого момента «Новые горизонты» ожили, в том смысле что теперь у аппарата было свое собственное электропитание. С этого момента его системы были включены и контролировались центром управления полетом в Мэриленде, как это должно было происходить и в полете. Появилось совершенно реальное ощущение того, что экспедиция началась, хотя «Новые горизонты» все еще были на Земле.

Утро понедельника, 16 января, было ясным, прохладным и солнечным. Единственное, о чем предостерегал прогноз погоды, — так это о сильном ветре из-за фронта, проходящего над центральной Флоридой. Алан проснулся задолго до рассвета, ответил на электронную почту, перед завтраком совершил ритуальную пробежку по улицам Коко-Бич, поцеловал на прощание свою жену Кэрол и отправился в ЦУП «Атласа», который представляет собой обширный комплекс, расположенный в пяти километрах от стартового стола. Алан, как и более сотни людей, занятых во время пуска, сел на свое место за пультом управления, взял кофе и включил головную гарнитуру. Он проделывал все это множество раз во время репетиций запуска «Новых горизонтов», но сегодня все было по-другому. Шел настоящий обратный отсчет, о чем свидетельствовали машины скорой помощи, стоящие у здания центра на случай, если у кого-нибудь случится сердечный приступ, огромное количество журналистов и присутствие в ЦУП администратора NASA Майка Гриффина.

Тем временем толпы членов команды «Новых горизонтов», их друзей, родственников, фанатов межпланетных исследований и зрителей заполнили различные наблюдательные площадки вокруг мыса Канаверал. Несколько десятков важных гостей и высокопоставленных официальных лиц разместили около знаменитого Здания вертикальной сборки программ «Аполлон» и «Спейс шаттл», в восьми километрах к западу от стартового стола. Большинство членов научной команды вместе со своими друзьями и родными собрались на другой площадке с блиндажами примерно в восьми километрах к югу — настолько близко, насколько человеку, не находящемуся в укрытии, вообще позволяется приближаться к огненному безумию пуска. Другим зрителям, которых собрались тысячи, пришлось удовлетвориться менее привилегированными позициями подальше.

Члены научной команды и их родные могли видеть через широкое водное пространство лагуны Банана-ривер возвышающийся «Атлас», окруженный четырьмя мачтами молние­защиты стартового комплекса 41. В бинокли ракета выглядела как живое, дышащее существо, без устали выпускающее облачка кислорода, в ожидании скорого мига своего триумфа или падения. Зрители могли заметить, как основная ступень «Атласа» изменила свой обычный металлический оттенок на ярко-белый, такой же, как цвет обтекателя. Это указывало на то, что ракета-носитель полностью заправлена жидкими кислородом и водородом, и на ее тонкой металлической оболочке появился слой инея.

После того как автобусы доставили людей на смотровые площадки, зрители прошли краткий инструктаж по безопасности, а также им показали расположение ближайшего здания, где они могут найти убежище, если во время пуска произойдет катастрофа. Это предупреждение нисколько не умерило энтузиазм собравшихся, но напомнило им о том, что игра идет всерьез.

Прибрежная территория была заполнена штативами, фотоаппаратами и людьми, ищущими хорошее место, чтобы сделать фотографии и посмотреть пуск. На широком, поросшем травой пространстве между бункерами и водой бегали, играли, гонялись друг за другом и болтали дети. Там были установлены огромные электронные часы, осуществляющие официальный обратный отсчет, и ряд громкоговорителей, передающих голоса из ЦУПа. Если все пройдет гладко, часы будут вести отсчет до того момента, когда до старта останется четыре минуты, а затем начнется включенная в график десятиминутная «задержка», во время которой ракета и космический аппарат будут проверены в последний раз. Затем, если все системы будут готовы к пуску, последние четыре минуты отсчета снова возобновятся.

Из-за неумолимой небесной механики, которая должна была вывести «Новые горизонты» на траекторию полета к Юпитеру, пуск по расписанию должен был состояться не ранее 13:23 по восточному времени. Та же самая небесная механика указывала, что стартовое окно останется открытым менее чем в течение двух часов: если «птичка» не улетит до этого момента, ей придется потерпеть до следующего дня.

Предстартовый отсчет продолжался в обычном порядке до 13:17. Оставалось около шести минут до отрыва ракеты-носителя от земли, но тут один из клапанов, кажется, не открылся так, как должен был, и на низкой высоте поднялся ветер, из-за чего старт пришлось отложить до 13:45. В 13:40 запуск снова был отложен до 14:10. Проблему с клапаном удалось решить, но ветер все еще оставался предметом беспокойства. Затем, в 14:10, NASA объявило о проблеме с одним из комплексов Сети дальней космической связи, который должен был связываться с «Новыми горизонтами» после пуска. Это показывает, что очень многое должно одновременно сработать идеально во многих местах, чтобы аппарат получил «добро» на старт. В состоянии готовности находятся не только аппарат и ракета-носитель и не только наземные системы во Флориде. Приготовиться нужно одновременно и центру управления полетом в Лаборатории прикладной физики в Мэриленде, и оборудованию, обеспечивающему безопасность при пуске, и антеннам Сети дальней космической связи по всему миру.

Тем временем ветер поднял на воде рябь, из-за чего снова пришлось отложить старт. Время уже неприятно приближалось к закрытию стартового окна в тот день. Зрители начали задаваться вопросом, увидят ли они вообще пуск. После очередной задержки до 14:50 NASA объявило: «Все стартовые системы сообщают о готовности к пуску сегодня». Но снова подул ветер — и снова отсрочка, почти до самого конца стартового окна. Еще одна задержка — и пуска уже не будет.

Наконец, обратный отсчет дошел до четырехминутной отметки. В этот момент руководитель пуска остановил отсчет, чтобы опросить о готовности лиц, ответственных за каждую из основных систем аппарата, ракеты-носителя и наземных систем. На открытом для публики канале можно было услышать, как каждый из них быстро рапортует один за другим: «Готов».

«Атлас»? «Готов». «Новые горизонты»? «Готовы». «ЦУП в Лаборатории прикладной физики?» «Готов». Еще десяток и, наконец, научный руководитель? Алан ответил: «Готов».

После каждого «готов» на смотровых площадках раздавались сдержанные крики радости. Но в 14:59 погода снова испортилась. Из громкоговорителей раздалось объявление: «У нас команда по отмене пуска из-за предельно допустимой скорости ветра». Ветер у поверхности достигал скорости до 16 м / с около стартового стола — предельное значение, при котором гигантский «Атлас» может сделать поправку на ветер, оторвавшись от пусковой башни. Времени больше не было, «Новые горизонты» не могли стартовать в тот день. Исследованию Плутона пришлось подождать.

На следующий день, 17 января, приходилась годовщина смерти Клайда Томбо. Прогноз погоды предсказывал 40% вероятности грозы, но приготовления к пуску начались, так что толпы зрителей снова заполонили Космический центр им. Кеннеди, готовясь сеть в автобусы, которые отвезут их на смотровые площадки. Мало кто знал, что в ЦУПе «Атласа» уже несколько часов разворачивается драма.

Алан прибыл в ЦУП в пять часов утра, после еще одной традиционной пробежки перед стартом (такая же была у него и в предыдущий день). Во время бега его голова была полна мыслей и о смерти Томбо, и о множестве пунктов в контрольном листе, которые следовало проверить, чтобы «птичка» отправилась в полет.

Может показаться, что пять часов утра — это слишком рано для пуска, назначенного на время после полудня, но предстартовые операции занимают много времени. Как только Алан пришел, ему сообщили, что в Лаборатории прикладной физики отключили электроэнергию. Как выяснилось, тот самый погодный фронт, который в предыдущий день свирепствовал над Флоридой, теперь добрался до Мэриленда. Буря была такой сильной, что ночью оборвала провода. Энерго­питание центра управления «Новыми горизонтами» обеспечивалось только резервным генератором. Алан:

 

Я спросил себя: «Хочу ли я осуществить пуск при том, что наш центр управления полетом запитан от резервного генератора? Если "Новые горизонты" взлетят и по пути на орбиту обнаружится какая-то проблема, требующая помощи центра, а этот генератор возьмет и отрубится, у нас не будет никакого способа спасти аппарат. Мы еще не зашли так далеко, чтобы допускать такой ненужный риск во время старта. Если бы нам не хватало дней до закрытия стартового окна, я бы, возможно, пошел на это, но у нас еще остается две недели».

 

В ЦУПе в Мэриленде находилась Элис Боуман. Чрезвычайно компетентный, педантичный и хладнокровный инженер, она была (и остается) руководителем полетных операций программы «Новые горизонты», название этой должности (Mission Operations Manager) коллеги ласково сократили до МОМ — «мамочка», что означало: она несет ответственность за то, как команда осуществляет управление космическим аппаратом. Элис работала в проекте с 2001 г., когда подали предложение на конкурс. Она была уверена, что они с командой подготовились ко всему, что может выкинуть их аппарат. Но это? Элис:

 

Примерно в половине шестого утра я пришла в лабораторию, которая была закрыта для всех, кроме жизненно необходимого персонала, из-из недостатка электроэнергии. Безусловно, в день старта моя команда относилась к жизненно важному персоналу. Когда я зашла в контрольный центр, там было, по большей части, темно. Электрики в суматохе пытались подключить резервный генератор к электрической панели. Повсюду были тянущиеся по полу провода, потому что мы пытались найти способ собрать людей, отвечающих за различные подсистемы, вокруг одного компьютера. Мы успели все перенаправить только за десять минут до открытия стартового окна на этот день.

 

Менеджеры пуска в Лаборатории прикладной физики и на мысе Канаверал были полностью уверены, что резервный генератор абсолютно надежен и вполне готов к тому, чтобы лаборатория подключилась к пуску «Новых горизонтов». Главный инженер проекта привел аргумент, что для того, чтобы возникли проблемы, должно произойти два независимых отказа различных систем: одной на космическом аппарате, а другой — на резервном электрогенераторе в лаборатории. В целом команда была готова стартовать при том, что Лаборатория прикладной физики работала на резервном генераторе в режиме чрезвычайной ситуации. Но Алан был не готов, и он настаивал на своем.

Пока электроэнергетическая компания Мэриленда работала над восстановлением электропитания Лаборатории прикладной физики, обратный отсчет продолжался. «Атлас» был заправлен и снова стал белоснежно-прекрасным, потому что вода из влажного флоридского воздуха замерзла на ледяной оболочке. Космический аппарат и третью ступень подготовили к старту. Проверили комплексы Сети дальней космической связи по всему миру. Время старта приближалось, но, когда в ЦУПе «Атласа» подошел срок для последнего опроса о готовности или неготовности, Лаборатория прикладной физики все еще получала электроэнергию от резервного генератора.

«Руководитель пуска?» «Готов». «Менеджер проекта "Новые горизонты"?» «Готов». «Директор Лаборатории прикладной физики?» «Готов». Алан вспоминает:

 

Когда руководитель пуска шел по всей сети связи, опрашивая о готовности, более 20 менеджеров экспедиции отрапортовали, что готовы лететь. Но в глубине души я думал о том, что, если мы полетим и «Новые горизонты» попадут в беду, а центр управления в этот момент накроется, я никогда себе этого не прощу. «Вот что означает, — думал я, — быть научным руководителем экспедиции. Это особенно ощущается в моменты, когда приходится принимать непростое решение».

В наушниках я слышал голос руководителя пуска, задающего мне вопрос о готовности к полету: «Научный руководитель?» Все повернулись в мою сторону, потому что знали: все утро я выступал за то, что сегодня нам не лететь. Но теперь решение зависело только от меня. Я сказал: «Я не могу чувствовать себя спокойно, если во время запуска в центре управления полетами "Новых горизонтов" не будет двух источников электроэнергии. Научный руководитель не дает добро на пуск».

 

Этого было вполне достаточно. Научный руководитель не дал добро на запуск. Старт был отменен. Тысячам зрителей и сотням людей, задействованных при пуске, снова пришлось ждать, как и исследованию Плутона. Криогенные компоненты ракетного топлива слили, а толпы зрителей переместились на пляжи, в природные заповедники, рассосались по ресторанам, барам и собственным постелям.

Тем временем стартовая команда продолжала работать и изучать прогнозы погоды на следующие несколько дней. Алан попросил Лабораторию прикладной физики установить второй резервный генератор — еще один источник энергии для ЦУП, — чтобы подобная ситуация не возникла снова. Лаборатория согласилась, сообщив, что генератор будет на месте к вечеру.

Все эти отмены запуска создали интересную модель отношений. До дня старта вплоть до того момента, когда ракета оторвется от земли, нужно было сделать столько всего, и с каждой новой попыткой весь этот список дел снова и снова повторялся. Каждый раз, чтобы подготовиться к пуску, стартовая команда должна была заправить ракету, слить топливо, заправить снова, а также привлечь к работе огромное количество техники и людей по всем Соединенным Штатам и даже по всему миру.

Для тех, кто напрямую не участвовал в пуске — для наблюдателей, прессы, членов команды и их родственников, которые хотели увидеть, как их детище покидает Землю, — это было постоянно повторяющимся Днем сурка. Различные подрядчики экспедиции устраивали в своих отелях вечеринки перед каждым стартовым отсчетом, заказывая одну и ту же еду и одни и те же напитки. Хотя стартовая команда и команда экспедиции были заняты работой, для всех остальных посетителей жизнь была полна праздников и вечеринок. Все это вместе с вполне понятной нервозностью перед стартом и постоянным недосыпанием придавало постоянно повторяющимся попыткам запуска несколько сюрреалистичный оттенок.

Это казалось научной фантастикой, но было реальностью

После того как стартовая команда получила выходной, чтобы передохнуть, в четверг, 19 января, пришло время попробовать снова. Утро было прохладным и солнечным, ветра почти не было, только время от времени небо закрывали низкие облака. Зрители были настроены оптимистично. Внутри ЦУПа «Атласа» настроение перед третьим обратным отсчетом и попыткой запуска «Новых горизонтов» было деловым.

Во время этой попытки все зависело от облаков: от того, рассеются ли они в достаточной степени для того, чтобы лететь, поэтому важное решение о готовности или неготовности к полету, опять же, зависело от офицера метеорологической службы. Из-за движения Земли и Юпитера по своим орбитам каждый день стартовое окно открывалось немного раньше. Поэтому 19 января первая попытка была назначена на 13:08 по восточному времени. Облака набегали и исчезали, вызвав ряд небольших задержек, пока команда «Атласа» пыталась найти время, когда их ракета-носитель сможет прорваться сквозь облачный покров. Наконец, «нулевое время» Т-0 было назначено на 14:00. Время исправно отсчитывалось до отметки Т-4, и наступила обязательная десятиминутная задержка, когда все инженеры и офицеры, управляющие пуском, должны были провести последние, предстартовые проверки.

На наблюдательной площадке собралась группа старых друзей из научной команды «Новых горизонтов». После многих лет напряженной работы, подачи предложения, создания аппарата и планирования его путешествия к Плутону и в пояс Койпера они мечтали увидеть, как их детище отправится в полет. Научную команду, а также команду геологов и геофизиков возглавлял Джефф Мур, который приехал c дочерью и матерью. Геолог Поль Шенк была с мужем Дэвидом, Лесли Янг — с мужем Полом, Билл МакКиннон — с детьми. Картер Эммарт и Дэвид Гринспун, которые плотно сотрудничали с командой по связям с общественностью, также были здесь, разделяя всеобщий энтузиазм. Планетолог Генри Троп вооружился фотоаппаратом, улыбался и фотографировал всех и вся, стараясь запечатлеть то, что станет одним из самых важных моментов их жизни, если запуск состоится. Все они смотрели на «Атлас», который уже несколько дней ждал старта. Но он просто стоял на месте, пуская пар жидкого кислорода в солнечный свет. Даже с расстояния в несколько километров ракета-носитель выглядела колоссальной, как огромный небоскреб, построенный на побережье. Как ни странно, казалось, что она будет стоять здесь всегда. Трудно было представить, что вскоре что-то очень мощное заставит эту огромную штуковину оторваться от земли и улететь.

Когда часы снова начали отсчитывать время после десятиминутной задержки, над толпой повисла напряженная тишина. Впервые «Новые горизонты» были так близки к пуску.

В ЦУПе «Атласа» Алан сидел за своим пультом. В порядке исключения все шло хорошо, кроме одного крошечного предзнаменования. Алан тщательно делал заметки в дневнике проекта во время всех предыдущих попыток, репетиций и имитаций старта, используя одну и ту же ручку. Неожиданно, за несколько минут до запуска в ней кончились чернила. «Что?! Почему именно сейчас?» — подумал он. Но момент прошел, и Алан перестал придавать значение этому знаку.

Четыре минуты превратились в три, в две, а потом и в одну. Во время предстартового голосования Стерн и другие менеджеры запуска давали свое добро на старт. А затем, после того, как все связанные с пуском обязанности были выполнены и оставалось всего 30 секунд обратного отсчета, Алан встал, снял гарнитуру и настолько быстро, насколько только мог, побежал к потайной двери, которую обнаружил ранее: это была единственная незапертая дверь, через которую можно было выйти из ЦУПа.

Снаружи, на смотровой площадке зрители затаили дыхание, пока шли последние секунды обратного отсчета. Через систему оповещения можно было слышать комментарии стартовой команды:

— Третья ступень готова.

— Принято.

— Минус двадцать пять секунд.

— Проверка состояния.

— «Атлас» готов.

— «Центавр» готов.

— «Новые горизонты» готовы.

— Минус восемнадцать секунд.

— Пятнадцать секунд…

— Одиннадцать секунд…

На Т-10 зрители начали выкрикивать числа: «Четыре… три… два… один!» Поток дыма и пара вырвался из-под основания ракеты, и, когда отсчет дошел до нуля, под хвостом «Атласа», рванувшегося вверх, появилось ослепительно-яркое пятно. Пятно света расширилось до пылающего конуса, а ракета ускорялась, меньше чем за две секунды поднявшись выше огромной башни обслуживания. Полет «Новых горизонтов» начался!

Комментатор пуска отметил этот момент, объявив: «Отрыв космического аппарата NASA "Новые горизонты", отправившегося в десятилетнее путешествие к Плутону и дальше!»

Исполинский «Атлас» яростно рвался вверх. Струи пламени, вырывающиеся из его сопел, были уже в два раза длиннее самой ракеты, и они были невероятно яркими. На них было больно смотреть даже находящимся в нескольких километрах от места пуска. Но взгляд отвести никто не мог: зрелище завораживало. Ракета отправляла космический аппарат в самое дальнее путешествие в истории человечества. Это казалось научной фантастикой, но было реальностью!

Для тех, кто стоял на площадке, первые несколько секунд взлета были испытанием только для глаз, потому что звук еще не добрался до ушей зрителей, отделенных от стартового стола несколькими километрами. Но затем рокочущий грохот «Атласа» достиг наблюдательных площадок. Если вы когда-нибудь стояли неподалеку от группы на очень громком рок-концерте или слышали рокот самолетов с высокими летными характеристиками на военном авиашоу, тогда вы можете представить себе, на что это похоже, когда все ваше тело дрожит от сильной, низкочастотной, отрывистой вибрации. Вся мощь звука наваливается сразу, так что каждая клетка вашего тела содрогается и вибрирует, пока «Атлас», унося в небеса драгоценные «Новые горизонты», выпускает столб дыма выше любой земной горы, а затем по дуге уходит над Атлантикой уже на сверхзвуке.

В ЦУП «Атласа» Алан, стоя на балконе, в одиночестве смотрел, как под его детищем разгорается пламя и оно уносится в голубое небо. Он знал, что нарушает правила, находясь снаружи так близко от старта. Но после 17 лет работы он не собирался следить за запуском на мониторе. Никто еще не наблюдал за взлетом ракеты так близко. Когда звук достиг его ушей, становясь все громче и громче, он раз за разом повторял про себя: «Лети, детка, лети и дай нам повод гордиться тобой!» Потом, когда «Атлас» исчез за облаками, разворачиваясь и устремляясь на восток, Алан побежал обратно, чтобы присоединиться к стартовой команде в контрольном центре. Он надел наушники и вернулся к делам.

Стартовая команда тщательно отслеживала состояние систем ракеты-носителя и ее траекторию, измеряла характеристики, сравнивая их со штатными, без лишнего шума успешно проходя ключевые точки пуска, пока ракета шаг за шагом приближалась к космосу.

После 105-й секунды закончили работать пять массивных твердотопливных ускорителей первой ступени «Атласа», обеспечив мощный разгон. В бинокль можно было увидеть пять маленьких белых игл, отделившихся от ракеты и полетевших вниз, в то время как «Атлас» продолжал подъем, пока его блеск не исчез в высоких облаках. «Новые горизонты» пропали из виду, теперь уже навсегда.

Через три минуты ракета-носитель поднялась так высоко, что уже не испытывала никакого сопротивления воздуха, ее носовой обтекатель был сброшен, и «Новые горизонты» остались на конце гигантского копья «Атласа» без всякой защиты. Аппарат впервые оказался в космосе — месте, для которого он был создан.

Через четыре с половиной минуты первая ступень «Атласа» выработала все топливо и отделилась. Вторая ступень ракеты-носителя — разгонный блок «Центавр» — включилась и проработала еще почти пять минут, ускоряя себя, третью ступень и «Новые горизонты», чтобы достичь околоземной орбиты со скоростью 29 000 км/ч менее чем за восемь минут после отрыва от стартового стола.

Когда пришло подтверждение того, что «Атлас» достиг орбиты, Алан, наблюдавший за мониторами в ЦУПе, почувствовал, что его спины касается чья-то рука, и услышал дружелюбный голос руководителя пуска NASA Омара Баеза: «Доктор Стерн, добро пожаловать в космос!»

«Новые горизонты» пересекли Атлантику, а затем — и Северную Африку на высоте более 160 км над поверхностью нашей планеты. Шел первый час того, что должно было стать вечностью в космосе.

Облетев половину мира от места старта, над Ближним Востоком разгонный блок «Центавр» и «Новые горизонты» достигли математически рассчитанной точки, где снова следовало включить двигатели, чтобы вывести космический аппарат на траекторию к Юпитеру. В ЦУПе «Атласа» телеметрия показала зажигание «Центавра», которое прошло точно по расписанию. Десять минут спустя разгонный блок закончил свою работу и отделился от третьей ступени, на которой находились «Новые горизонты». Теперь космический аппарат и третья ступень двигались со скоростью, достаточной для того, чтобы покинуть поле притяжения Земли, но недостаточно быстро, чтобы добраться до Юпитера и, следовательно, до Плутона. Но через 34 секунды после отделения «Центавра» изготовленный компанией Boeing ракетный двигатель третьей ступени STAR 48 включился по расписанию. Он отработал всего 84 секунды, но идеально выполнил свою работу, разогнав «Новые горизонты» с ускорением 14 g до проектной предельной скорости, — аппарат двигался быстрее, чем какой-либо другой из запущенных ранее.

«Атлас», «Центавр» и STAR 48 сделали свою работу: «Новые горизонты» мчались от Земли в сторону Юпитера.

Для Элис Боуман, находившейся в ЦУПе в Мэриленде, момент истины настал несколькими секундами позже, когда «Новые горизонты» развернулись антеннами в сторону Земли и Лаборатория прикладной физики начала получать телеметрию от аппарата. Элис вспоминает: «Мы радовались во время пуска, но совсем не так, как тогда, когда получили телеметрию, потому что именно в тот момент мы узнали, что аппарат хорошо перенес старт и с ним все в порядке. У нас был наш корабль, и именно в этот момент мы откупорили шампанское!»

В течение следующих нескольких минут данные по слежению показали, что пуск точно «попал в яблочко»; параметры наведения были даже лучше, чем при предстартовых расчетах. «Новые горизонты» не только идеально управлялись, они находились в точности на запланированном курсе.

Когда Алан услышал доклад по каналу связи, он выбросил высохшую ручку в мусорную корзину. ЦУП «Атласа» наполнился поздравлениями, объятиями, рукопожатиями и хлопками ладоней во всех его многочисленных помещениях.

Они сделали это! После всех 17 лет борьбы, сомнений и скептических взглядов космический аппарат покинул Землю и находился на пути к исследованию системы Плутона. Он нес надежды команды «Новых горизонтов» и всего научного сообщества на открытия, которые они сделают десятилетие спустя на холодном рубеже внешней Солнечной системы. Также на борту «Новых горизонтов», теперь беззвучно скользящих в невесомости, была частица праха Клайда Томбо, с каждой секундой приближающаяся к планете, которую он открыл так давно.

Костер на пляже

В ту ночь казалось, что все «космическое» побережье Флориды приглашено на одну веселую вечеринку в честь «Новых горизонтов». Люди сигналили на улицах. Незнакомцы останавливались, чтобы просто пожать друг другу руки. Праздновали повсюду.

Самая большая вечеринка в честь запуска проводилась в многоэтажном отеле на берегу Атлантики, к югу от Коко-Бич. К тому времени, когда приехал Алан, которого задержали журналисты, взявшие у него интервью на месте старта, празднование уже было в самом разгаре и бар давно открыли. Все вокруг были в приподнятом настроении.

Шумное веселье продолжалось всю ночь. В конце концов возбужденная компания собралась вокруг дымящего и искрящего костра, разведенного в большом, напоминающем бочку мусорном контейнере на пляже позади отеля. Люди пили пиво, мартини, майтай[18] и «Маргариту». Этой банде умников сегодня было что отметить. Алан:

 

Кто-то привел меня к этому костру и рассказал, что происходит. У команды «Атласа» была традиция после успешного запуска сжигать все ставшие теперь ненужными инструкции по процедурам в случае аварийной ситуации. Команда удостоила меня чести бросить в огонь последнюю из них, что я и сделал с огромным удовольствием! Костер команды «Атласа» был самой крутой из всех послестартовых традиций, какие я только видел.

 

Пока языки пламени озаряли пляж и ночное небо над Флоридой, «Новые горизонты» удалялись от Земли со скоростью 58 000 км/ч, двигаясь так быстро, что покрыли расстояние до Луны в десять раз быстрее, чем какой-либо из «Аполлонов», — всего за девять часов после запуска. В этот момент аппарат вошел в свой новый дом — межпланетное пространство.

10

К Юпитеру и дальше — в космический океан

Учимся летать

После того как возбуждение от успешного запуска схлынуло, исчезли и толпы зрителей. Пресса тоже разбежалась, когда взрыв общественного интереса к старту «Новых горизонтов», который прокатился по газетам и выпускам новостей, а также украсил обложки журналов, сошел на нет. Но для небольшой команды инженеров, ученых и персонала управления полетом космическое путешествие «Новых горизонтов» только начиналось. Им предстояло провести аппарат через всю Солнечную систему и добраться до Плутона.

«Новые горизонты», которые когда-то представляли собой просто идею, затем были более слабым соперником при подаче проекта, затем — отмененной экспедицией, а потом — четырехлетней сумасшедшей гонкой к старту, теперь стали тем, чем должны быть: космическим полетом.

Элис Боуман и ее команда немедленно принялись за сложную работу по полной проверке аппарата и его управлению в космосе. Во-первых, они должны были остановить вращение зонда. Отделившись 19 января от STAR 48, он вертелся, как сумасшедший. Это было сделано преднамеренно для гироскопической стабилизации во время работы твердо­топливного ракетного двигателя. После запуска Алан на один день задержался во Флориде, потому что не хотел быть на борту самолета без всякой связи, когда его детище будет проходить через жизненно важное замедление вращения. Затем он полетел на восточное побережье, в Лабораторию прикладной физики, чтобы провести три недели с командой управления и «прожить» вместе с аппаратом первые этапы проверок и первые коррекции курса, чтобы вывести «Новые горизонты» на тщательно выверенную траекторию к Юпитеру. Теоретически в это время Алан мог отправиться домой и консультировать по поводу повседневных операций с помощью телеконференций, но он предпочел «высокоскоростной связи» присутствие в Лаборатории прикладной физики на случай, если возникнут какие-то проблемы, требующие сложных решений.

В первые недели полета тщательно проверялась каждая бортовая система — связь, управление, регулирование температуры, двигательная установка и прочее. Проверку проходили и резервные системы. Это был очень трудоемкий процесс, требующий проведения десятков тестовых процедур, запросы на которые посылались на космический аппарат по радио. Каждый тест сопровождался передачей с борта космического корабля информации, которую инженерная команда Лаборатории прикладной физики изучала в поисках малейшего признака проблемы или неожиданной реакции.

Во время этих проверок «Новые горизонты» уже находились в миллионах километрах от Земли. Элис и ее команда управления учились летать на своем аппарате. Конечно, они тренировались и до запуска, но теперь игра шла всерьез. Поэтому все, что они делали в эти первые недели каждый раз, когда аппарату предстояло совершить что-то новое — включить эту систему, включить ту резервную систему, совершить маневр новым способом, — заставляло членов команды чувствовать себя так, как будто они играют с огнем.

Больше всего беспокоились, конечно, о том, что «Новые горизонты» не смогут нацелиться на Землю или каким-то еще образом утратят связь, что означало полную потерю космического аппарата. В истории космических полетов было множество таких трагических примеров. Посадочный модуль NASA «Викинг-1», первым совершивший успешную посадку на Марс, был потерян через шесть лет после того, как оказался на поверхности Красной планеты, когда в обновление программного обеспечения, проводившегося для того, чтобы исправить ошибку при зарядке батарей, случайно попала команда перенаправить тарелку антенны. Неправильная команда направила эту антенну в почву, после чего аппарат больше не мог связываться с Землей. На этом экспедиция была закончена. Подобным же образом в 1988 г. российский марсианский зонд «Фобос-1» потерялся из-за того, что во время загрузки программного обеспечения пропала всего одна-единственная цифра. Эта крошечная ошибка привела к тому, что космический аппарат отключил двигатели ориентации и в результате не мог направлять солнечные батареи на Солнце, вследствие чего аккумуляторы полностью истощились. Восстановить его не удалось. И самым болезненным и досадным поражением в истории межпланетных полетов был американский Mars Climate Orbiter в 1999 г., который прошел слишком низко при подходе к Марсу и сгорел в атмосфере. Проблема была связана с тем, что две группы инженеров при расчете выведения аппарата на орбиту Марса использовали разные системы исчисления: одна — единицы британской системы мер и весов (футы и фунты), а другая — метрическую систему мер (метры и ньютоны).

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.

Во время анализа этого происшествия менеджер пролетной экспедиции к Плутону «Новые горизонты» Марк Холдридж сказал Алану: «Здесь мы точно были на волосок от катастрофы. Я рад, что мы об этом узнали, и постучим по дереву, чтобы ничего подобного больше не случилось». Когда Марк произнес эти слова, Алан оглядел зал ЦУПа и понял, что все в нем сделано из искусственных материалов. Там просто не было дерева, чтобы по нему постучать! Поэтому он купил несколько разделочных досок и распилил их на десяток маленьких квадратов со стороной примерно в семь–восемь сантиметров. На каждый он наклеил эмблему экспедиции «Новые горизонты» и прикрепил маленькую табличку со словами: «В любой момент полета "Новых горизонтов", когда вам понадобится постучать по дереву, вот оно! Хранить до 2015 г.». Алан отослал десяток этих маленьких деревянных кубиков в ЦУП «Новых горизонтов», и они стояли на пультах управления и офисных столах весь путь к Плутону.

Через несколько месяцев полета казалось, что все идет хорошо. Но на Европейском континенте происходило что-то очень странное, чего команда «Новых горизонтов» никак не ожидала.

Астрономы выкидывают Плутон — 2006 г.

В августе 2006 г., через семь месяцев после запуска «Новых горизонтов», в Праге состоялось собрание международной организации астрономов, которая называется Международный астрономический союз (МАС). На этом заседании трактовка термина «планета» подвергся ряду изменений.

Оказалось, что пояс Койпера наполнен маленькими ледяными планетами, очень напоминающими Плутон и не являющимися ни газовыми гигантами, как Юпитер, ни ледяными гигантами, как Нептун, ни каменистыми планетами «земного типа», как Венера, Земля и Марс. Как выяснилось, Плутон — не единственный крупный объект в этой части системы, просто он был обнаружен первым и является самым ярким (именно поэтому его было легче найти) из миров этого класса. В то же время открыли новые планеты многих других типов, обращающиеся вокруг далеких звезд. Большинство из них были крупными — такими же, как Юпитер, или больше него. Открыть более мелкие планеты вокруг чужих звезд не позволяют доступные технологии, но ожидалось (и ожидается до сих пор), что в будущем они также будут обнаружены.

Многие ученые-планетологи уже долгое время говорили об этом обильном урожае недавно открытых маленьких миров в поясе Койпера как о «карликовых планетах». Этот термин ввел в употребление Стерн в исследовательской работе 1991 г., где он математически обосновывал, что в Солнечной системе таких тел может быть до тысячи. Алан выбрал это название по аналогии с общепринятым астрономическим термином «карликовые звезды», которые являются самым распространенным типом звезд во Вселенной и к которым относится и наше Солнце.

Затем, в 2005 г., было объявлено об открытии в поясе Койпера планеты, позже получившей название «Эрида», которую ее первооткрыватель, ученый из Калифорнийского технологического института Майк Браун, считал немного крупнее Плутона (позднее выяснилось, что он ошибался). В свою очередь, это привело к тому, что МАС назначил комиссию для определения понятия «планеты», куда вошла имеющая множество наград писательница, популяризатор науки Дава Собел, а также шесть именитых астрономов. В августе 2005 г., после долгих обсуждений и споров, комиссия предложила простое и прямолинейное определение планеты: планета — это небесное тело, обращающееся по орбите вокруг любой звезды, достаточно большое, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но не настолько массивное, чтобы внутри него началась термоядерная реакция и оно стало звездой. По этому определению карликовые планеты пояса Койпера признавались как новый класс маленьких планет, что совпадало с мнением многих ученых-планетологов.

Но дальше случилась довольно странная вещь. Еще в 1980 г. произошла широко известная история, когда британский астроном Брайан Марсден заявил Клайду Томбо, что с его точки зрения Плутон не является планетой, и он поставил себе цель — уничтожить наследие Томбо и признать Плутон астероидом. Никто из тех, кого мы спрашивали, не мог вспомнить, почему Марсден так ополчился на девятую планету и ее первооткрывателя, но люди рассказывают, что по какой-то причине Марсден не любил Томбо. В 2006 г. на собрании Международного астрономического союза группа астрономов, возглавляемая Марсденом, согласно процессуальным нормам возразила против недавно предложенного комиссией МАС определения планеты. Далее последовал ряд второпях составленных поправок и новых определений, все из которых провалились на голосовании. Но в последний день недельной сессии МАС, когда большинство его членов уже уехали (на собрании присутствовало всего 4% членов Союза), несколько уставших ученых, которые еще оставались в Праге, проголосовали за недавно предложенное определение планеты и против того, которое тщательно обдумала и разработала их собственная комиссия.

К сожалению, то определение, за которое они голосовали, было сырым, неуклюжим и неэлегантным, и из-за него Плутон и другие карликовые планеты, а также тела, обращающиеся вокруг других звезд, планетами считаться не могут. Наспех организованный процесс голосования, который использовал в тот день Международный астрономический союз, с тех пор практически повсеместно рассматривается как имеющий изъяны, а принятое им определение не нравится как большинству астрономов, так и — даже в большей степени — широкому кругу экспертов в изучении планет, то есть ученым-планетологам.

Принятое МАС определение имеет недостатки во многих смыслах. Например, в нем содержится утверждение о том, что планета должна обращаться вокруг нашего Солнца. Это глупо, поскольку игнорирует блистательное открытие того, что наша Вселенная полна экзопланетами, которые обращаются вокруг практически каждой из звезд. Таким образом, МАС проголосовал за определение планеты, которое исключает буквально все планеты во Вселенной. Далее МАС определяет планету таким образом, чтобы намеренно посчитать большинство планет Солнечной системы слишком маленькими, на основании того, что если планет будет слишком много, то школьникам будет трудно заучить длинные списки их названий. (Да-да, этот аргумент действительно приводили с совершенно серьезными лицами!) Все это дополнено требованием, чтобы планета «очистила свои окрестности» в Солнечной системе. Это в высшей степени странный образ мышления. Если кто-то хочет определить, считать ли объект планетой, он должен опираться на свойства и характеристики тела, а не на то, есть ли рядом с ним в космосе другие тела или их нет. Но в определении МАС не принимается во внимание, как выглядят объекты или какими основными свойствами они обладают (например, есть ли у них атмосфера, спутники, горы или океаны). Главное в определении — это то, где объект расположен и вокруг чего он обращается или не обращается. По этому определению, если Земля окружена роем осколков (который был здесь первые 500 млн лет ее существования и, по мнению некоторых ученых, присутствует даже сегодня), то она сама не может считаться планетой.

Чтобы добавить оскорбительности этому полному изъянов определению, в конце резолюции МАС группа Марсдена присовокупила последнее мстительное и бессмысленное с точки зрения лингвистики положение: «Карликовая планета не является планетой». С помощью этого Марсден добился своей давно желаемой цели: Плутон больше не был планетой в глазах астрономов и в астрономических текстах, и, таким образом, наследие Клайда Томбо как первооткрывателя девятой планеты было, в сущности, уничтожено.

Голосование МАС вызвало настоящую бурю в СМИ, которые в основном сосредоточились на «разжаловании» Плутона. Этот термин трудно назвать нейтральным, потому что разжалование подразумевает под собой понижение в статусе и потерю значительности.

Быстро стало понятно, что была предпринята попытка обес­ценить недавно открытые планеты и исключить Плутон и его «коллег» из пантеона важных тел Солнечной системы.

Когда новость о голосовании астрономов в Праге дошла до членов команды «Новых горизонтов», их реакция варьировалась от безразличия — «Да кого заботит, что эти астрономы вообще думают? Они совершенно не разбираются в вопросе!» — до изумления или раздражения. Некоторые даже разозлились всерьез. Как кратко подытожила Фрэн Бэгеналь, «карлики — это тоже люди, а карликовые планеты — тоже планеты. Что и требовалось доказать».

Многих ученых-планетологов особенно раздражало, что ведущие СМИ сообщали об изменении классификации как о свершившемся факте, не пытаясь подвергнуть сомнению полномочия МАС — организации, состоящей в основном из астрономов, а не ученых-планетологов, — давать определение такому общеупотребительному понятию, как «планета».

В течение двух недель после голосования астрономов сотни планетологов — их было гораздо больше, чем астрономов, проголосовавших в Праге, — подписали петицию, где заявляли, что определение МАС имеет так много недостатков, что они не будут им пользоваться. Пресса по большей части проигнорировала и петицию, и мы совершенно не понимаем почему. Но в результате всей этой деятельности многие неспециалисты начали представлять себе Плутон как астероид, а не как маленькую планету.

Долгий путь впереди

Но если даже не касаться глупостей астрономов, то в 2006 г. команде «Новых горизонтов» еще предстояло много работы. В целом их почти десятилетнее путешествие к Плутону разделялось на два отдельных этапа, каждый из которых имел свои особенности, скорость и работу. Спринт к Юпитеру продолжительностью 13 месяцев был плотно наполнен проверками космического аппарата, первыми коррекциями курса, проверками и калибровкой приборов, а также в этот период можно было наблюдать всплеск деятельности для того, чтобы спланировать пролет Юпитера. После Юпитера предстояло восемь лет полета до Плутона, когда космический аппарат будет находиться в спящем режиме бо́льшую часть года, а команда экспедиции — планировать пролет Плутона. Несколько лет назад, когда Том Кофлин ушел на пенсию с поста менеджера проекта «Новые горизонты», а Глен Фонтейн занял его место, Алан Стерн назвал эти два этапа путешествия в честь двух менеджеров проекта: полет к Юпитеру получил название «круиз Тома», а полет к Плутону стал «глиссадой Глена».

Во время долгого путешествия «Новых горизонтов» через космическое пространство команда проекта сократилась во много раз. В те четыре года, когда шла подготовка к запуску, в программе работало 2500 человек, которые занимались сборкой, проверками и пуском космического аппарата, были заняты в наземных службах, занимались РИТЭГ и ракетой-носителем. Но в течение месяца после старта бо́льшая часть персонала стала не нужна и занялась работой над другими проектами. Большой город, который представляли собой «Новые горизонты», превратился в маленькую деревеньку.

На протяжении долгих лет пути к Плутону был нужен только каркас команды, состоящей из специалистов по управлению полетом и по планированию, горстки инженеров, ответственных за системы космического аппарата, двух десятков членов научной команды, инженерного персонала, отвечающего за их приборы, и маленькой группы менеджеров. Алан вспоминает: «Буквально через несколько недель после старта почти все разошлись своими путями, и проект превратился в маленькую группу примерно из 50 крутых перцев. Неожиданно я посмотрел по сторонам, и увиденное меня потрясло: нас было очень мало — крошечная команда, которая собиралась десять лет управлять этой штукой, увести ее на 4,8 млрд км от Земли и планировать пролет планеты».

Возможно, вы думаете, что из-за огромного расстояния между Землей и Плутоном и годы предстоящего полета скука и нетерпение могли стать проблемой для членов команды проекта? В действительности достижения автоматизации и план перевести аппарат в спящий режим на бо́льшую часть пути до Плутона означали, что полетная команда будет почти в десять раз меньше огромной команды «Вояджера» из 450 человек. В результате урезанная команда «Новых горизонтов» была очень занята все десять лет.

Прежде всего, это можно сказать о первом этапе путешествия. 13 месяцев до Юпитера пролетели быстро, и за это время многое надо было сделать. Хол Уивер вспоминает:

 

Времени для того, чтобы ныть от скуки, не было. После того как мы провели проверку космического аппарата, пришло время первой коррекции курса, затем проверки приборной полезной нагрузки. Расписание по-прежнему оставалось максимально загруженным, потому что мы должны были распланировать и почти сразу же выполнить сложный пролет Юпитера. Чтобы отправиться к Плутону, нам нужно было привести аппарат в правильную точку в космическом пространстве около Юпитера, а также мы хотели потренироваться на Юпитере: пройти все шаги и весь процесс, который нам предстояло использовать для планирования встречи с Плутоном. А еще нам хотелось провести такое научное исследование Юпитера во время пролета, чтобы все ахнули. Все это нужно было подготовить, проверить и выполнить в течение 13 месяцев после старта.

 

Предметом постоянной озабоченности членов команды проекта было сохранение в течение почти десяти лет полета коллективного опыта — подробностей о том, как космический аппарат сконструирован, и о том, как им управлять. Это было особенно важно, потому что после запуска «Новых горизонтов» девять из десяти специалистов, участвовавших в проекте с самого начала, приступили к работе над другими программами. Что же произойдет через десять лет, когда штат экспедиции придется снова укомплектовать перед пролетом и появится много новых людей, которые никогда не работали над проектированием и строительством «птички»? Учитывая это и другие здравые опасения по поводу длинного путешествия, члены команды задокументировали так много подробностей о конструкции космического аппарата и его управлении, как только смогли. Также они составили план подготовки для тех, кого примут на работу через восемь-девять лет, и создали списки запасных частей для ЦУПа и симуляторов космического аппарата. Они даже записали видео (в стиле обучающих роликов), описывающие, как работает каждая деталь аппарата и оборудование ЦУПа.

Вся эта работа, направленная на то, чтобы полностью сохранить коллективный опыт, пока информация в головах еще свежа, и быть готовыми к далекому 2015 г., добавлялась к основным занятиям: учиться управлять полетом «Новых горизонтов», проверять научные приборы и планировать встречу с Юпитером. Хол Уивер был прав: весь 2006 г. и бо́льшую часть 2007 г. у группы управления полетом не было времени предаваться скуке.

К Юпитеру

Для научной команды и группы управления полетными операциями главным занятием в конце 2006 г. было планирование пролета Юпитера в 2007 г. Существовало три независимые друг от друга причины, которые делали этот пролет таким важным. Первая — и самая главная: для совершения гравитационного маневра, необходимого для того, чтобы нацелиться на Плутон, аппарат должен был пролететь около тщательно высчитанной точки прицеливания у Юпитера и сделать это в правильный момент. Если «Новые горизонты» не добьются успеха, то космический аппарат полетит куда-то еще, а с исследованием Плутона будет покончено. Во-вторых, Юпитер был единственным небесным телом, с которым «Новые горизонты» встречались по пути к Плутону, поэтому пролет мимо него был возможностью потренироваться в реальной встрече с другой планетой, перевести все системы аппарата в пролетный режим и испытать все приборы на планете и ее спутниках. Можно привести много примеров подобных проверок, и среди них было тестирование возможностей оптической навигационной системы, которая понадобится у Плутона. Пролет Юпитера следовало использовать, чтобы довести до совершенства умение точно определять дальность и смещение точки наведения пролетной цели, сравнивая на удачных снимках изменение положения Юпитера по отношению к далеким звездам.

Алан напомнил команде о том, какой опыт они приобретут во время пролета Юпитера: «Наша главная цель — узнать об аппарате так много, как мы только сможем, задав ему нужный режим. Около Плутона нашей целью будет исследование планеты, и там я не хочу узнавать о нашем аппарате ничего нового. Нам нужно изучить все здесь, около Юпитера, чтобы пролет Плутона прошел без сучка и задоринки». Кроме того, пролет Юпитера был важен и сам по себе, чтобы узнать больше о планете, ее самых крупных спутниках и огромной магнитосфере, состоящей из заряженных частиц. «Новые горизонты» были первым[19] аппаратом, приблизившимся к гиганту после того, как в 2000 г. мимо него по пути к Сатурну пролетел «Кассини».

У «Новых горизонтов» во многих отношениях было больше возможностей, чем у любого другого аппарата, который ранее посылали к Юпитеру, и члены команды проекта предвкушали, сколько нового они смогут узнать во время пролета Юпитера с помощью семи научных приборов, каждый из которых является произведением искусства. Юпитер уже разглядывали с близкого расстояния, и в его системе даже проводились длительные наблюдения, но это сложная и постоянно изменяющаяся планета, поэтому исследования 2007 г. имели свою ценность, особенно если учесть, что в них задействовали новые мощные приборы.

Специалист по геологии планет Джефф Мур, руководитель команды геологов и геофизиков «Новых горизонтов», возглавил научную команду по встрече с Юпитером (New Horizons Jupiter Encounter Science Team, JEST). Джефф был ветераном исследований Юпитера, поскольку, еще будучи аспирантом, работал с «Вояджером», а затем, в 1990-е гг., — на искусственном спутнике Юпитера «Галилео».

Планирование встречи «Новых горизонтов» с Юпитером пошло полным ходом осенью 2006 г., сразу после того, как была завершена проверка и калибровка приборов. Поскольку точка для гравитационного маневра в поле тяготения Юпитера на самом деле находилась очень далеко — в 6,4 млн км от Юпитера, «Новые горизонты» не могли приблизиться ни к одному из спутников гиганта, которые обращаются вокруг него гораздо ближе. Тем не менее с помощью бортовых телескопов можно было провести множество важных наблюдений.

Одной из целей была запись в течение нескольких недель вулканической активности на одном из спутников Юпитера Ио, который имеет размеры планеты и является самым сейсмически активным миром в Солнечной системе, превосходя даже Землю. Другой задачей было создание подобной же записи в течение нескольких недель не прекращающихся бурь на самом Юпитере. Ни одной из этих целей не удалось достичь в экспедиции «Галилео» из-за проблем с передачей информации, которые вызвала выведенная из строя антенна.

И помимо наблюдений с помощью телескопов, при некоторой доле удачи после рандеву с Юпитером, «Новые горизонты» должны были на своем пути к Плутону пролететь целых 160 млн км вдоль хвоста бушующей магнитосферы Юпитера. Это делало возможным проведение совершенно нового, ранее беспрецедентного класса наблюдений за магнитосферой гигантской планеты с помощью измерителя параметров частиц солнечного ветра SWAP и спектрометра энергетических частиц PEPSSI. Ничего подобного ранее никогда не делалось, потому что ни один космический аппарат никогда не погружался так глубоко в магнитосферу планеты-гиганта. В целом было запланировано около 700 наблюдений в системе Юпитера, где были задействованы все семь научных приборов «Новых горизонтов».

Пролет Юпитера, который предусматривал начало наблюдений при приближении к планете, а потом и при удалении от нее, пришелся на период с января по июнь 2007 г. и был чрезвычайно успешным. Навигационная команда точно провела аппарат через точку наведения. Вдобавок все многочисленные проверки «Новых горизонтов» и приборов прошли хорошо, и космический аппарат собрал большую коллекцию наблюдений, благодаря которым в конце концов попал на обложку престижного научного журнала Science.

Возможно, самый феерический результат пролета Юпитера удалось получить благодаря слепой удаче. При планировании пролета команда понимала, что будет возможность провести несколько совершенно новых исследований тонких пылевых колец Юпитера. Тем не менее в команде «Новых горизонтов» не было ни одного эксперта в этой области. Поэтому «на борт» вызвали специалиста по кольцам планет Марка Шоуолтера. Он разработал пятикадровый фильм, который должна была снять камера LORRI как раз в тот момент, когда спутник Юпитера Ио будет проходить перед главным юпитерианским кольцом. Марк хотел сделать карты кольца в высоком разрешении, когда Ио заслонит его. Но когда снимки добрались до Земли, команда была потрясена, обнаружив, что вдобавок к тому, что эта цель была достигнута, на фотографии попал один из самых крупных вулканов Ио Тваштар, выстреливающий гигантский шлейф газов с северного полюса спутника. Вулканы Ио много раз фотографировали до этого: и «Вояджеры», и «Галилео» делали потрясающие кадры вулканических шлейфов, вылетающих с Ио в космическое пространство. Но до «Новых горизонтов» ни разу не удавалось сделать серийную съемку ни одного вулкана вне Земли с временны́м интервалом. Результат получился выдающимся: сверкающий фонтан вещества извергался с Ио в космос и падал по баллистической траектории обратно на его поверхность. Это было незабываемое зрелище, имеющее научную ценность.

«Укус» Юпитера

Ранее мы уже упоминали о том, что радиация может отрицательно повлиять на работу электроники на борту космического аппарата. Всего через несколько дней после максимального сближения с Юпитером произошло неожиданное и неприятное событие, которое было связано именно с этим. «Новые горизонты» перешли в «безопасный режим», что происходит, когда на борту космического аппарата что-то идет не так — и вызвавшая ошибку система отключается, активируется резервная система, зонд сообщает на Землю, что есть проблемы, и ждет дальнейших инструкций. Безопасный режим применяется на многих космических аппаратах, он разработан для того, чтобы аппарат не сделал ничего, что могло бы нанести больший вред или усугубить проблему, пока ситуацию не удастся распознать и исправить с Земли.

Когда операторы управления полетом под руководством Элис Боуман получили с «Новых горизонтов» телеметрию, указывающую на проблему, они выяснили, что сбой связан с главным полетным компьютером, который перезагрузился. При приближении к Юпитеру произошло нечто очень похожее. Второй случай за короткий период — каких-то три месяца — выглядел тревожно. Несколько месяцев спустя ошибка снова повторилась: еще одна ничем не объяснимая перезагрузка главного компьютера, которая опять закончилась переходом в безопасный режим. С самого начала некоторые члены команды были обеспокоены тем, что главный компьютер барахлит и может недотянуть до Плутона. Члены команды обнаружили, что подобные сбои отделяют друг от друга все большие интервалы времени. Инженерная команда выдвинула теорию, что главный компьютер не ломается, а перезагрузки были вызваны влиянием радиации, излучаемой мощной магнитосферой Юпитера, состоящей из заряженных частиц. Они предположили: со временем электрические цепи, вызывающие перезагрузку, перестанут реагировать на радиацию. К тому моменту, когда «Новые горизонты» добрались до Плутона, перезагрузок компьютера не случалось уже несколько лет: последствия «укуса» Юпитера остались в прошлом.

В спящем режиме

Если человек купил телевизор в январе 2006 г. и хотел бы, чтобы этот прибор работал в середине 2015 г., то как ему лучше поступить: включить его и не выключать все эти годы или выключить и только время от времени проверять, пока не наступит 2015 г.? С точки зрения инженера, вторая стратегия с большей вероятностью приведет к успеху, и она дает общее представление о спящем режиме космического аппарата — следующей большой задаче команды «Новых горизонтов» после Юпитера.

Спящий режим — одна из совершенно новых инновационных особенностей «Новых горизонтов». За ним стоит идея о том, чтобы снизить износ большинства систем космического аппарата, отключая их на бо́льшую часть каждого года на пути от Юпитера к Плутону. Благодаря спящему режиму к тому времени, когда АМС «Новые горизонты» добралась до Плутона, хронологически ей было 9,5 года, но большинство ее главных систем проработало всего 3,5 года. Таким образом, эти системы были намного «младше» своего реального возраста, менее изношены и с большей вероятностью могли работать с максимальной производительностью во время пролета Плутона.

Программное обеспечение для того, чтобы «Новые горизонты» функционировали в спящем режиме, было написано еще до запуска, но оно было проверено всего в течение нескольких дней, когда космический аппарат находился в центре имени Годдарда. Поскольку во время полета периоды пребывания в спящем режиме должны были продолжаться месяцами, по плану переходить на него следовало осторожно, удостоверившись, что аппарат не столкнется ни с какими проблемами, пребывая «в спячке» все дольше и дольше.

Первый тест продолжался всего неделю летом 2007 г. Когда аппарат вышел из спящего режима, он послал на Землю всю итоговую, сохраненную телеметрию, чтобы инженеры могли оценить, как все прошло. Все системы выглядели хорошо. Поэтому в следующий раз автоматическая станция ушла в спящий режим на несколько недель. Затем, после того как инженеры проверили данные и увидели, что более длительный тест также прошел благополучно, они попробовали спящий режим на десять недель, а потом — на четыре месяца. Обретая все больше уверенности, команда увеличила периоды пребывания в спящем режиме до семи месяцев за один раз.

В период с 2007 по 2014 г., каждый раз, когда космический аппарат переходил в спящий режим, команда могла переключиться от присмотра за своей «птичкой» на выполнение огромной задачи планирования пролета Плутона, о котором мы расскажем в следующей главе. Между периодами спящего режима космический аппарат «будили» для тщательной проверки, проводили калибровку приборов, научные наблюдения по пути и время от времени обновляли программное обеспечение, чтобы исправить ошибки и добавить новые возможности. Одно ключевое дополнение позволяло детектору пыли SDC, измерителю параметров частиц солнечного ветра SWAP и спектрометру энергетических частиц PEPSSI оставаться включенными в спящем режиме, фиксируя при этом информацию, чтобы они могли отслеживать частицы пыли и заряженные частицы по всему пути до пояса Койпера. Так осуществлялась научная программа по пути к Плутону.

11

План захвата Плутона

Планы вторжения

В начале 2008 г. менеджер проекта Глен Фонтейн подготовил расписание планирования пролета Плутона, которое охватывало более шести лет и предполагало участие буквально каждого члена группы управления полетом «Новых горизонтов». Бо́льшая часть этой работы должна была происходить во время пауз в управлении, когда космический аппарат находится в спящем режиме и не требует особого участия со стороны людей.

Объем был очень велик для такой маленькой команды. Во-первых, научной команде и группе управления полетом следовало провести изучение технических проектов по особенностям пролета, чтобы подготовиться к работе над научными экспериментами во время сближения. Все это нужно было сделать до того, как приступать к тщательной разработке сотен пролетных наблюдений Плутона и его спутников с помощью семи научных приборов на борту «Новых горизонтов». За этим, в свою очередь, следовали утомительные тестирования всех пролетных операций и громадные усилия для выработки процедур, охватывающих сотни возможных неполадок, к которым должны были быть готовы и космический аппарат, и его наземная команда. Затем команде предстояли имитации пролета, составление полноценного проекта, технические проверки NASA, которое должно было пристально изучить проект, внести критические замечания и рекомендации, чтобы улучшить каждую часть плана пролета.

Небезынтересно сравнить высокотехнологичное планирование пролета c помощью компьютеров в XXI в. с планированием пролетов «Вояджеров» в 1970-х и 1980-х гг., которые рядом с «Новыми горизонтами» выглядят как каменный век компьютерной эпохи. У команды «Вояджеров» было всего несколько лет, чтобы распланировать пролеты мимо каждой из планет-гигантов, но эта команда была огромной. В каждом пролете участвовало около 500 человек, которым понадобилось почти три года на планирование. У «Новых горизонтов» было шесть лет на составление планов пролета Плутона, но в команде было всего 50 человек — примерно 10% от численности штата «Вояджеров».

Главным координатором планирования пролета Плутона была Лесли Янг, которая уже приняла на себя ответственность за «пилотную» версию планирования как части предложения «Новых горизонтов» на конкурс NASA в 2001 г. Оценив ее впечатляющую работу, энергию и внимание к деталям, Алан в 2008 г. попросил Лесли возглавить планирование реального пролета.

Когда «Новые горизонты» выдвигали свое предложение на конкурс, Алан организовал научную команду как тематические группы «пересекающихся» дисциплин, сосредоточенных на различных сторонах исследования системы Плутона. Благодаря этому удалось избежать обычного в таких случаях разделения на команды каждого из приборов, что часто использовалось в других межпланетных экспедициях и создавало несколько враждующих между собой лагерей. В проекте «Новые горизонты» была команда геологии и геофизики (применявшая методы и наработки, сформировавшиеся при изучении геологии Земли и других планет для того, чтобы понять структуры поверхности Плутона и их движение, узнать о его внутреннем каменистом ядре, а также о спутниках планеты), возглавляемая Джеффом Муром из исследовательского центра Эймса NASA; команда изучения химического состава (определяющая, из чего состоит поверхность Плутона и его спутников) под руководством Уилла Гранди из обсерватории Лоуэлла; команда изучения атмосферы (ставящая своей целью различные измерения параметров атмо­сферы Плутона), возглавляемая Рэнди Гладстоуном из Юго-Западного исследовательского института, и команда по изучению заряженных частиц (исследующая, как Плутон и его спутники взаи­модействуют с солнечным ветром и из чего состоит ионизированный газ, который теряет атмосфера Плутона) во главе с Фрэн Бэгеналь из Университета Колорадо. Все четыре группы отчитывались по планированию пролета перед Лесли и вместе составляли то, что в целом получило название «команда планирования пролета Плутона» (Pluto Encounter Planning, PEP), которую в шутку иногда называли «отряд PEP».

Важную роль играли и несколько других команд проекта «Новые горизонты»: команда планирования полетных операций, за которую отвечала Элис Боуман, полетных заданий и навигации, которой занимался Марк Холдридж, и команда инженерного проектирования во главе с Крисом Херсманом. Бо́льшая часть работы последней команды заключалась в том, чтобы убедиться: ни один из бортовых ресурсов, таких как топливо, энергия или накопитель данных, никогда не выйдет за безопасные пределы. Будучи менеджером проекта, Глен Фонтейн собирал всех этих «кошек, гуляющих сами по себе» в «стадо» и следил, чтобы каждая из них придерживалась расписания и бюджета. Во время планирования пролета Алан примерял на себя разные роли. Он отвечал за работу приборов Alice и Ralph как их научный руководитель; также он состоял в исполнительном комитете PEP Лесли Янг, куда кроме него входили Кейти Олкин и Джон Спенсер, и как научный руководитель экспедиции обязан был проверять, критиковать и принимать окончательные решения по всем аспектам планирования пролета, разработки действий в чрезвычайных ситуациях и подготовки команд.

Поиск нужного расстояния и времени для пролета

До того как команда «Новых горизонтов» могла приступить к составлению какого-либо подробного плана, ее членам предстояло принять два очень важных решения: когда именно космический аппарат должен пролететь через систему Плутона и на каком точно расстоянии он должен находиться. Приступив к работе в начале 2008 г., Лесли возглавила детальные исследования того, какой день и какое расстояние до Плутона лучше всего выбрать.

На борту «Новых горизонтов» было достаточно топлива, чтобы изменить дату пролета на срок вплоть до нескольких недель от заданной даты в июле 2015 г., и Алан хотел выжать максимум, найдя самое оптимальное время. Поэтому Лесли и команда PEP оценили все возможные факторы, начиная с того, какие территории Плутона будут видны космическому аппарату в тот или иной возможный день пролета (принимая во внимание то, что планета совершает один оборот вокруг своей оси за 6,4 земных суток), и заканчивая расстоянием до спутников Плутона в разные дни, а также тем, какая станция слежения на Земле будет находиться в нужном месте, чтобы проводить радиотехнические эксперименты для измерения атмосферного давления Плутона и его радиоотражательной способности. В целом для оценки дня прибытия, которой занималась Лесли, рассматривался десяток факторов, с помощью которых нужно было выбрать, какой день в конце июня или июле 2015 г. лучше всего подходит для проведения пролета. Выбрать идеальную дату по всем из них было невозможно, поэтому принятие решения предполагало сложный ряд дилемм и компромиссов. В конце концов команда Лесли рекомендовала, а Алан одобрил 14 июля; отчасти такой выбор был сделан из-за того, что в этот день космический аппарат должен был пролететь мимо самого яркого пятна на поверхности Плутона (причем было известно, что это пятно имеет очень необычный состав). Но 14 июля также давало наилучшую комбинацию наблюдений за спутниками и требовало меньшего расхода топлива, потому что первоначально для пролета предполагалась именно эта дата. Это было приятным бонусом, поскольку Алан хотел сэкономить топливо для пролета других тел пояса Койпера после Плутона.

Установив дату пролета на 14 июля, команда Лесли начала рассматривать расстояние для максимального сближения во время пролета. Самые важные научные наблюдения затрагивали сам Плутон, поэтому главным было именно расстояние до планеты, но дистанция до спутников также имела значение. Четыре научные команды начали с того, что оценили, насколько хорошо будут проходить их детальные наблюдения Плутона в зависимости от возможного расстояния максимального сближения в диапазоне от 3000 до 12 000 км, при этом расстояние до спутников должно было составлять примерно от 28 000 до 80 000 км. Самый близкий подход помогал детекторам плазмы засечь больше заряженных частиц, но появлялись проблемы при работе камер. (Вы можете подумать, что именно команда, работающая с камерами, настаивала на максимально возможном сближении, но при скорости пролета, составляющей более 48 000 км/ч, слишком маленькое расстояние до цели означало, что сделанные чересчур близко фотографии будут нерезкими из-за головокружительной скорости корабля.) При принятии решения учитывали десятки факторов. В конце концов лучшим вариантом для того, чтобы удовлетворить зачастую противоположные желания четырех научных команд, стал пролет на расстоянии 12 500 км, глубоко внутри орбит всех спутников Плутона.

Расчеты показали, что для того, чтобы работать при пролете на таком расстоянии — чтобы все цели находились точно в центре фотографий, — космический аппарат должен был прибыть во временно́м промежутке не более девяти минут от назначенного времени и сделать это после путешествия в течение 9,5 года. Это то же самое, что для самолета, пролетевшего через всю страну от Лос-Анджелеса до Нью-Йорка, приземлиться с погрешностью не более четырех миллисекунд от запланированного времени! Также «Новые горизонты» должны были добраться до контрольной точки около Плутона, отклонившись от курса не более чем на 96 км, преодолев 4,8 млрд км от Земли. Протяженность линий метрополитена в Вашингтоне составляет примерно 96 км, а космический аппарат должен был попасть в эту цель, проделав весь путь от Земли до Плутона. Это равносильно тому, чтобы запустить мяч для гольфа из Лос-Анджелеса в Нью-Йорк и при этом попасть в цель размером с суповую миску. Задача была нелегкая.

Планирование пролета начинается

Чтобы начать планирование многомесячного пролета, встреча с Плутоном была разбита на несколько этапов. Пролет должен был начаться в январе 2015 г., за шесть месяцев и почти 320 млн км от Плутона. Этот этап был обозначен как «Фаза сближения 1» (Approach Phase, AP1). Главной его целью был сбор навигационной информации, чтобы нацелиться на Плутон, но также этап включал в себя измерения обстановки на орбите Плутона с использованием детекторов плазмы SWAP и PEPSSI и детектора пыли SDC. На таком большом расстоянии Плутон все еще оставался точкой. С началом «Фазы сближения 2» (Approach Phase 2, AP2) в апреле 2015 г. расстояние до Плутона должно было сократиться наполовину по сравнению с началом первого этапа. Поэтому помимо выполнения предыдущих заданий с этого момента космический аппарат уже мог разглядеть Плутон так же, как его видел с Земли космический телескоп «Хаббл». Теперь фотографии становились значительно лучше с каждой последующей неделей, поэтому первые ценные для науки наблюдения Плутона планировались на AP2.

Этап AP3 должен был начаться гораздо ближе к Плутону, в середине июня. Он продолжался всего три недели, но предусматривал тщательное фотографирование Плутона и его спутников, обращающихся вокруг планеты, а также первые наблюдения для определения химического состава Плутона и Харона и интенсивный поиск новых спутников и даже колец. После AP3 начиналось так называемое ядро (или основная часть) программы, за семь дней до максимального сближения. Этот этап продолжался еще два дня после подхода на кратчайшее расстояние. За ним следовало три фазы расхождения (Departure Phases, DP), которые должны были продолжаться до октября 2015 г.

Три фазы сближения, три фазы расхождения и основная часть пролета должны были планироваться отдельно и с разным уровнем строгости. Ближайшие к Плутону этапы следовало подготовить намного раньше, чтобы провести больше тестов, что отражало их огромную важность для общего научного результата.

Каждый из этапов пролета, в свою очередь, разбивался на некоторое количество последовательностей, каждая из которых состоит из тысяч машинных команд, необходимых, чтобы управлять космическим аппаратом, направлять его на различные цели в системе Плутона, осуществлять работу приборов и сохранять каждый блок данных. Но прежде чем программировать эти последовательности команд, группа PEP разработала более сотни методов проведения измерений, чтобы выполнить все научные цели пролета. В каждом методе содержалась информация о том, куда нацеливается аппарат, какой прибор и с какими настройками используется, на каком расстоянии от цели, на каком накопителе данных будут сохраняться результаты, и так далее. На каждый метод назначался «куратор» — разбирающийся в данном вопросе эксперт из научной команды, ответственный за разработку. Алан настаивал на том, чтобы после разработки каждый метод тщательно проверялся командой PEP для выявления слабых мест и возможности улучшения.

Главный этап встречи с Плутоном должен был состояться, когда одновременно будут проходить и сам пролет, и максимальное сближение с планетой и всеми ее пятью спутниками. На время этой девятидневной бортовой деятельности на космический аппарат устанавливалось особое программное обеспечение под названием «Режим встречи», которое должно было предотвратить ситуацию, когда из-за проблем на борту аппарат может расстроить встречу с долгожданной целью, прекратив всю деятельность и передав на Землю сигнал о помощи. Если бы у разработчиков космических аппаратов было больше склонности к озорству, они могли бы назвать «Режим встречи» режимом «Не беспокоить!» или «Не трогай меня, я занят!».

В обычном полете, когда космический аппарат обнаруживает проблему на борту, подобную перезагрузке компьютера, описанной в главе 10, его программное обеспечение автономного полета разработано так, чтобы расставить приоритеты, устранить немедленную опасность (например, закрыть топливные клапаны, если обнаружена утечка топлива), сообщить о проблеме на Землю, а затем перейти в безопасный режим, остановив всю дальнейшую деятельность, пока из ЦУПа «Новым горизонтам» не поступят новые инструкции. Такие ответные действия разработаны для того, чтобы не позволить космическому аппарату усугубить возникшие проблемы до того, как инженеры на Земле проанализируют их и выработают полноценное решение. Но во время максимального сближения с Плутоном этот процесс был бы контрпродуктивным, потому что, если аппарат прекратит работу, пока не придет помощь — а на таком расстоянии до Земли это займет как минимум половину суток, — будет потеряно огромное количество научных наблюдений, которые невозможно восстановить или заменить. Поэтому «Режим встречи» был разработан для того, чтобы в течение самого значительного периода экспедиции — у Плутона — решать проблемы иным способом. В этом режиме космический аппарат по-прежнему оценивал проблему, но затем просто переходил к следующему пункту в расписании, продолжая выполнять план наблюдений. Логика «Режима встречи» основывалась на том, что, находясь у Плутона, следует отдать приоритет сбору данных, а не останавливаться и ждать помощи с Земли, даже если у автоматической станции возникают какие-то проблемы. Переход в «Режим встречи» планировался со времени подачи предложения на конкурс, но никогда не реализовывался на практике. После того как началось планирование пролета, пришло время Крису Херсману и его команде разработать и создать программное обеспечение «Режима встречи».

Примерно в то же время началась и подробная разработка научного сценария пролета. Планировалось почти 500 наблюдений, при которых задействовали все семь научных приборов, имеющихся на борту космического аппарата. При этом предстояло решить около 20 отдельных сложных научных задач, поставленных командой «Новых горизонтов» и NASA. Эти задачи включали картографирование Плутона, фотографирование всех его спутников, измерение свойств атмосферы планеты, поиск спутников и колец, измерение температуры Плутона и его спутников и многое другое. Каждое из этих 500 наблюдений должно было быть не только отдельно разработано, а затем преобразовано в последовательность машинных команд (включи этот прибор, выбери этот режим, нацель в этом направлении, сохрани данные и т.д.), но и тщательно проверено на симуляторе управления «Новыми горизонтами» (New Horizons Operations Simulator, NHOPS) — точной копии космического аппарата и его научных приборов, размещенной в Лаборатории прикладной физики.

Со всем усердием и старательностью Лесли и ее команда разработали каждое наблюдение, используя инструменты для планирования пролета — пакеты программного обеспечения, которые они создали, чтобы иметь возможность проверить все: от ожидаемого разрешения и отношения сигнала к шуму каждого отдельно взятого наблюдения до того, правильным ли является наведение приборов и как на наблюдении скажется, если аппарат отклонится от курса или если Плутон либо его спутники окажутся не совсем на тех местах, где они должны быть по математическим прогнозам.

Для того чтобы выполнять свою работу, команда PEP особенно тесно сотрудничала с двумя группами: группой управления научными операциями, которая планировала последовательности команд для всех семи научных приборов, и группой управления полетными операциями, которая планировала все действия космического аппарата от выхода на связь до сохранения информации, от контроля внутренней температуры до включения двигателей для коррекции курса. Вместе все три группы тщательно режиссировали каждый момент полетных операций во время пролета Плутона.

Кто-то мог бы подумать, что сделать это достаточно просто: нужно разместить все наблюдения по своим местам в расписании, но на самом деле требовалось гораздо более сложное и точное планирование. Все три вышеупомянутые команды играли во что-то вроде 20-мерных шахмат. Для каждого наблюдения им нужно было удостовериться, что космический аппарат во время него не выйдет из ограничений по затратам энергии, что выделено достаточно времени для маневра, чтобы повернуть «птичку» в том направлении, куда должны быть нацелены инструменты, что в бортовом накопителе информации достаточно свободного места, чтобы сохранить результаты, и так далее. Для того чтобы спланировать каждое наблюдение, требовалось учесть буквально десятки факторов. Вдобавок эти три команды должны были втиснуть в расписание резервный вариант для каждого из самых важных научных наблюдений, чтобы быть уверенными: если космический аппарат или один из приборов не сработают при критически важном сборе данных, то есть второй шанс получить ту же информацию.

Также команды стремились заложить в свои планы вероятность отказа приборов. Например, планировалось дублировать наблюдения камеры Ralph камерой LORRI, и наоборот. Также каждый прибор работал по циклу, от наблюдения к наблюдению переключаясь с основного набора электронной аппаратуры на резервный; в план даже были включены перезагрузки приборов по расписанию на случай, если какой-либо из них в какой-то момент зависнет в неподходящем режиме. Все это до мельчайших деталей должно было быть внесено в сценарий за годы до пролета, потому что маленькой команде просто не хватило бы времени сделать все это за год или два. Для команды «Новых горизонтов» обдумывание, планирование, проверка и тестирование всего плана шестимесячного пролета заняли бо́льшую часть времени в течение трех лет — с 2009 по 2012 г.

Если бы кто-то так подробно и скрупулезно планировал подобные научные исследования на Земле, это выглядело бы как навязчивое невротическое состояние. Но если что-то будет неверно разработано или не полностью продумано, то другой попытки сделать это правильно не будет. Поэтому все тщательное до одержимости планирование, все проверки и перепроверки были способом удостовериться в том, что экспедиция действительно принесет пользу человечеству, исследовав Плутон и его спутники.

Уничтожая ошибки

Как руководитель экспедиции Алан считал, что часть его работы — это искать слабые места в плане пролета, задавать командам множество вопросов, проверять их предположения и просить что-либо изменить, чтобы улучшить план. Одним из таких слабых мест, которое он хотел исправить, был симулятор NHOPS.

К тому времени, когда семь различных этапов пролета были намечены и распланированы, Алан начал беспокоиться о симуляторе космического аппарата NHOPS, который использовали, чтобы протестировать все последовательности команд и выловить в них ошибки. Он опасался, что неисправность этого симулятора в 2015 г. может привести к остановке проекта. Его очень волновал тот факт, что отказ NHOPS в момент пролета, когда времени на ремонт будет очень мало, подвергает риску способность команды протестировать последовательность пролета. Резервный симулятор NHOPS-2 уже был на месте, но представлял собой урезанную версию, в которой отсутствовала возможность правильной имитации многих возможностей оригинала. Поэтому по указанию Алана Глен включил в планы и бюджет превращение NHOPS-2 в полноценную замену NHOPS, а также его тщательную проверку, какую проводили и для NHOPS, чтобы быть уверенными: в случае необходимости симулятор будет в распоряжении команды. Это решение оказалось критически важным в последние дни сближения с Плутоном.

Когда каждая из десятков последовательностей команд, которые вместе составляли сценарий всего пролета, была разработана и прошла экспертную оценку, группа управления полетом начала тестировать их на симуляторе космического аппарата NHOPS, чтобы посмотреть, будут ли они работать так, как этого ожидают. Ошибки часто находили, исправляли и в расписание вводили новые проверки на NHOPS. Группа управления полетом повторяла эти процедуры снова и снова, пока каждая из последовательностей не начинала работать абсолютно без ошибок. Для основной программы — критически важной девятидневной последовательности команд, которая указывала аппарату, как выполнять все действия во время максимального сближения, — потребовалось восемь попыток. Каждый из этих запусков основной программы на NHOPS занимал полные девять дней. Первая версия называлась V-1, вторая — V-2 и так далее. Каждый раз, обнаружив ошибки, команда переписывала содержащую их часть последовательности и запускала NHOPS снова, с чистого листа. Когда основная программа V-8 отработала без единой ошибки в течение девятидневного прогона на симуляторе, Алан отметил это, купив пару упаковок маленьких баночек с соком V-8 и вручив их каждому члену команды, чтобы они сохранили их как сувениры на память о долгой битве за безошибочную работу основной программы.

После того как этапы по исправлению ошибок прошли, главная последовательность была «окончательно утверждена» с помощью тщательно выверенного процесса «никаких изменений без скрупулезных проверок и одобрения», который называется «управление конфигурацией проекта». Это необходимо, чтобы удостовериться: любые изменения, даже самые незначительные, будут внесены в программу только после тщательных, суровых проверок. Еженедельные собрания группы под названием «Совет по контролю изменений встречи с Плутоном» (Encounter Change Control Board, ECCB) проводили, чтобы оценить требования к изменениям в основной программе и нескольких других последовательностей команд, которые будут управлять «Новыми горизонтами» с мая по июль 2015 г. Совет возглавлял Алан, в него входили главный инженер Крис Херсман, менеджер проекта Глен Фонтейн, глава группы управления полетом Элис Боуман, старший научный сотрудник проекта Хол Уивер, глава группы PEP Лесли Янг и менеджер встречи с Плутоном Марк Холдридж.

Подготовка к проблемам

Одновременно с разработкой последовательностей команд пролета Плутона сотрудники проекта также внимательно изучали все, что может пойти не так во время встречи с Плутоном, и искали пути, с помощью которых они или космический аппарат смогут отреагировать на любую ситуацию и исправить ее. К такому способу разработки процедур в случае отказа оборудования или возникновения неисправностей прибегают во всех космических экспедициях, и он особенно важен для тех полетов, в которых есть только одна попытка выполнить цель миссии, как при пролете Плутона.

Большая часть усилий по подготовке решений потенциальных проблем легла на плечи главного инженера-системотехника Криса Херсмана. Человек чрезвычайно наблюдательный, известный своим вниманием к деталям и в подробностях знающий обо всем, связанном с аппаратом, Херсман составил план на каждый из 264 возможных отказов космического аппарата, наземных систем, а также других проблем, которые могли возникнуть. Эта обширная работа, на выполнение и претворение в жизнь которой потребовалось три года, касалась каждой стороны проекта. Херсман пошел гораздо дальше, изучив не только то, что может случиться с космическим аппаратом, но и то, что может случиться с командой или с самим центром управления полетом. Так, например, была запланирована подготовка заместителей для всех ключевых людей экспедиции на тот случай, если кто-то не сможет выполнять свои обязанности во время пролета из-за проблем со здоровьем, автомобильных аварий или по семейным обстоя­тельствам. Также Крис убедился, что разработаны, прошли независимую проверку и введены в повседневную практику подробные инструкции для операторов полета о том, как действовать в случае десятков различных отказов приборов космического аппарата, слишком сложных для того, чтобы автономная система управления «Новыми горизонтами» справилась с ними самостоятельно. Крис даже позаботился, чтобы в случае пожара или атаки террористов (в конце концов, в 2015 г. «Новые горизонты» будут лакомой целью) у проекта был полнофункциональный и прошедший все проверки второй ЦУП в другом конце кампуса Лаборатории прикладной физики. Каждый из 264 резервных планов Херсмана проверили инженеры проекта, которые также искали в них слабые места, а затем передали для одобрения Глену и Алану. Все это обсуждалось в течение двух десятков доскональных, многочасовых собраний, проходивших в период с 2011 до 2014 г.

Планирование игры на Земле

Еще один этап подготовки к пролету начался с разработки плана логистики «наземной игры», где в конце концов должны были участвовать примерно 200 человек. Им в следу­ющие несколько месяцев предстояло работать очень слаженно. Марк Холдридж, его заместитель Энди Кэллоуэй, Глен Фонтейн, заместитель Глена Питер Бидини и помощница Алана Синди Конрад взяли на себя громадную работу по созданию этого плана. Они начали с составления списка того, где именно каждый из 200 человек должен находиться, какие совещания он должен посетить, и все это было расписано на каждый день с января по июль 2015 г.

Был составлен и список всех поездок в Лабораторию прикладной физики для каждого участника пролетных операций, который не проживал в Мэриленде, и даже расписание сменной работы, чтобы определить периоды, когда каждый отдельно взятый член команды, возможно, будет страдать от недостатка сна, поскольку из-за режимов бортовой деятельности космического аппарата работать на Земле приходилось в достаточно странное время суток. Также в планирование входила оценка всех кабинетов и конференц-залов в Лаборатории прикладной физики и резервирование необходимых помещений для примерно 130 членов команды, которые приезжали в APL. Синди Конрад и ее ассистентка Райана Тедфорд планировали, кому и какие именно понадобятся бейджи для прохода в лабораторию, а также какие еще вещи будут нужны приезжим во время пребывания в Лаборатории. Они даже позаботились о наличии людей, которые смогут сбегать за едой, когда у членов команды не будет достаточно времени, чтобы сходить пообедать, и прикинули, кто из сотрудников APL живет слишком далеко и кому придется перебраться в гостиницы неподалеку, чтобы быть доступными в любое время в течение нескольких недель вокруг даты максимального сближения.

Тренировки, тренировки

С приближением встречи с Плутоном сотрудники проекта составили планы провести репетиции и тренировки стольких аспектов пролета, сколько им позволяло время, средства и индивидуальное расписание каждого члена команды.

Главной частью этой деятельности была разработка репетиций в полете, когда в космический аппарат загружали настоящую последовательность действий во время пролета Плутона и отдавали команду выполнить ее полностью. Эти репетиции пролета происходили далеко от Земли, в пустом межпланетном пространстве, при этом «Новые горизонты» проходили через всю последовательность, чтобы убедиться: то, что сработало на симуляторе NHOPS, будет так же хорошо работать и на самом аппарате во время реального пролета.

Первая из репетиций пролета состоялась в июле 2012 г. Это был двухдневный «стресс-тест» самых сложных операций в период максимального сближения. Вторая репетиция прошла в июле 2013 г. Она была полноценным, сложным, девяти­дневным тестом всей основной последовательности максимального сближения. В репетиции даже участвовала наземная команда «Новых горизонтов», а также научная и инженерная команды в полном составе. Они выходили в те же рабочие смены, выполняли ту же самую работу, собирали те же совещания о состоянии космического аппарата и принятии решений и даже докладывали о результатах NASA, как будут это делать во время реального пролета два года спустя, в 2015 г. Вдобавок были задействованы и все удаленные части пролетной команды, такие как станции слежения Сети дальней космической связи. После каждой из репетиций команда «Новых горизонтов» проводила ее детальный разбор, чтобы найти и исправить даже самые крошечные нестыковки в том, что происходило на «Новых горизонтах» в космосе или здесь, на Земле.

Также еще одним способом подготовки к пролету были наземные прогоны, которые называли Проверками готовности к эксплуатации (Operational Readiness Tests, ORT). Они представляли собой тщательно разработанные тренировки, во время которых на симуляторе проводилась имитация какой-либо части проекта в течение нескольких часов или дней, причем она могла проводиться как в штатном режиме, так и проверять процедуры при различных отказах системы. Одна только навигационная команда провела где-то десяток подобных многодневных тренировочных прогонов, которые возглавлял Марк Холдридж. У каждой тренировки была своя цель, а после нее проводилась оценка членов команды, их действий и программных инструментов. Результатом каждой навигационной проверки готовности к эксплуа­тации был официальный список усовершенствований в действиях команды, процессах или программном обеспечении, которые следовало воплотить в жизнь к следующей тренировке. Другие симуляции для подготовки к пролету включали как отработку сценариев неполадок при управлении полетом и работе приборов, которые назывались «упражнениями зеленой карты», так и отработку критически важных операций Сети дальней космической связи во время пролета, и тренировки научной команды по обнаружению тусклых спутников и колец на смоделированных изображениях, имитиру­ющих то, что будет получено во время сближения с Плутоном. В целом за 2012–2014 гг. в проекте было разработано и выполнено более 40 таких симуляций, которые затем тщательно анализировались, чтобы найти нестыковки, которые нужно исправить, процедуры, которые можно улучшить, или новые способы подготовки.

Этап проверок готовности к эксплуатации достиг кульминации в 2014-м и начале 2015 г., когда прошли три тренировки по «примерке платья для встречи», в которых участвовали все члены научной команды, а также группы по связям с общественностью Лаборатории прикладной физики, Юго-Западного исследовательского института и NASA и шесть профессиональных популяризаторов науки, получивших аккредитацию журналистов, которых Алан нанял, чтобы они рассказывали об открытиях в выпускаемых в реальном времени пресс-релизах, публиковали фотографии и оригинальные видеоролики «Плутон за минуту». На каждой из репетиций научная команда работала с имитациями изображений Плутона и спектрограммами, которые выдумывал Джон Спенсер вместе с небольшой группой коллег (к примеру, он использовал в качестве основы измененные фотографии ледяных спутников, сделанные «Кассини»), дополняя потенциальными открытиями (такими как новые спутники или загадочные характерные особенности поверхности), чтобы команда могла попрактиковаться. До этого ни одна межпланетная экспедиция не делала ничего подобного.

Было ли это действительно необходимо? Несмотря на богатый опыт некоторых участников проекта, которые были частью других команд и других экспедиций, Алан чувствовал, что им нужно потренироваться как команде, а не вникать во все в реальном времени, когда «Новые горизонты» прибудут к Плутону. Он знал, что летом 2015 г. не будет никаких извинений ошибкам или задержкам в том, как Плутон и его спутники будут представлены миру с помощью команды «Новых горизонтов».

Члены научной команды, многие из которых принимали участие и в других экспедициях, согласились, но к тому времени, когда была назначена последняя большая имитационная тренировка и космический аппарат вышел на финальную траекторию сближения в апреле 2015 г., у некоторых ученых уже глаза на лоб лезли от активности Алана. Две первые тренировки научной команды прошли, как ожидалось, и из них извлекли много полезных уроков. Действительно ли им было нужно проходить через все это еще раз? Не становился ли Алан Ахавом космической эры, без устали одержимо разыскивающим гигантского белого кита в виде какой-то скрытой проблемы, которая все еще может погубить программу? Или он был бесстрашным лидером, ведущим свою команду вперед через межпланетные моря, к ожидающей их в конце победе? Некоторые члены команды затруднялись сделать выбор между этими двумя вариантами. Но одну вещь можно сказать с полной определенностью: никто не будет критиковать тщательность подготовки команды «Новых горизонтов» к своему «выступлению», когда наступит его время.

Планы поделиться пролетом с общественностью

Планирование пролета не ограничивалось только научной и инженерной командами экспедиции. Одна из частей планирования касалась способов обеспечить высокий уровень внимания общественности к пролету. В этой области NASA имело богатый опыт, поэтому «Новым горизонтам» не пришлось начинать с чистого листа. Но Алан хотел замахнуться на что-то более масштабное. У него возникла идея привлечения общественного внимания, невиданного со времен «Аполлонов», — идеальный образ, который должен увековечить исследование новой, неизведанной планеты, первое с того времени, как «Вояджер» побывал у Нептуна в 1989 г.

Все началось с официального Плана информационной работы NASA, разработанного и написанного сотрудниками проекта «Новые горизонты» в 2012 и 2013 гг. Чтобы помочь им в этом, проводились семинары с писателями, педагогами, экспертами по социальным сетям, кинематографистами и популяризаторами науки. Во время этих семинаров исследовали темы, которые могли бы привлечь внимание общественности, изучали целевую аудиторию, а затем составили план из более чем 200 приемов коммуникации разного рода. Затем сотрудники проекта создавали видеоролики, устраивали встречи с журналистами, печатали материалы и даже проводили экстравагантные плутоновские вечеринки для школ и астрономических клубов. Затем Алан привлек популярных людей, таких как «научный парень» Билл Най, иллюзионист Дэвид Блейн, гитарист группы Queen Брайан Мэй (который также был настоящим ученым-астрофизиком, имеющим докторскую степень), и других известных личностей, которые искренне интересовались проектом «Новые горизонты» и хотели представить его широкой аудитории. Встреча с неизведанной планетой обещала единственные в своем роде, волнующие моменты новых открытий и исследований. Педагоги, ученые, лидеры мнений и популяризаторы, подключившиеся к работе в проекте, хотели со всей полнотой воспользоваться возможностью поделиться радостным возбуждением и результатами приближающегося пролета и приобщить каждого, кто интересовался Плутоном, к этому путешествию, которое должно было запомниться на всю жизнь.

12

К неизведанным опасностям

Пять — это целая толпа

Уже тогда, когда планирование встречи с далекой планетой шло полным ходом, система Плутона показала себя как более сложная и более заселенная, чем кто-либо мог предполагать. После того как в 2005 г. были открыты маленькие спутники Плутона Никта и Гидра, проект «Новые горизонты» обратился за разрешением (и получил его) использовать рабочее время космического телескопа «Хаббл», чтобы предпринять интенсивный поиск еще не известных спутников Плутона. Если в системе найдутся другие объекты для изучения, то важно найти их как можно раньше, чтобы включить наблюдения в сценарий встречи с системой Плутона. К тому же команда «Новых горизонтов» предполагала, что у Плутона могли оказаться кольца, и об этом тоже важно было узнать заранее для того, чтобы спланировать их изучение во время пролета и избежать столкновения с ними.

На поиск потребовались годы — до июня 2011 г. Но в конце концов астроном-планетолог и непревзойденный охотник за спутниками и кольцами Марк Шоуолтер использовал «Хаббл», чтобы сделать фотографии космического пространства вокруг Плутона с самой длинной выдержкой. Шоуолтер искал тусклые кольца, но на одной из своих фотографий с очень длинной выдержкой нашел маленький, тусклый спутник, который, как оказалось, обращается вокруг Плутона между Никтой и Гидрой, совершая полный оборот за 32 дня. Выяснилось, что система Плутона — это не квартет, а квинтет! Затем, почти год спустя, проводя более тщательный поиск слабых колец, Шоуолтер нашел еще один маленький спутник между Хароном и Никтой. Теперь система Плутона стала секстетом! Оба обнаруженных Шоуолтером спутника были гораздо тусклее Никты и Гидры и, видимо, имели меньшие размеры, что заставило многих членов научной команды предположить, что могут быть спутники еще мельче, которые только и ждут, чтобы «Новые горизонты» нашли их, когда окажутся ближе.

Для Шоуолтера обнаружение двух новых спутников само по себе было волнующим и интересным, но также оно означало бо́льшую вероятность находки его неуловимого кольца. Как ученые уже выяснили на опыте планет-гигантов, маленькие спутники могут создать тонкое кольцо, теряя осколки, когда на них налетают другие объекты. Поскольку у маленьких спутников сила притяжения очень невелика, любые отлетающие осколки попадают на орбиту планеты, постепенно образуя кольцо.

Будучи четвертым и пятым спутником Плутона, недавно обнаруженные тела вначале называли просто P4 и P5. Но по прошествии некоторого времени Шоуолтер совместно с Аланом и другими членами команды «Новых горизонтов», а также с NASA организовал публичный, с привлечением широкого круга лиц онлайн-поиск идей названий для новых спутников. С помощью общественности, выбирающей названия и голосующей за них, Стикс (богиня подземной реки около царства Плутона) и Кербер (собака, охраняющая подземное царство) стали официальными названиями четвертого и пятого спутников Плутона.

Укус паука

После открытий Шоуолтера в 2011 и 2012 гг. стало ясно, что система Плутона богата спутниками, имеющими орбитальное взаимодействие друг с другом. Вырисовывающаяся картина системы с множеством крошечных тел и, потенциально, с тонкими кольцами вызывала интерес ученых, но она же была кошмаром для команды космического аппарата, так как повышалась вероятность наличия осколков, которые могут попасться на пути «Новых горизонтов» через систему Плутона. Не стоит забывать, что на скорости почти 16 км / с, с которой автоматическая станция будет пролетать мимо Плутона, столкновение с чем-то, что имеет даже меньший размер, чем зерно риса, может стать катастрофой, поскольку этот крошечный осколок ударит аппарат с энергией снаряда орудия большого калибра и немедленно прекратит экспедицию — даже до того, как уникальная информация о Плутоне будет передана на Землю.

Алан провел некоторые ориентировочные расчеты возможной плотности кольца, созданного некими еще не открытыми спутниками. Если его простые прикидки были правильными, то космический аппарат действительно мог попасть в беду у Плутона. Стерн показал свои результаты научной команде, и они привлекли внимание ученых, призвав взглянуть на ситуацию более внимательно, используя тщательное компьютерное моделирование. Все дело было в том, что аппарат летел в неизвестность. Это, разумеется, делало экспедицию такой увлекательной с точки зрения новых научных открытий, но также и означало, что зонд летит к неизведанным опасностям.

Участвующий в коллективной научной работе Генри Троп создал другую модель, и его расчеты подтвердили результаты Алана. Глен Фонтейн вспоминает всеобщую реакцию: «Это до чертиков всех перепугало. Принципиально важное значение имело то, что при проходе через систему аппарат мог получить до 30 ударов, каждый из которых мог оказаться фатальным».

Не окажется ли Плутон, планета, вызывающая их восхищение и так много лет требующая приложения всех сил, в действительности смертельной ловушкой для «Новых горизонтов»? Как однажды Алан емко отметил, обращаясь к команде: «А что, если объект, к которому нас так тянет, в действительности паук черная вдова?»

Итак, все сосредоточились на попытке определить, может ли система Плутона оказаться потенциально опасной для «Новых горизонтов». Это исследование началось с гораздо более сложного компьютерного моделирования того, какой может быть эта опасность, а затем, по мере приближения космического аппарата к Плутону, перешло в долгий и тщательный поиск колец, спутников или других осколков, обраща­ющихся по орбите планеты.

Член научной команды Джон Спенсер был назначен главой «кампании по оценке опасности» и сделал ее своим любимым детищем. Отчасти Джон получил эту должность, потому что имел большой опыт как в наблюдениях с помощью телескопа, так и в методах получения изображений с помощью космического аппарата.

Джон и Алан составили план поэтапных действий для того, чтобы определить масштабы риска и уменьшить его. В качестве первого шага следовало еще раз тщательно проанализировать все имеющиеся данные, которые могли пролить свет на возможную опасность. Джон вспоминает:

 

Во-первых, нам нужно было собрать всю информацию, которой мы располагали, чтобы минимизировать риск. Это означало еще более тщательное изучение снимков с «Хаббла», чтобы увидеть, есть ли на них какие-то прямые указания на распределение осколков вокруг Плутона в районе спутников и, если их нет, то предположить, какие границы мы можем определить для них. Затем мы изучали информацию, полученную благодаря покрытию звезд. Для изучения атмосферы планеты планетологи наблюдали прохождение Плутона через множество звезд. Эти звезды также должны были проходить позади любых, даже самых узких колец, которые могли быть в системе. А если эти кольца действительно там были, то при прохождении звезды за ними она должна была стать тусклее. Поэтому мы снова пересмотрели всю совокупность данных по этой теме в поисках каких-либо свидетельств, указывающих на существование тусклых колец.

 

Примерно в то же время Алан дал команде космического аппарата задание проанализировать, насколько «Новые горизонты» защищены от ударов частиц. Космический аппарат не был беззащитным: он покрыт слоем алюминиевых панелей. Но куда важнее то, что его теплозащитное покрытие, которое закрывает эти панели, включает слои кевларовой брони — того же материала, который используется для изготовления бронежилетов. Это сделано для того, чтобы обезопасить «Новые горизонты» от ударов межпланетных метеороидов по пути через Солнечную систему.

Чтобы оценить, насколько хорошо эти меры защищают «Новые горизонты», в 2012 и 2013 гг. команда космического аппарата, использовав специальную высокоскоростную пушку, обстреливала потоками тел различных типов копии пластин и термоизоляции. Результаты получились обнадеживающие: кевларовая броня во время столкновений оказалась куда более эффективной, чем показывал анализ конструкции. Используя результаты этих исследований, инженеры-механики Лаборатории прикладной физики промоделировали, какова вероятность того, что частицы вещества, достаточно крупные, чтобы пробить кевлар и алюминиевую оболочку аппарата, могут повредить каждый отдельно взятый компонент автоматической станции, каждый прибор, каждую топливную линию, каждую связку кабелей и каждый электронный блок. Из этого они установили, какой именно вред может нанести столкновение и какие оно может причинить разрушения в зависимости от размера и скорости тела. Решение было однозначным: летальный ущерб был вполне реален.

Страховка от аварии

Поскольку возможность причинения летального ущерба рядом с Плутоном стала реальной, Алан хотел, чтобы у команды «Новых горизонтов» было что-то, чтобы продемонстрировать проделанную работу, если космический аппарат пропадет до завершения пролета и не сможет передать собранные при максимальном приближении данные на Землю.

Решением этой задачи стала передача данных на случай аварии. Мысль о ней пришла Алану в голову, когда он вспомнил об образцах, которые астронавт Нил Армстронг собрал «на случай чрезвычайных обстоятельств», едва только ступив на Луну в 1969 г. Тогда разумным было иметь что-то, что могло придать экспедиции «Аполлона-11» научное значение, если бы что-то вдруг пошло не так и Армстронгу и Олдрину пришлось неожиданно прервать свою «лунную прогулку» до того, как будет произведен более полный сбор образцов.

Придерживаясь той же логики, Алан попросил Лесли и ее команду PEP составить список изображений, результатов спектрометрии и других наборов данных, которые можно было бы отправить на Землю на случай аварии, что предстояло сделать за несколько часов до максимального сближения, когда аппарат еще находится достаточно далеко от Плутона, где не существует сколько-нибудь значительной возможности подвергнуться смертельному удару.

Эта аварийная передача данных никоим образом не заменяла основной сбор данных у Плутона и не позволяла экспедиции достичь своих целей, если фатальное столкновение с осколком все-таки произойдет. Но она давала членам команды образец самых лучших данных, полученных до максимального сближения, чтобы ученые и инженеры могли «зализать свои раны» и узнать столько, сколько получится, о Плутоне и его спутниках, даже если вскоре после этой передачи космический аппарат погибнет.

Но бесплатный сыр бывает только в мышеловке, и за аварийную передачу данных пришлось платить. Если направить антенну обратно на Землю, чтобы передать данные на случай катастрофы, то это означает потерю целых четырех часов наблюдений на подходе к Плутону, практически перед особенно важным для науки днем пролета. Некоторые жаловались на это, но научный руководитель экспедиции Алан Стерн имел другое мнение:

 

Я бы не смог взглянуть в глаза сотрудникам NASA и представителям прессы, если бы мы потеряли «Новые горизонты» и у нас не осталось никакой ценной информации, чтобы показать научную важность пролета. И если авария все-таки произойдет, я также не собирался оставлять свою команду без ничего, чтобы о нас не говорили: они не подумали о том, что шанс на поражение существует. Для такого варианта развития событий мы собрали свои собственные образцы «на случай чрезвычайных обстоятельств».

 

Таким образом, аварийная передача данных стала частью плана. Как позже оказалось, лучшие фотографии, вошедшие в нее, были так хороши, что украсили заголовки газет и статьи в интернете на следующий день после пролета.

Планы против «Черной вдовы»

Следующей частью усилий по предотвращению аварии стала разработка планов использования бортовой камеры с телескопом LORRI для поиска колец и новых спутников при приближении «Новых горизонтов» к Плутону. Джон Спенсер:

 

Было запланировано начать эти попытки примерно за 60 дней до Плутона, когда возможности LORRI по поиску спутников и колец становятся гораздо выше, чем у космического телескопа «Хаббл». Начиная с этого момента, в течение семи недель должны были делаться снимки в рамках кампании по предотвращению ущерба для космического аппарата. В каждой серии предстояло сделать сотни фотографий, которые отправятся на Землю и будут исследованы наземной командой. Для наиболее тщательного поиска слабых спутников и колец множество отдельных снимков совмещаются с помощью компьютеров.

Когда эти фотографии доберутся до Земли, мы планировали использовать созданные нами программы, чтобы искать спутники или кольца. Также мы собирались использовать компьютерные модели, чтобы прикинуть, по каким орбитам могут двигаться осколки и какую угрозу представляют обломки на этих орбитах для космического аппарата. С помощью этого мы могли определить степень потенциального риска.

 

А что, если возможный риск при сближении с Плутоном окажется неприемлемым? Существовала ли альтернатива тому, чтобы просто двигаться вперед, приняв то, что переданные на случай аварии данные будут всем, что экспедиция сможет получить после 26-летних усилий, направленных на то, чтобы исследовать систему Плутона?

Варианты были. Подход, предложенный Аланом, обозначил альтернативные траектории пролета через систему Плутона, позволяющие избежать потенциальных зон риска. В итоге было запланировано несколько пролетов Плутона, каждый из которых вел по системе разными путями и предполагал разное время наблюдений.

Вспомните огромное количество работы, необходимой для планирования пролета и описанной в предыдущей главе. Теперь команда должна была сделать все это снова для каждого нового маршрута, выбранного для того, чтобы избежать возможного столкновения с осколками. Это была новая, огромная нагрузка, повышающая стоимость проекта, но, казалось, что фатальность удара осколка на скорости 50 000 км/ч и реальность, в которой у команды был только один аппарат и не было никаких шансов на вторую попытку, не оставляли больше никаких вариантов.

Для каждого из этих новых, запасных пролетов девяти­дневная основная программа, состоящая из тысяч команд для космического аппарата и приборов и распоряжающаяся «птичкой» во время самой напряженной и значительной части пролета, должна была быть полностью переделана, перестроена и проверена от начала до конца.

Алан назвал эти планы альтернативных траекторий «Шаблоном безопасных объездных траекторий» (Safe Haven Bail-Out Trajectory, SHBOT). Это слово все произносили как «шаббат», что в переводе с иврита означает еженедельный день отдыха у евреев. Алан не был особенно религиозен, но ему нравилась идея почтить веру предков многих членов команды — евреев, в том числе себя самого, Лесли, Кейти и Хола. Еще Стерну нравилось, что это слово вносит свежую струю и дает молитвенную надежду на то, что они подготовились к встрече с неизведанной опасностью. Позднее, в ответ на параноидальную критику журналистов по поводу того, что NASA тайно планирует отмазаться от пролета, Джим Грин, глава Отдела исследования планет, попросил заменить SHBOT на менее угрожающее «Другие безопасные траектории» (Safe Haven by Other Trajectory), и это было сделано.

Еще одной частью SHBOT, которая также должна была помочь защитить «Новые горизонты», была идея о том, чтобы изменить всю ориентацию аппарата во время этих резервных пролетов. Для АМС «Галилео» и «Кассини» использовалась методика под названием «антенну на таран», чтобы защитить космические аппараты, разворачивая большую тарелку антенны как передний щит, когда они проходили около колец Юпитера и Сатурна соответственно. При полете в такой ориентации большинству осколков придется вначале пробить антенну, а уже потом только они доберутся до кевлара и стенок аппарата. Таким образом, получается дополнительный слой защиты. Тесты с высокоскоростной пушкой показали, что тарелка антенны «Новых горизонтов» может выдержать множество ударов частиц кольца и все еще продолжать работать, поэтому такой способ выглядел многообещающим для обеспечения дополнительной страховки против фатальных поражений, если космическому аппарату придется лететь через возможные осколки. Инженерная команда доказала, что для «Новых горизонтов» такая защита «антенной на таран» на 300% снижает шанс рокового столкновения.

Тем не менее этот способ сам по себе создавал большую проблему. Если «Новым горизонтам» придется лететь с антенной по направлению полета, то это лишит его возможности наводить камеры и делать снимки Плутона и спутников. Поэтому, хотя полет «антенной на таран» и защитил бы аппарат от разрушительного удара, он значительно сократил бы его способности увидеть важные для науки цели. Подсчет того, насколько сильно это повредит научным исследованиям во время пролета, стал задачей для Лесли Янг и ее команды PEP. Они высчитывали потерю наблюдательных возможностей для каждой траектории SHBOT и сравнивали ее с планом пролета, который они же с особой тщательностью готовили и улучшали.

Идти на компромиссные варианты из-за SHBOT было тяжело, и из-за них иногда разгорались серьезные споры. Джон Спенсер вспоминает некоторые из бушевавших тогда дискуссий: «Множество, а, возможно, и большинство важных научных наблюдений будут урезаны или вообще отменены, если мы выберем траекторию SHBOT "антенной на таран". Разумеется, людям не нравилась такая перспектива. Поэтому было множество горячих споров о том, целесообразно ли прибегать к траекториям SHBOT».

Но Алан был непреклонен:

 

Я смотрел на это с холодком. Все, что мы делали для исследования Плутона начиная с 1989 г., было поставлено на кон, в зависимости от успеха этого пролета. Если космический аппарат будет разрушен вблизи Плутона, у нас не только не будет возможности вести наблюдения с этого момента, но мы потеряем и все данные, полученные в ходе предыдущих наблюдений. Если мы лишимся нашего детища во время пролета, мы не получим практически никакой информации, кроме той, которая будет передана заранее, на случай аварии. Как я понимал, в этом случае в сухом остатке у нас будет почти ноль: мы очень мало узнаем о Плутоне и его спутниках. Если нам действительно предстоит столкнуться с риском потенциальной катастрофы, я бы с радостью поменял высокие научные достижения оптимального пролета на низкие достижения при пролете по траектории SHBOT, потому что скромные результаты гораздо лучше нулевых. Это было не то, чего бы мне хотелось, но я не собирался отказываться, если это был единственный возможный выбор, который мы должны были сделать.

13

На подходе

Охота за далекими целями

С приближением даты пролета Плутона команда «Новых горизонтов» удвоила усилия, прилагаемые для начатого в 2011 г. поиска объекта пояса Койпера, который космический аппарат мог бы перехватить и исследовать после Плутона. Эта возможность изучить древние тела за орбитой Плутона — в особенности маленькие, которые стали строительным материалом для таких планет, как Плутон, — была главной, из-за которой в 2003 г. «Опрос десятилетия» отдал предпочтение экспедиции к Плутону и в пояс Койпера.

К 2013 г. Джон Спенсер и Марк Бюи, которые возглавляли поиск цели дальнейшего полета, используя при этом самые крупные телескопы в мире, обнаружили ряд маленьких объектов пояса Койпера, но ни одного из них нельзя было достичь, располагая теми ресурсами топлива, которые были у «Новых горизонтов». Поскольку времени до пролета Плутона в 2015 г. оставалось мало, стало понятно, что поиски с помощью наземных телескопов просто не дают необходимых результатов. Тогда Алан решил применить новый подход. Основная трудность состояла в том, что возмущения в атмо­сфере Земли размывали тысячи звезд на поисковых фотографиях настолько, что они смешивались с тусклыми точками света — потенциальными целями — объектами пояса Койпера. Единственный способ избежать этого было использование телескопа «Хаббла», который находится на околоземной орбите вне атмосферы и обеспечивает более четкую картинку, что позволяет отличить по-прежнему тусклые объекты пояса Койпера от плотных полей звезд на их фоне.

Джон и Марк, работая совместно с Холом Уивером, рассчитали, что правильный поиск, который с высокой вероятностью мог привести к успеху, потребует примерно 200 витков «Хаббла» по орбите и примерно двух недель, в которые телескоп занимался бы только их делом. Это более чем в десять раз больше, чем обычная заявка на наблюдения с помощью «Хаббла». По такому предложению очень трудно получить положительный ответ.

Задачу усложняло еще и то, что времени до пролета Плутона в 2015 г. оставалось все меньше, и это означало, что команда не может проходить через обычную процедуру подачи заявки на наблюдения весной 2014 г., потому что время будет выделено не ранее конца лета того же года, а если принять во внимание положение Солнца и зон поиска объектов пояса Койпера, которые ученым предстояло изучить, это было слишком поздно.

Команда космического телескопа «Хаббл» противодействовала проведению таких масштабных исследований с уведомлением, поданным в короткие сроки. Несмотря на это, «Новые горизонты» подали заявку на необходимое им время (Джон возглавил это предложение), получили отказ и не поверили своим глазам, ведь «Опрос десятилетия» отправил «Новые горизонты» изучать пояс Койпера.

Только «Хаббл» мог позволить «Новым горизонтам» выполнить эту миссию. Неужели NASA позволит им провалить полет в пояс Койпера после Плутона из-за того, что требуется две недели рабочего времени космического телескопа, всего 4% от того, что «Хаббл» сделает за год? В конце концов, другого надежного способа исследовать пояс Койпера в несколько следующих десятилетий не будет, только «Новые горизонты». И если они не получат время для наблюдений с помощью «Хаббла», у их космического аппарата не будет цели пролета в поясе Койпера.

Алан обратился в штаб-квартиру NASA, и после второго предложения Джона Спенсера с просьбой предоставить время для наблюдений, поданного весной 2014 г., и некоторых важных дипломатических переговоров за кулисами члены команды «Хаббла» объявили, что «Новым горизонтам» будет предоставлено наблюдательное время для поисков объектов в поясе Койпера.

Наблюдения начались на той же неделе: время поджимало, потому что поля звезд, которые нужно было обыскать, скоро должны были стать недоступными — к осени к ним приближалось Солнце. После того как собранные космическим телескопом данные полились потоком, начались недели круглосуточной работы по анализу снимков, определению кандидатов и составлению расписания наблюдений для подтверждения. Джон, Марк и коллектив постдоков и сотрудников спрессовали месяцы наблюдений в недели, осознавая, что времени осталось мало, поскольку пролет Плутона близится и вскоре им придется отказаться от поисков. Однажды днем Марк, который руководил обработкой данных, сказал Алану и Джону: «Вам лучше спуститься ко мне в кабинет и посмотреть на это». Он нашел объект пояса Койпера, до которого могли добраться «Новые горизонты»!

Вскоре Марк и его команда нашли в собранных «Хабблом» данных еще один доступный объект, а затем — и третий возможный вариант вместе с еще несколькими, которые находились хоть и близко, но все-таки имеющегося запаса топлива до них не хватало. Последующие наблюдения подтвердили, что до двух из трех объектов действительно можно добраться.

Работа на «Хаббле» оказалась успешной; теперь у «Новых горизонтов» был выбор двух целей в поясе Койпера, которые они могли перехватить после Плутона! Оба были как раз того размера строительных блоков для планет, какой они и хотели найти, и до обоих можно было добраться к началу 2019 г., через три с половиной года после пролета Плутона.

Вход в пространство Плутона

Время от времени, пока «Новые горизонты» пересекали Солнечную систему, Алан организовывал мероприятия или делал объявления, чтобы привлечь внимание общественности и напомнить людям о космическом корабле, спешащем к неизведанному миру за границами исследованных планет.

Одно из таких мероприятий состоялось в 2008 г., когда «Новые горизонты» разогнались у Юпитера и начали свое долгое путешествие через просторы Солнечной системы к Плутону. В октябре того года полноразмерная копия космического аппарата была передана в Национальный музей воздухоплавания и астронавтики около Вашингтонского аэропорта имени Даллеса в штате Вирджиния и помещена в его экспозицию. Это было большой честью — ее удостаивается менее 1% всех космических аппаратов. Во время публичной лекции в честь этого события Алан объявил, что «Новые горизонты» несут с собой в путешествие к Плутону и дальше девять памятных реликвий. Каждая из них была символичной.

Контейнер, содержащий частицу праха Клайда Томбо и посвящение, которое Алан написал в честь первооткрывателя Плутона.

CD-ROM с более чем 434 000 имен людей, которые приняли участие в акции «Отправь свое имя на Плутон», организованной Планетным обществом и NASA.

CD-ROM c фотографиями и записками людей из различных команд, которые проектировали, строили и запускали «Новые горизонты».

Монета достоинством в 25 центов штата Флорида в честь штата, откуда стартовали «Новые горизонты».

Монета достоинством в 25 центов штата Мэриленд в честь штата, где аппарат был построен.

Маленький кусочек углеродного волокна с первого обитаемого частного космического корабля SpaceShipOne, совершившего полет в 2004 г.

Маленький флаг США по левому борту корабля.

Маленький флаг США по правому борту. Та самая марка почтовой службы США, выпущенная в 1991 г., с надписью: «Плутон еще не исследован» — мечта, которую «Новые горизонты» отважно собирались воплотить в реальность в 2015 г.

Алан закончил речь, сказав, что для команды «Новых горизонтов» большая честь — отправить в космос каждый из этих девяти памятных знаков, и сообщил, что после того, как произойдет первое знакомство с Плутоном, команда планирует обратиться в Почтовую службу США с просьбой выпустить для Плутона новую марку, увековечивающую его исследование.

В последующие годы полета во время ключевых моментов экспедиции возникали другие возможности для привлечения внимания общественности, и это вместе с научно-популярными статьями, блогами, социальными сетями и публичными выступлениями держало «Новые горизонты» на виду все те долгие годы, которые потребовались, чтобы добраться до Плутона.

Затем, в конце лета 2014 г., представился особый случай напомнить общественности о том, что долгое путешествие подходит к концу и до начала исследования Плутона осталось меньше года. «Новые горизонты» пересекали орбиту Нептуна. Это был очень символичный момент, как бы сообщающий: «Следующая остановка — Плутон!»

Эмоциональное значение пересечения орбиты Нептуна усиливалось еще и благодаря совпадению дат, которого и не могла себе представить маленькая группа фанатов Плутона, впервые начавшая обсуждать экспедицию к далекой планете летом 1989 г., когда «Вояджер-2» исследовал Нептун. «Новые горизонты» пересекли орбиту Нептуна 25 августа 2014 г., ровно через 25 лет после того, как «Вояджер» совершил пролет мимо Нептуна.

Для Алана символический смысл этой годовщины был столь невероятен, что он не мог пропустить такое событие. Поэтому команда совместно с NASA организовала публичное мероприятие, чтобы одновременно отпраздновать годовщину «Вояджера» и создать предвкушение пролета Плутона, до которого оставалось всего десять месяцев. Его частью была дискуссия, которая проводилась в штаб-квартире NASA в Вашингтоне и транслировалась в прямом эфире по NASA TV для любителей космоса по всему миру. На мероприятии, которое вел один из авторов этой книги, Дэвид Гринспун, сам ветеран проекта «Вояджер» с тех времен, когда еще был студентом и постдоком, присутствовали ученые программы «Новые горизонты» Фрэн Бэгеналь, Джон Спенсер, Джефф Мур и Бонни Буратти. Все они также работали и над пролетом «Вояджера». Каждый вспоминал о том, какое возбуждение и вдохновение вызвала встреча с Нептуном и как это исследование планеты в начале карьеры повлияло на их дальнейшую жизнь. Теперь, став людьми средних лет, они были частью команды, которая вот-вот должна была впервые изучить следующую, еще более далекую планету[20].

В конце концов, разговор перешел к теме карьеры и наставничества. Все говорили о том, как они, совсем как их наставники в 1980-е гг., сами теперь стали кураторами нового поколения молодых ученых, которые осваивали азы с помощью «Новых горизонтов» и которые, как хотелось бы надеяться, сами возглавят новые межпланетные экспедиции в 2030-х и 2040-х гг.

Это обсуждение идеально подготовило почву для продолжения. Алан пригласил на сцену группу молодых ученых проекта «Новые горизонты», большинство из которых родились в эпоху «Вояджеров». Как и многие зрители, они никогда не переживали напряжение и возбуждение первого исследования другой планеты, но вскоре им предстояло лично узнать, на что это похоже.

Далее именитый ученый из Калифорнийского технологического института Эд Стоун, который руководил научной группой «Вояджеров» после их запуска, передал Алану американский флаг, висевший в ЦУПе «Вояджеров», чтобы теперь эстафету принял ЦУП «Новых горизонтов». Для команды «Новых горизонтов» трогательность этого момента усиливало то, что всего за две недели до мероприятия скончался Том Кофлин, первый менеджер проекта.

В тот день, когда «Новые горизонты» пересекали орбиту Нептуна, произошла метафорическая передача эстафетного жезла: флаг исследователей Солнечной системы перешел от «Вояджеров» к «Новым горизонтам», от одного поколения ученых к другому. После того как космический аппарат оказался за орбитой Нептуна, считалось, что он находится в «пространстве Плутона», поскольку он добрался до третьей зоны Солнечной системы и был готов вскоре ее исследовать.

Пришел звездный час «Новых горизонтов».

Будим «птичку»

На Земле пересечение орбиты Нептуна воспринималось как историческая веха, но сам зонд «Новые горизонты» «проспал» это эпохальное событие, скользя сквозь космическое пространство с немыслимой скоростью, не выходя из спящего режима. До конца 2014 г. аппарат также продолжал «спать», к декабрю пройдя более чем на 160 млн км от орбиты Нептуна.

Тем не менее на Земле команде некогда было дремать. Воспоминания об этих месяцах слились в расплывчатую вереницу последних имитаций пролета, планирования ожидаемого по всем фронтам стремительного наступления СМИ и внимания общественности, создания десятков инструментов программного обеспечения, чтобы анализировать данные о системе Плутона, которые вскоре предстояло собрать, и написания и проверки первой последовательности про­цедур пролетного сближения, которое должно было состояться уже в начале 2015 г.

6 декабря 2014 г., точно по расписанию, «Новые горизонты» в последний раз за долгий путь к Плутону отдал себе команду на выход из спящего режима. Теперь космический аппарат отделяли от пролета всего шесть месяцев. Алан вспоминает:

 

Последний выход из спящего режима означал, что время встречи с Плутоном, наконец, приближается. Когда мы только начали переводить аппарат в спящий режим в 2007 г., пройдя Юпитер, мы обнаружили, что выглядит это довольно странно, потому что до тех пор мы полтора года активно управляли аппаратом каждый день с мгновения запуска. Нам понадобился примерно год, чтобы успокоиться и привыкнуть к рутине спящего режима. К 2014 г. мы настолько к нему приспособились, что он воспринимался как теплое, уютное одеяло, и теперь мысль о том, чтобы существовать без него, казалась странной.

В конце концов, мы, в самом деле, не управляли космическим аппаратом изо дня в день более двух месяцев подряд, если взять любой год после 2007 г. Поэтому перспектива вернуться к такому режиму на 2015 и 2016 гг., когда будет происходить пролет и после него — загрузка полученных данных, несколько пугала.

Но более всего последний выход из спящего режима в 2014 г. воспринимался как эпохальное событие, потому что он означал, что теперь перед нами стоит только одна задача — сам пролет. Не надо больше ждать долгие годы. Осталось только перевернуть страницу: мы пересекли всю Солнечную систему. Мы действительно стояли на пороге владений Плутона. Кончался 2014 г., и вот-вот должен был наступить нереальный, призрачный 2015 г., который так долго был нашим будущим.

 

В ожидании получения сигнала от «Новых горизонтов», сообщающего ЦУП, что «птичка» проснулась и готова к пролету, в Лаборатории прикладной физики собралось много народу. Там были руководители NASA, а также шумная компания репортеров и команды операторов. В ожидаемое время, когда сигнал добрался до Земли, потратив четыре часа на то, чтобы со скоростью света одолеть 4,8 млрд км от Плутона, Элис Боуман улыбнулась и в жесте восхищения подняла большие пальцы. Комната наполнилась восторженными возгласами, за которыми последовали пирожные, шампанское и музыка.

В истории космических полетов существует долгая традиция отмечать эпохальные события «песней для побудки». Она восходит еще к 1965 г., когда астронавтов «Джемини-6» разбудили песней Hello, Dolly!, и с тех продолжалась во время всех пилотируемых полетов. Где-то в 1990-х гг. непилотируемые экспедиции также начали использовать музыку, чтобы отметить исторические вехи полета. Для последнего выхода «Новых горизонтов» из спящего режима по пути к Плутону Алан выбрал композицию под названием «Вера сердца» (Faith of the Heart) — эмоциональную заглавную песню из телевизионного сериала «Звездный путь». Ее текст показался ему очень подходящим к путешествию «Новых горизонтов». На самом деле, когда Алан впервые услышал эту песню, у него возникло чувство, что ему рассказывают всю историю полета[21].

Песня начинается словами «Это был долгий путь, ведущий оттуда сюда». Далее пронзительный лирический текст рассказывает историю о долгом путешествии, преодолении трудностей, победе над врагами, пытающимися отбросить вас назад, чтобы через много лет, упорно и настойчиво идя вперед, увидеть, как мечты становятся реальностью. Но до следующего лета, когда им предстояло обнаружить на поверхности Плутона обширную область в форме сердца, члены команды и понятия не имели, насколько им подходит эта песня. Она заканчивается словами: «Я могу достичь любой звезды, ведь у меня есть вера, вера сердца».

На пороге владений Плутона

Формально пролет Плутона начался примерно через месяц после выхода из спящего режима — 15 января 2015 г., когда космический аппарат начал выполнять первую из десятка загруженных команд дальнего подлета, которые ему предстояло отработать до начала апреля. Плутон все еще оставался далекой точкой в 240 млн км, и большинство научных приборов на борту «Новых горизонтов» пока не могли его обнаружить. Но пролетные научные наблюдения начались с практически круглосуточных измерений обстановки вокруг орбиты Плутона с использованием бортовых детекторов плазмы и космической пыли SWAP, PEPSSI и SDC.

С помощью снабженной телескопом камеры LORRI «Новые горизонты» уже могли различать Плутон и Харон как яркие точки. Снимки камеры за неделю зафиксировали чуть больше, чем один полный взаимный оборот пары друг вокруг друга. Эти фотографии соединили в ролики. В них Плутон не находился в центре системы с обращающимся вокруг него Хароном. Вместо этого оба объекта обращались вокруг невидимой точки равновесия, находящейся между ними, ближе к Плутону. Это движение туда-сюда, как у игрушки йо-йо, совершенно не походило на движение спутников, обращающихся вокруг планет-гигантов, таких как Юпитер и Сатурн, где планета стоит в центре, как скала, сохраняя неподвижность.

В том, чтобы наблюдать за Плутоном и Хароном, танцующими в гравитационном поле друг друга, было что-то очаровательное и завораживающее. За десятилетия исследований других планет никто не видел ничего подобного: двойная планета танцует свинг, и более крупный партнер перебрасывает более маленького вперед и назад. Когда NASA опубликовало видео этого вызывающего восхищение орбитального танца, он сразу же стал хитом интернета с лавинообразно растущей популярностью. Его очарование только возрастало из-за недостатков цифрового изображения и прыгающих кадров, которые словно говорили: «Это не имитация!»

К началу апреля 2015 г., когда «Новые горизонты» находились всего лишь в 160 млн км от первой двойной планеты, которую предстояло исследовать человечеству, она стала достаточно яркой, чтобы цветная камера Ralph могла впервые засечь Плутон и Харон. NASA опубликовало первые цветные фотографии. Плутон выглядел ощутимо более крупным, ярким, с красноватым оттенком, а Харон был меньше, темнее и имел явное преобладание серого цвета. И вновь качество было так себе, но реакция публики снова была близка к ажиотажу. В этих фотографиях было что-то, подчеркивающее их новизну и подлинность; осознание того, что они сделаны машиной, которую человеческие существа построили и послали так далеко, возбуждало воображение людей по всему миру. Но даже тогда немногие в NASA или команде «Новых горизонтов» осознавали, что растущая волна общественного внимания, которую они наблюдают, к июлю перерастет в полноценную плутономанию.

За кулисами перед премьерой

За исключением появляющихся время от времени фотографий, внешнему миру было мало известно о том, что происходит на борту «Новых горизонтов» и внутри проекта, но в первые месяцы 2015 г. за кулисами у команды было множество неотложных дел. Это напоминало первоклассный ресторан, готовящийся к большому банкету. Если вы зайдете туда в полдень, обеденный зал покажется тихим и мирным, как будто ничего особенного не происходит. Но на кухне картина будет иная — бурная деятельность шеф-повара и персонала, сбивающихся с ног, чтобы подготовиться к главному событию.

Один из главных видов деятельности за кулисами «Новых горизонтов» включал в себя прокладывание маршрута космического аппарата к Плутону. Фотографии Плутона и Харона, сделанные камерой LORRI и получившие такую огромную популярность в интернете, были изготовлены не только для того, чтобы привлечь внимание общественности. Они являлись частью жизненно важной программы «OpNav». Именно так на жаргоне космических умников называется «оптическая навигация», которая заключается в съемке Плутона на фоне полей звезд, чтобы очень точно определить, какие включения двигателя потребуются, чтобы привести его именно в ту точку, для которой команда разработала ключевую последовательность действий при пролете.

Поскольку «Новые горизонты» могли только нацелиться и сделать фотографии при минимальном сближении, основываясь на заранее подготовленных расчетах того, где аппарат будет находиться относительно Плутона и каждого из спутников планеты, составители полетных заданий рассчитали, что для пролета Плутона космический аппарат должен быть не более чем в 100 км от назначенной точки. Вдобавок он должен был прибыть на место с расхождением не больше девяти минут от расчетного времени. Если «Новые горизонты» не смогут пролететь так, чтобы соответствовать этим двум критериям, фотографии при минимальном сближении будут пустыми или не полными, и весь пролет и экспедиция — все эти сумасшедшие попытки исследовать Плутон, на которые ушло четверть века, — превратятся в провал.

Во время сближения командам, осуществляющим навигацию (их было две), нужно было измерить, насколько реальное положение Плутона относительно звезд близко к тщательно рассчитанным прогнозам. Анализ этих навигационных снимков позволял командам определить, какая коррекция с помощью включения двигателя потребуется, чтобы попасть в «игольное ушко». Две разные команды, делая расчеты независимо, перепроверяли друг друга: ставки были слишком высоки, чтобы экономить объем работы.

Пока «Новые горизонты» мчались к Плутону, каждую неделю обе команды собирались вместе с Аланом и Гленом, а также директором проекта по встрече с Плутоном Марком Холдриджем, чтобы представить свои последние расчеты. Примерно к 10 февраля стало понятно, что первый небольшой импульс потребуется для того, чтобы скорректировать курс и добраться до назначенной точки. Поэтому Элис Боуман и ее команда разработала, проверила и послала «Новым горизонтам» команды на включение двигателя. 10 марта космический аппарат включил свои двигатели на 93 секунды, чтобы изменить скорость сближения всего на 4 км/ч. Вроде бы немного, но эта коррекция позволяла избавиться от ошибки в более чем 11 000 км — именно на столько, как показывали снимки камеры LORRI, «Новые горизонты» ошибались. Маневр коррекции прошел без сучка и задоринки — теперь аппарат был нацелен точно в яблочко!

Начинается

В конце мая 2015 г. Алан перебрался в Лабораторию прикладной физики в Мэриленде на все время пролета. Время пришло. Теперь он будет возвращаться домой в Боулдер только на несколько дней, и так продолжится до конца июля, пока не закончатся все связанные с пролетом операции. К тому времени исследование Плутона, потребовавшее десятилетия работы, либо завершится успехом, либо потерпит поражение. Момент истины наступил.

Несколько дней спустя помощник-референт Алана Синди Конрад также приехала в Лабораторию прикладной физики, чтобы заняться размещением научной, навигационной, приборостроительной команд и группы, отвечающей за связи с общественностью. На время пролета всем им предстояло оставаться здесь. К концу июня выездная команда «Новых горизонтов» в Лаборатории прикладной физики составляла более 200 человек: специалистов по управлению полетом, инженеров, ученых и других. Все работали семь дней в неделю, практически круглосуточно. Они заняли большое здание космического отдела Лаборатории с десятками кабинетов, комнат для собраний, комнат отдыха, конференц-залов и даже помещений, где люди могли спать. Наличие этих комнат для сна и раскладушек было очень кстати, потому что работа шла без перерывов, днем и ночью.

«Новые горизонты» в апреле прошли границу, за которой могли делать фотографии лучше, чем «Хаббл». В результате камера LORRI теперь начала подмечать никем ранее не виданные черты Плутона, и научная команда узнавала о планете новое, даже находясь в десятках миллионов километров от нее.

Например, из изображений, полученных с «Хаббла», было известно, что на одном из полушарий Плутона — том самом, мимо которого аппарат должен был пролететь на минимальном расстоянии, — есть обширная яркая область, хорошо отражающая свет. Спектральный анализ, проведенный с помощью наземных телескопов, выявил, что лед на этом месте богат азотом и монооксидом углерода.

И вот, когда на фотографиях камеры LORRI Плутон начал превращаться из далекой точки в диск с отчетливыми крупно­масштабными отметинами, на его ярком полушарии по­явилась эта трапециевидная область размером с континент. Из-за формы Алан называл ее «Индией». Разгадывание этих первых снимков несколько напоминало тест Роршаха из чернильных пятен. Фотографии «дальней стороны» Плутона — того полушария, которого не будет видно при максимальном сближении, — выявили четыре почти равные по размеру и одинаково расположенные темные области вдоль экватора Плутона, которые назвали «кастетом». Плутон, остававшийся точкой света с тех пор, как Клайд Томбо открыл его 85 лет назад, теперь, прямо на наших глазах, наконец становился реальным миром.

Встреча с прессой

Во время последних недель сближения «Новых горизонтов» с Плутоном журналисты забросали команду просьбами дать интервью. Буквально сотни СМИ от журналов и газет до документалистов и телевизионных сетей хотели узнать всю предысторию проекта, задавая такие вопросы, как: «Почему вы делаете это?», «Что вы ожидаете найти?», «Как вы попали в этот проект?», «Что вас больше всего заботит?».

Также существовал огромный интерес к мельчайшим деталям механизма пролета, личностям членов команды, научным исследованиям в поясе Койпера и многому другому. Ничего подобного до этого исследования Плутона не случалось на памяти целого поколения, и СМИ реагировали на исторически значимое событие.

Понимая, что все они не смогут получить исходные кадры во время самого пролета, десятки телевизионных сетей и компаний, выпускающих документальные фильмы, из Соединенных Штатов, Канады, Европы, Австралии и Азии хотели снять интервью до пролета. Растущий интерес общественности приводил в восторг команду «Новых горизонтов». Но у медали была и обратная сторона: в разгар основной работы этим ученым и инженерам приходилось давать множество интервью. Они предвидели, что так и произойдет, но теперь, при растущем напряжении пролета, оказалось, что все это утомляет гораздо сильнее, чем ожидалось. Алан:

 

Мы все трудились не покладая рук, чтобы выполнить техническую работу, работу по управлению проектом, научную работу; волновались о технической стороне функцио­нирования космического аппарата, занимались планированием связи и навигации, отправляли несколько сотен электронных писем в день. Но потом, неожиданно, у нас появился еще один вариант рабочей нагрузки: каждый день мы несколько часов подряд, иногда до позднего вечера, давали интервью. А еще приезжали группы школьников, местных чиновников, национальных политиков, научных тусовщиков и даже несколько звезд. И все это время Лаборатория прикладной физики устраивала обеды и показательные мероприятия для персонала и публики. К тому времени мы все работали по 17–18 часов в день, без выходных.

После пары недель такой жизни я осознал: «Это теперь стало для меня нормальным. Я просто не смогу выкраивать на сон больше четырех или пяти часов в сутки до окончания пролета. А иногда спать придется даже меньше». Но вместо того, чтобы возмущаться недосыпанием, я решил воспользоваться им как источником энергии, чтобы с помощью движущей силы энтузиазма, связанного с пролетом, пронестись через шесть бессонных недель на одном адреналине.

Внимание! Ищем препятствия и расчищаем путь

Посреди всего этого утомляющего внимания со стороны публики и прессы на космическом аппарате и в Лаборатории прикладной физики разворачивалась чрезвычайно серьезная работа: шел «поиск препятствий» на фотографиях, чтобы определить, является ли запланированный путь через систему Плутона безопасным или в последние минуты придется переключиться на более безопасный, хотя и имеющий меньшую ценность для науки маршрут через «частокол» спутников Плутона.

За следующие семь недель до конца июня были проведены четыре интенсивные серии поисков возможных угроз. Каждая состояла из одних и тех же этапов: камера LORRI «Новых горизонтов» прочесывала пространство вокруг Плутона, делая очень качественные фотографии, чтобы обнаружить крошечные спутники и невообразимо слабые кольца, которые все еще могли представлять опасность для космического аппарата. После этого требовалось несколько дней, чтобы передать получившиеся снимки на Землю, а затем их скрупулезно изучали 15 анализаторов данных, в которых использовались тщательно разработанные пакеты программного обеспечения для анализа изображений, чтобы засечь даже самые тусклые детали возможных угроз. Наконец, когда изображения были проанализированы, создавались модели и их результаты уже представляли Алану и Глену, чтобы показать, какова вероятность того, что аппарат будет потерян.

Тотчас же, во время первой кампании по поиску возможных угроз, в начале мая эксперт по охоте на спутники Марк Шоуолтер решил, что его программное обеспечение обнаружило новый спутник — в самой первой серии изображений в разрешении «лучше, чем с "Хаббла"». «Ну вот, опять началось! — подумал Алан. — Стоит нам только туда посмотреть, как мы находим очередной спутник. Сколько же их будет всего?» Но, к счастью, после более тщательного анализа «спутник» Шоуолтера оказался всего лишь дефектом компьютерной обработки. Это происшествие привлекло всеобщее внимание и усилило бдительность во время дальнейшего поиска возможных угроз в течение многих недель. Джон Спенсер:

 

Для нас переломным моментом для принятия важного решения о том, оставаться ли на прежнем курсе или поворачивать, была отметка за 33 дня до максимального сближения с Плутоном, потому что переход на другую, более безопасную траекторию с максимальной экономией топлива мог быть сделан как раз в этот момент. Затем у нас была еще одна точка принятия решения, за 20 дней до Плутона и далее — еще два раза в последние недели сближения. Самый крайний вариант отвернуть для нас был за 14 дней до Плутона.

 

В каждой точке принятия решения вердикт был одним и тем же: впереди все чисто, остаемся на прежнем курсе. Никаких новых спутников, колец или орбитальных угроз обнаружено не было. Когда стало уже слишком поздно включать двигатели, если какие-либо опасности обнаружатся, еще можно было прибегнуть к способу ориентации «антенна на таран», при котором тарелка остронаправленной антенны использовалась как щит, защищающий «Новые горизонты» от столкновений. Джон:

 

Последнюю серию наблюдений для поиска угроз мы провели за 13 дней до максимального сближения с Плутоном. Но никаких опасностей по-прежнему не было обнаружено. Поэтому примерно за 11 дней мы приняли решение о том, что нет ничего, что заставило бы нас разворачивать «антенну на таран» из обычного положения. Именно в этот момент мы ощутили, что действительно выполнили свою работу. Теперь можно было расслабиться и отпраздновать очередное достижение.

 

Насколько было известно по тем данным, которые могли собрать «Новые горизонты», путь впереди свободен! Конечно, космический аппарат все еще рисковал быть выведенным из строя теми помехами, которые не смогли обнаружить, но несколько месяцев назад Алан и Глен заключили с NASA соглашение о том, что если нет никаких известных угроз, то «Новые горизонты» останутся на прежнем курсе и продолжат запланированный маршрут через систему Плутона.

Как это делали «Вояджеры» и как поступали все первопроходцы — от первых людей, покинувших Африку, чтобы населить весь земной шар, до викингов, полинезийцев, испанцев и португальцев, до Амундсена и Шеклтона, до Хиллари и Норгея, до Йегера, Гагарина, Шепарда, Гленна, Армстронга и Олдрина, — «Новые горизонты» летели к неизведанному, чтобы исследовать его. Несмотря на всю подготовку, поиск угроз, расчеты и компьютерные модели, «Новые горизонты» не могли изучать Плутон, ничем не рискуя.

В начале июля экспедиция вот-вот должна была попасть в заголовки газет и войти в историю, но какими будут эти заголовки, было неизвестно до последних часов 14 июля, когда «Новые горизонты» благополучно отзовутся или не отзовутся, пролетев через систему Плутона и, как все надеялись, благополучно покинув ее.

Само собой разумеющееся беспокойство

Как мы уже ранее упоминали в этой книге, более 2500 американцев работали, чтобы спроектировать, построить, запустить «Новые горизонты», а также управлять аппаратом во время полета. С началом июля 2015 г. и приближением к Плутону электронные письма и звонки от инженеров, техников, пусковой команды и других специалистов потоком хлынули на пролетную команду. Им снова и снова напоминали: «Вы сделали это! Мы сделали это! Мы, наконец, там, давайте, вперед!»

Для Алана, Элис, Глена, Фрэн, Лесли, Джона, Джеффа, Билла, Марка, Криса и многих других пролет Плутона был главным делом, организующим их жизни: некоторые из них посвятили ему как минимум половину своей карьеры. Теперь с каждым днем на фотографиях, которые передавались на Землю из пояса Койпера, Плутон рос в размерах. И он будет день за днем становиться все больше, пока в какое-то мгновение не окажется «в зеркале заднего вида» и не начнет уменьшаться.

Какой будет их жизнь после пролета?.. Однажды вечером, примерно за две недели до Плутона, Алан вышел прогуляться вокруг озера, расположенного неподалеку от его отеля, вместе с Эми Тейтел, историком и журналисткой, одной из акул пера, которую Стерн нанял, чтобы помочь переводить язык науки на жаргон пресс-релизов NASA. Пока они обходили озеро, разговор свернул на его состояние духа. Алан:

 

Эми немного удивила меня. Она сказала что-то вроде: «Через несколько дней произойдет самое крупное событие в твоей карьере, а потом все закончится. Что бы ты ни сделал дальше, с этим ничего не сравнится. Ты сможешь с этим справиться?» А потом она добавила: «У многих людей может случиться нервный срыв, когда с ними происходит что-то подобное. Как ты будешь держать эмоции под контролем?»

 

Многие ученые и инженеры различных программ NASA в той или иной мере испытывают то, о чем говорила Эми: они так сосредотачиваются на том, чтобы добиться успеха экспедиции, сплачиваясь со своей командой сильнее, чем с кем-либо еще в жизни, что потом, когда ключевой момент — запуск, достижение цели полета, посадка — приближается, они чувствуют ужас. Они заранее знают, что скоро вся энергия и общая цель проекта исчезнут, они видят ожидания своей команды, они боятся утраты долгожданной, трудной цели, которой больше не будет. Это в чем-то похоже на школьный выпускной, когда ты твердо знаешь, что прежней жизни вместе со всеми ее целями и социальными связями больше не будет, а новое, неопределенное будущее обрушивается на тебя, как обвал.

Другие члены команды «Новых горизонтов» тоже это чувствовали. За несколько недель до пролета к Алану пришла Элис Боуман и сказала, что некоторые люди в ее группе управления полетом страшатся пролета, над которым работали столько лет. По ее словам, они хотели бы его хоть немного затормозить и еще ненадолго задержаться в этом месте и времени. Кое-кто даже не слишком хорошо понимал, чем будет заниматься после того, как попытка исследования самой далекой планеты в истории человечества закончится. Алан:

 

Когда Элис сказала мне об этом, я понял, что очень много лет исследование Плутона было для нас ярким, манящим светом, сияющим в далеком будущем, и в голову пришла мысль: «Господи, мы все чувствуем одно и то же».

Я попросил Элис сказать ребятам, чтобы они с радостью ждали того, чтобы исследование Плутона действительно воплотилось в реальность — ведь, когда мы только начинали, никто и не думал, что у нашей команды это получится! Я просил передать им, что они смогут насладиться фотографиями и другими данными и все мы вот-вот начнем открывать этот совершенно новый мир. И я сказал, что нужно ценить каждый день, оставшийся до Плутона, потому что, возможно, никто из нас больше никогда не ощутит ничего подобного.

14

Фейерверки 4 июля

Крах загрузки основной программы

Выходные 4 июля дали многим членам команды «Новых горизонтов» короткую, но такую нужную передышку и шанс пополнить силы перед приближающимся пролетом, до которого оставалось всего десять дней. Операторы управления полетом оставались на дежурстве, занимаясь космическим аппаратом, но большинство остальных сотрудников получили выходные, чтобы пожарить барбекю и расслабиться. Это напоминало рождественские каникулы, которые дали пусковой команде в конце декабря 2005 г., что очень помогло поднять дух перед бесконечной напряженной работой по запуску в последовавшем за отдыхом январе.

Задолго до рассвета 4 июля операторы в ЦУП связались с аппаратом, чтобы загрузить новое программное обеспечение — основную программу. Она представляла собой длинный сценарий команд, которые «Новые горизонты» должны были выполнять во время сотен научных наблюдений в течение девяти дней во время максимального сближения и пролета. Как можно судить из названия, тщательно проверенный командный скрипт буквально представлял собой ядро миссии, и его правильная загрузка и выполнение должны были направлять каждое движение и поворот «Новых горизонтов», каждое распределение компьютерной памяти, каждый сеанс связи с Землей, каждый снимок камеры и так далее.

Передача данных в космос относилась к епархии Элис Боуман, и Алан хотел наблюдать за процессом. Он воспринимал загрузку основной программы как нечто подобное непосредственно запуску космического аппарата. Поэтому, следуя своей привычке находиться в ЦУПе в критически важные моменты экспедиции, Алан приехал в Лабораторию прикладной физики примерно в половине четвертого утра, чтобы пронаблюдать, как операторы выполняют загрузку. В ЦУПе никого не было, кроме Алана и команды из двух человек. Он принес дежурным пончики — традиционное пожелание удачи.

Приехав, Алан сел в темной задней части ЦУПе и примерно полтора часа просто наблюдал, иногда коротко переговариваясь с операторами, отправляющими сценарий команд с Земли на «Новые горизонты» в поясе Койпера. Стерн думал о том, сколько лет потребовалось на то, чтобы это стало реальностью, как многое зависит от успеха операции по загрузке именно этого сценария команд и как много новых знаний принесет именно эта основная программа. Наблюдая за операторами, он почувствовал гордость за команду «Новых горизонтов», которая целых десять лет так хорошо управляет полетом автоматической межпланетной станции.

К пяти часам утра весь командный скрипт пролета отправился в путь к Плутону, преодолевая огромную дистанцию в 4,8 млрд км через космический вакуум со скоростью света. Удовлетворенный тем, что все прошло хорошо, Алан отправился поработать в свой кабинет. Благодаря тому, что почти все праздновали День независимости, появился шанс разобрать все возрастающий поток электронной почты, встретиться с сотрудниками из отдела по связям с общественностью и командой материально-технического обеспечения, а также дать пару телефонных интервью журналистам до того, как начнется суета следующей недели.

Среди электронных писем в его ящике было два сообщения от Элис Боуман, появившиеся вечером. Первое гласило: «Пожалуйста, не приходи в ЦУП во время загрузки командного сценария. Если там будет присутствовать научный руководитель проекта, это будет отвлекать операторов полета от чрезвычайно важной операции». Во втором говорилось: «Я знаю, что ты хочешь быть здесь в такой особенный момент, но это один из моих предрассудков. Я чувствую, что мы должны дать им работать одним. Даже если ты будешь сидеть где-нибудь позади, боюсь, случится неудача». Алан пожалел, что не видел этих писем раньше, но теперь уже было поздно, и, кроме того, в ЦУПе все прошло отлично.

За утро Алан много раз возвращался к мысли о том, как командный сценарий пролета преодолевает свой путь к «Новым горизонтам» через Солнечную систему:

 

Я все поглядывал на часы. Прошел час — пакет пересек орбиту Сатурна; два часа — добрался до орбиты Урана. К середине утра сценарий был на космическом аппарате около Плутона, всего за 4,5 часа преодолев дистанцию, на которую «Новым горизонтам» потребовалось 9,5 года. Я думал, что еще через 4,5 часа мы получим сигнал аппарата, который подтвердит, что пакет получен и правильно загружен в память. Я вернулся к работе.

Потеря сигнала

В тот день с раннего утра Элис Боуман была в ЦУПе с небольшой группой операторов полета. Они ждали с «Новых горизонтов» доклад, который подтвердил бы, что аппарат получил и сохранил основную программу. Примерно в час дня, точно в срок, начали поступать первые сигналы, подтверждающие получение командного скрипта. Элис:

 

До 13:55 все шло хорошо. Неожиданно мы потеряли всякую связь с космическим аппаратом. Полная тишина. Ничего. Мы потеряли связь. И она не возобновлялась.

Когда у нас происходит потеря сигнала, в девяти случаях из десяти проблема связана с наземной станцией: возникают какие-то проблемы с конфигурацией системы или что-то подобное. Поскольку эта загрузка программного обеспечения была так важна, наши инженеры по эксплуатации сетей находились с нами на связи. Мы называли их NOPE — по первым буквам названия их специальности (Network operations engineers). Также у нас были наши «Асы Плутона» — операторы, находящиеся здесь, в ЦУПе. Итак, «Асы Плутона» попросили NOPE в Австралии проверить их настройки системы. Все результаты этих проверок сообщали, что наземные системы работают нормально.

 

Это означало, что проблема возникла не на Земле — ни в Мэриленде, где собрались Элис и ее команда «Асов Плутона», ни в Австралии, где на станции Сети дальней космической связи NOPE принимали сигнал с «Новых горизонтов». Потеря сигнала была обусловлена проблемой, возникшей с самим аппаратом.

Потеря связи — одна из самых плохих вещей, которая может произойти с командой управления полетом. Она означает, что связь с Землей разорвана. Но это еще не самое плохое. Она может свидетельствовать и о том, что космический аппарат пережил катастрофический отказ оборудования. Элис почувствовала, как ее охватывает ранее неведомый страх:

 

Знаете это чувство, которое возникает, кажется, прямо в глубине вашего желудка, когда случается что-то плохое и вы не можете в это поверить? В этом путешествии мы провели 9,5 года, и я не могла в это поверить! Раньше мы никогда не теряли связь. Вы можете позволить себе пять, десять секунд этого страха и неверия, но затем начинает действовать то, к чему вас готовили, и вытесняет его.

 

Неожиданная потеря сигнала заставляет думать о самых худших сценариях — о том, что с аппаратом могла произойти какая-то катастрофа. «Новые горизонты» все еще находились в миллионах километров от Плутона и грозящих опасностей. Шансы с чем-то столкнуться в межпланетном пространстве были очень низки. Но тем не менее каждого из членов команды посетила одна и та же кошмарная мысль: «Могли мы просто с чем-то столкнуться?» Глен Фонтейн вспоминает:

 

Я был дома, когда мне позвонила Элис Боуман и сказала: «Мы только что потеряли связь». Я жил всего в десяти минутах от работы и примчался в Лабораторию в рекордное время. По пути я успел передумать обо всем. Я позвонил Алану, и поскольку он был в Лаборатории, то раньше меня оказался в ЦУПе.

 

После звонка Глена Алану показалось, что все происходящее вокруг нереально. Он не мог поверить, что действительно только что слышал, как Глен Фонтейн сказал ему голосом, срывающимся от волнения: «Мы потеряли связь с космическим аппаратом». Это была до ужаса серьезная проблема. Алан:

 

На секунду я подумал: «Дурное предчувствие Элис насчет того, что мне не стоило приходить в ЦУП этим утром, когда мы загружаем основную программу, начинает сбываться». Конечно, это было совершенно нелогично, но такая мысль у меня появилась.

Но я выбросил ее из головы. Я выскочил из кабинета и уже через полторы минуты был в машине, проехал километр или около того до здания, где размещался ЦУП. По пути я позвонил в штаб-квартиру NASA, чтобы преду­предить их. Я поставил машину на парковку, пробежал через пост охраны и бросился в ЦУП.

 

Поскольку перед тем, как произошел обрыв связи, команда получала телеметрию с космического аппарата, у Криса Херсмана и его инженеров, уже приехавших, были какие-то зацепки, с которыми они могли работать. До ключевой мысли они дошли очень быстро: как раз перед обрывом сигнала главный компьютер делал две вещи одновременно, и обе требовали больших ресурсов памяти и мощности. Одной из задач было сжатие 63 фотографий Плутона, сделанных ранее, чтобы освободить место в памяти для фотографий с пролета, который скоро предстоял. В то же время компьютер получал основную программу с Земли и сохранял ее в память. Не мог ли компьютер оказаться перегруженным этим трудоемким сочетанием заданий, требующих больших затрат вычислительных ресурсов, и в результате начать перезагрузку?

Такой была теория Брайана Бауэра. В то время он был инженером-системотехником автономного режима экспедиции и написал код процедуры восстановления, к которой космический аппарат должен был автоматически прибегать как раз в такой ситуации. Брайан сказал Элис: «Если про­изошло именно это, то космический аппарат перезапустится, используя резервный компьютер, и через час-полтора мы получим радиосигнал от "Новых горизонтов", находящихся под управлением резервного компьютера».

Инженеры и «асы» вместе с Элис, Гленом и Аланом ждали, когда пройдут эти долгие минуты, и строили экстренные планы на тот случай, если гипотеза Брайана окажется неверной. Но, конечно же, через полтора часа с «Новых горизонтов» поступил сигнал, указывающий на то, что аппарат переключился на резервный компьютер.

Связь была восстановлена, и после ее появления страх потерять аппарат из-за катастрофы исчез. Но кризис еще не был преодолен, он просто перешел в другую фазу.

И снова: «чего бы это ни стоило»

Центр управления полетом и прилегающие к нему помещения быстро заполнили прибывающие инженеры, члены группы управления полетом и другие сотрудники проекта, которые прервали свои выходные, чтобы приехать в Лабораторию и помочь. Люди приезжали в шортах и шлепанцах, в одежде для пикника, они бросали все и ехали в ЦУП.

Когда с «птички» стала поступать дополнительная телеметрия, они узнали, что все файлы команд основной программы пролета, которые загружали в главный компьютер, оказались стерты, когда космический аппарат перезагрузился и переключился на резервный компьютер. Это означало, что ключевую последовательность команд при пролете нужно загружать заново. Но куда хуже было то, что многочисленные вспомогательные файлы, некоторые из которых были загружены еще в декабре и без которых никак нельзя было запустить командный скрипт, тоже предстояло пересылать заново. Элис вспоминает:

 

Раньше нам никогда не приходилось восстанавливаться после такого сбоя. Проблема была в том, успеем ли мы все сделать вовремя, чтобы запустить последовательность команд пролета, начало которой было назначено на 7 июля.

 

Это означало, что у команды осталось всего три дня, чтобы снова собрать «Шалтая-Болтая» с расстояния в 4,8 млн км. Если они не смогут этого сделать, то с каждым уходящим днем будут терять десятки уникальных наблюдений системы Плутона с близкого расстояния, которые были частью тщательно сконструированного сценария команд пролета. Команда экспедиции неожиданно обнаружила себя участвующей в сумасшедшей трехдневной гонке, чтобы восстановить все, на что ушли годы труда и месяцы загрузки.

Процесс возвращения «Новых горизонтов» в нормальный режим после любого сбоя в работе аппарата формировался вокруг ряда официальных собраний, которые назывались комиссией по рассмотрению сбоев. Вскоре после четырех часов дня, всего через 45 минут после восстановления связи с автоматической межпланетной станцией, первая комиссия по сбою 4 июля собралась в помещении для совещаний, прилегающем к ЦУП.

На этом собрании члены команды должны были определить, что произошло, решить, как восстанавливать план пролета и как убедиться, что при восстановлении они не сделают чего-либо, что может вызвать еще какую-либо проблему с аппаратом. От того, насколько далеко их отбросили перезагрузка и переход на резервный компьютер, члены команды были просто в шоке. По сделанной на скорую руку оценке, чтобы начать выполнение командного сценария пролета 7 июля, им придется вместить в три дня работу, проделанную за несколько недель. И все это нужно было сделать без сучка и задоринки.

Еще хуже было то, что каждый шаг приходилось осуществлять с помощью удаленного управления при том, что для прохождения радиосигнала между центром управления полетом, космическим аппаратом и обратно требовалось девять часов. На школьных уроках учат, что скорость света очень велика, что сигнал, двигающийся с такой скоростью, может совершить кругосветное путешествие за 1 / 8 секунды или добраться до Луны и обратно — пройти около 800 000 км — всего за 2,5 секунды. Но команда «Новых горизонтов» пыталась восстановить работу космического аппарата, находящегося около Плутона, и огромное расстояние между Землей и АМС заставляло ощущать скорость света как мучительно медленную.

Присутствующие на собрании комиссии по рассмотрению сбоев знали, что при всем внимании прессы мир скоро будет оповещен о том, что «Новые горизонты» сломались буквально накануне пролета. Всего через десять дней космическому аппарату предстояло пройти через систему Плутона — ничто не могло остановить движение по законам небесной механики, вопрос был в том, будет ли он в это время собирать информацию, ради которой проделал путешествие длиной в десять лет.

Собрание открыли Алан и Глен, заявив, что никогда не видели команды, которая была бы лучше команды «Новых горизонтов», и что если кто и может вернуть космический аппарат в строй, так это группа людей, собравшихся в этой комнате. Затем слово взяла Элис и начала разговор о том, как восстановить рабочее состояние аппарата.

Элис немедленно задала Алану вопрос о научных наблюдениях, которые были потеряны в день сбоя и не будут проводиться в следующие три дня до того, как 7 июля будет запущен командный сценарий близкого пролета. Она хотела услышать от научного руководителя, должна ли ее команда также попытаться восстановить и эти наблюдения, вдобавок к изменению конфигурации космического аппарата и загрузке всех файлов и команд для близкого пролета. Алан:

 

Я не спрашивал мнения других членов научной команды, собравшихся в комнате. Я даже не позволил высказаться повелительнице нашего плана пролета Лесли. Я твердо знал, что команде Элис нужно точное направление, чтобы следовать ему без всякой суеты, и что им нужно сосредоточиться на спасении главного события, а не предварительных наблюдений, которые мы потеряли, когда космический аппарат начал перезагрузку. Я сказал Элис, что все, кроме того, что вернет нас в строй для того, чтобы начать близкий пролет вовремя, будет только ее отвлекать.

Элис ждала дальнейших разъяснений и прямо спросила меня: «Каким "количеством науки" из текущего сценария команд я могу пожертвовать?» Я знал, как велики ставки. Я знал, что́ здесь «глазурь», а что — сам «пирог». По моим прикидкам, эта основная программа пролета содержала 95% всего, что мы хотели узнать о Плутоне. Все остальные программы, включая ту, которая сейчас была приостановлена из-за сбоя, давали просто детали для сравнения. Я посмотрел Элис прямо в глаза и сказал: «Загрузка основной программы пролета — это все, что сейчас для меня имеет значение. Поэтому сделайте все возможное, чтобы только успешно запустить ее 7-го. В промежутках выбрасывайте все, что вам мешает».

 

Теперь у Элис был приказ к действию. Только ее работа могла спасти главную последовательность операций пролета, всем остальным можно было пожертвовать. Но реально ли успеть все сделать вовремя?

Элис и ее команда быстро, но методично составили план восстановления. В следующие три дня они должны были разработать и преобразовать в исполняемые файлы все командные процедуры, чтобы задействовать главный компьютер космического аппарата, а затем снова отправить все утраченные командные файлы и файлы поддержки для загрузки оперативной памяти. Прежде чем предпринимать какие-либо действия, все это еще предстояло проверить на симуляторе космического аппарата NHOPS, чтобы удостовериться, что каждый шаг сработает с первой попытки — на вторую и последующие просто не было времени. Они знали, что 7 июля в полдень основная программа пролета должна быть запущена. Поэтому команда Элис использовала все то время, что у нее было, разделив его на девятичасовые отрезки — это время требовалось, чтобы передать каждую серию процедур и получить подтверждение того, что они выполнены успешно. Учитывая все, что предстояло сделать на Земле, члены команды определили: у них будет время только на три таких цикла связи до того момента, когда основная программа должна быть активирована в полдень 7 июля.

Таким образом, восстановление разделили на три этапа. На первом отдавали команду космическому аппарату восстановить нормальную, а не аварийную связь. Это повышало скорость передачи данных в 100 раз, что позволяло успеть с процессом восстановления вовремя. По оценкам команды, только первый шаг должен был занять примерно половину дня для того, чтобы написать код, протестировать его, отослать на «Новые горизонты» и получить подтверждение того, что операция прошла успешно. Тик-так.

Далее операторы должны были отдать аппарату команду переключиться на работу от основного компьютера. Это было необходимо для того, чтобы использовать программу пролета так, как она была написана. До этого в полете никогда не производили переход с резервного на основной компьютер. Поэтому процедура должна была быть разработана и запрограммирована, протестирована на симуляторе, а затем результаты теста нужно было проверить, прежде чем отправлять команды перехода на «Новые горизонты». Наконец, команде предстояло методично восстановить все файлы основной программы пролета и уложиться в его расписание. К тому времени, когда этот план разработали, наступила полночь, и терять время было нельзя: прошло уже более десяти часов от момента потери контакта. Тик-так.

Группа управления полетом — Элис, работая в тесном сотрудничестве с командой системотехников Криса Херсмана, — написала, протестировала и отослала на космический аппарат первую серию команд примерно через 12 часов после восстановления связи, где-то в 3:15 утра 5 июля.

Девять часов спустя, в полдень 5-го, ЦУП получил подтверждение того, что нормальная связь с Землей восстановлена! Но прошли целые сутки, и за это время «Новые горизонты» пролетели более 1,5 млн км по направлению к Плутону. Первый этап восстановления был выполнен, но теперь оставалось всего два дня до того, как должна была быть запущена последовательность команд основной программы пролета. Тик-так.

Как ни трудно в это поверить

На следующие несколько дней команда «Новых горизонтов» организовала свою работу и жизнь вокруг девятичасового цикла связи с космическим аппаратом. Ее члены очень мало спали и работали «на адреналине». Они десять лет проработали вместе и сталкивались с проблемами на межпланетном зонде и раньше, но трудностей такого масштаба и при таких высоких ставках у них еще никогда не случалось. Чтобы справиться с ними, требовалось 24 часа находиться в ЦУП, и команда это сделала.

Глен вспоминает:

 

Команда просто делала то, что нужно было сделать. Я начал искать места, где люди могли бы спать более комфортно, чем на полу кабинетов. По воспоминаниям Элис, «мы нашли раскладушки, одеяла, подушки, а кто-то принес надувной матрас. Спальных принадлежностей не хватало, поэтому мы ими делились и менялись».

 

Алан:

 

На это стоило посмотреть. Без единой жалобы люди работали днем и ночью, не меняя одежду, не имея возможности как следует поспать или помыться. Некоторые проработали четыре дня подряд. Кое-кто засыпал прямо на столах, довольствуясь двумя-тремя часами сна в день. Для того чтобы ходить обедать в ресторан, времени не было. Мы заказывали еду и старались накормить команду.

Восстановление

Чтобы удостовериться, что каждый этап восстановительных процедур сработает так, как предполагается, было чрезвычайно важно проверять их на симуляторе NHOPS. Поскольку этот симулятор так достоверно имитирует космический аппарат, тестирование на нем загрузки сценария команд могло быть полезно в работе по поиску ошибок, а также для того, чтобы удостовериться: в отсылаемых на «Новые горизонты» инструкциях нет ошибок.

Как выяснилось, одно из принятых многие годы назад решений оказалось спасительным. Если вы помните, Алан был так озабочен тем, что у команды не было полноценного резервного симулятора, что построили второй. Во время выходных перед 4 июля просто не было достаточно времени, чтобы проверить все загрузки команд, необходимые для того, чтобы восстановить аппарат, на одном симуляторе. Поэтому команда ускорилась вдвое, воспользовавшись вторым NHOPS, чтобы сделать больше тестовых прогонов. Если бы его не было, восстановление работоспособности тянулось бы гораздо дольше и целый ряд уникальных научных наблюдений Плутона канул в Лету.

С использованием процедур, протестированных на NHOPS-1 и NHOPS-2, второй этап, выводящий «Новые горизонты» из безопасного режима и переводящий на основной компьютер, прошел успешно. 6 июля он был подтвержден телеметрией, полученной с космического аппарата.

Далее следовало настроить конфигурацию так, как она была настроена до попытки загрузить сценарий пролета 4 июля, а затем, на последнем этапе, снова загрузить основную программу вместе со всеми десятками связанных с ней файлов поддержки, которые пропали, когда из-за сбоя главный компьютер перезагрузился. Из-за всех этих шагов и проводимых на симуляторах проверок, а также множества собраний комиссии по рассмотрению сбоев, где планировали и подтверждали каждый шаг, 6 июля пришлось работать круглосуточно.

Но каким-то образом к раннему утру 7 июля все восстановительные работы были завершены. Утомленная команда сумела вернуть космический аппарат к работоспособному состоянию и подготовить к пролету. Они завершили все процедуры всего за четыре часа до того времени, когда нужно было запускать основную программу.

Результаты «вскрытия»

Так какие же научные наблюдения были утрачены из-за сбоя 4 июля и яростных восстановительных работ? Спасая ситуацию с «Новыми горизонтами», Элис и ее команда следовали указанию Алана «во что бы то ни стало» спасти основную программу. Поэтому, в конце концов, они пожертвовали всеми наблюдениями, которые должны были состояться в те три дня, когда шло возвращение аппарата в строй, поскольку не было никакой возможности заново их планировать и одновременно выводить АМС из безопасного режима и вовремя подготовить ее к максимальному сближению.

Но команда Элис сумела спасти 63 фотографии, которые сжимались, когда произошел сбой. Они должны были быть сжаты и заархивированы, потому что полноразмерные, необработанные фотографии нужно было удалить, чтобы освободить память для данных, которые предстояло собрать во время пролета. Во время восстановительных операций команда Элис нашла свободное окно в расписании и сумела перенести эту процедуру сжатия на другое время, благодаря чему спасла все снимки.

А что стало со всеми наблюдениями, проведенными во время сближения, которые отправились «в мусорную корзину» во время восстановления работоспособности космического аппарата 4 июля? Алан дал повелительнице планирования пролета Лесли задание сформировать группу для мозгового штурма этой проблемы. Лесли и ее бойцы работали все три дня, пока шло восстановление «Новых горизонтов», чтобы отследить каждое потерянное наблюдение и его влияние на общую научную ценность работы у Плутона. Они обнаружили, что каждое из них повторяется позже в более высоком разрешении или на меньшем расстоянии, что означало, что ни одна из задач не была потеряна, за исключением одного пункта. Это был последний поиск спутников Плутона, который планировали провести 5 и 6 июля, когда «Новые горизонты» были еще достаточно далеко, чтобы фотографировать пространство вокруг планеты. Чувствительность этих поисков была в несколько раз выше, чем у предыдущей серии, которая состоялась всего за несколько дней до сбоя. Когда все фотографии, сделанные для поиска спутников, позднее были изучены научной командой «Новых горизонтов», новых тел обнаружено не было. Это удивило многих ученых, поскольку каждый раз, когда «Хаббл» «всматривался» получше, он находил больше спутников. Обнаружили бы «Новые горизонты» новые объекты в этом последнем, самом тщательном поиске, которым пришлось пожертвовать? Никто не знает, но, может быть, узнает когда-нибудь в будущем, когда к Плутону прилетит новая, орбитальная станция и возобновит поиски.

Но почему же произошел сбой 4 июля? Не должна ли была команда ожидать, что существует комбинация действий, которая ведет к перегрузке главного компьютера, и проверить это?

Последовательность действий, запущенных на главном компьютере «Новых горизонтов» 4 июля, тщательно проверялась. Но, как выяснилось, наложение операций друг на друга, из-за которого компьютер оказался перегружен, произошло только из-за случайного совпадения в расписании, по которому Сеть дальней космической связи передавала основную программу одновременно с процедурой сжатия. Если бы программа была передана на несколько часов раньше или позже, компьютеру не надо было бы сохранять ее, одновременно выполняя ресурсозатратный процесс сжатия предыдущих фотографий Плутона. Но должна ли была команда понимать, что эти операции могут перекрыть друг друга, и отдельно проверить такую возможность? Оглядываясь назад, должна была. Но когда шло активное тестирование последовательности операций пролета в 2013 г., расписание Сети дальней космической связи на 2015 г. еще не было установлено, и возможность совпадения времени загрузки основной программы и сжатия изображений казалась очень маленькой. Алан:

 

Оглядываясь назад, я не сомневаюсь в том, что мы должны были определить возможность такого плохого стечения событий и проверить его вероятность, если не в 2013 г., до того, как было установлено расписание Сети дальней космической связи для передачи основной программы, то в 2015 г., когда время уже было назначено. Ответственность за этот недосмотр целиком лежит на нас, и именно он и вызвал наши «фейерверки» 4 июля. Но меня поражает, что была только одна-единственная деталь, которую мы пропустили среди буквально десятка тысяч операций при сближении с Плутоном, и именно она едва не испортила весь пролет. Все эти годы планирования, тестов, имитаций, вопросов «а что, если..?» действительно принесли свои плоды, поскольку нам удалось создать план, «пуле­непробиваемый» во всех других отношениях.

15

Время шоу пришло

Когда лучшее — враг хорошего

Среди многих забот, которые охватили Лабораторию прикладной физики в преддверии приближающегося пролета, предстояло принять одно ключевое решение. Как мы уже упоминали, чтобы выполнить цели пролета, космический аппарат должен был прибыть в точку максимального сближения с Плутоном в четкий промежуток времени: ±9 минут (540 с) от расчетного. Только тогда становились возможными все маневры наведения, которые позволяли автоматической межпланетной станции правильно нацелить на Плутон и его спутники камеры и спектрометры.

Выполнение этой задачи во многом зависело от тщательной оптической навигации и включения ракетных двигателей, которые космический аппарат использовал, чтобы приблизиться к времени максимального сближения. Но математический анализ показал, что только этого может быть недостаточно для того, чтобы гарантировать прибытие в критически важные ± 540 с. Поэтому разработчики космического аппарата в Лаборатории прикладной физики также добавили кое-какое программное обеспечение для того, чтобы исправлять ошибки в расчете времени, когда включать двигатель станет уже слишком поздно. Оно называлось «поправка узнавания времени» и фактически регулировало бортовые часы на «Новых горизонтах», заставляя космический аппарат считать при выполнении основной программы, что времени сейчас немного больше или меньше, чем на самом деле. В конечном результате все запланированные пролетные операции проводились раньше или позже на срок до 540 секунд, чтобы достичь соответствия с окончательным, запланированным временем прибытия. Этот процесс был много раз протестирован на наземных симуляторах с использованием NHOPS. Но во время пролета Юпитера в 2007 г. он не понадобился, так что по-прежнему так и не был задействован непосредственно на борту «Новых горизонтов».

С приближением космического аппарата к Плутону команда оптической навигации каждый день использовала новые фотографии, чтобы определить, насколько реальное положение дел расходится с расписанием максимального сближения, а затем рассчитывала поправку узнавания времени, необходимую, чтобы исправить это расхождение. Параллельно с этим Лесли Янг и ее команда по планированию встречи с Плутоном использовали замысловатое программное обеспечение, чтобы создать «отчет о научных последствиях», в котором каждое научное наблюдение при максимальном сближении имитировалось для заново рассчитанной ошибки в расписании, если предположить, что она не будет исправлена. При этом можно было сделать вывод, будет ли наблюдение успешным или нет.

Примечательно, что после того, как было произведено последнее включение двигателя и «Новые горизонты» вышли на траекторию максимального сближения, предсказываемые погрешности определения времени стали поразительно невелики — менее двух минут — и вполне укладывались в девятиминутную максимально допустимую ошибку. Доклады Лесли о научных последствиях показывали, что ни одно из наблюдений не сорвется при текущем расхождении, хотя некоторые измерения можно было бы улучшить, если их отцентрировать, то есть если команда проведет коррекцию поправки узнавания времени.

Теперь, когда до пролета оставалось всего несколько дней, пришло время решить, насколько большую поправку времени передать на «Новые горизонты». Собрание по принятию решения было организовано так, что после всех споров, после того, как продемонстрировали все навигационные расчеты и показали результаты всех отчетов о последствиях, после того, как все в команде задали свои наболевшие вопросы и уточнили все «а что, если..?», Марк Холдридж, который курировал этот процесс, обошел комнату по кругу, опрашивая каждого технического руководителя, дает ли он добро на поправку времени или нет. Этот опрос начался с инженеров-системотехников и операторов управления полетом, затем — навигаторы, ученые проекта и, наконец, менеджер программы Глен Фонтейн. Как научный руководитель и ответственный за принятие окончательного решения Алан был последним, и его решение не подлежало обсуждению. Алан:

 

Марк обошел комнату, и все давали добро. Я был очень удивлен. Мы и так отлично вписывались в девятиминутное временно́е окно, в котором и должны были оказаться, и, хотя доклад Лесли показывал, что некоторые наблюдения можно было улучшить благодаря этой поправке, ни одно из них не проваливалось бы полностью. Я знал, что наша команда хочет добиться такого высочайшего уровня, который только возможен при каждом наблюдении, но, с моей точки зрения, мы и так уже прямиком двигались к табелю с отличными отметками. Более того, поправка узнавания времени не была протестирована на космическом аппарате. Я был удивлен, что никто не спросил: «Нет ли риска все испортить, если поправка узнавания времени не сработает так, как мы планируем? Стоит ли этого крошечный выигрыш в результате, которого мы можем достигнуть?» Опрос обошел всех вплоть до Глена Фонтейна, который как менеджер проекта находился в иерархии принятия решений сразу после меня, и он тоже дал добро. Я не мог в это поверить! После всего, через что мы прошли, когда весь проект был «на грани смерти» несколько дней назад, когда мы просмотрели какую-то мелочь и отправили аппарат в безопасный режим во время выходных 4 июля! Я недоумевал из-за того, что все — даже Глен! — хотят сделать это и что никто даже не подумал о том, что лучшее может быть врагом хорошего.

На мой взгляд, ситуация напоминала нашу вторую попытку запуска во Флориде в 2006 г., когда все давали добро на старт, а я остановил его, сказав «нет», потому что не хотел, чтобы ЦУП в Лаборатории прикладной физики во Флориде работал во время пуска от резервного генератора. Мне не нравилось это делать, но я одним махом перечеркнул всю попытку запуска, потому что не хотел принимать риск, который все остальные считали приемлемым.

Так же как и опрос по поводу запуска в 2006 г., опрос по поводу временно́й поправки был единогласным до того момента, пока не дошел до меня, но я сказал «нет» и объяснил свое решение. Я спросил команду: «Не упустил ли я чего-то? Есть ли неотложная причина, из-за которой мы должны ввести поправку узнавания времени, несмотря на то, что и так прекрасно вписываемся в девятиминутное окно?» Никто не откликнулся, даже когда я переспросил еще раз. Поэтому я наложил вето на поправку.

После окончания собрания я вернулся в свой кабинет в другой стороне кампуса Лаборатории прикладной физики и обнаружил, что уже получил ряд электронных писем и других сообщений от тех, кто был на совещании. Все высказывали свое облегчение от того, что я возразил групповому мнению и призвал не гнаться за лучшим при наличии хорошего. Я тоже был доволен. Были еще сотни причин, из-за которых пролет мог провалиться, так зачем добавлять к ним еще одну?

Вихрь в Мэриленде

С приближением аппарата к Плутону внимание к нему со стороны СМИ быстро росло. Поэтому в Лаборатории прикладной физики царило столпотворение.

Пресса и общественные организации разместились в Косякофф-центре — здании в парадной части кампуса Лаборатории прикладной физики с большим зрительным залом, рядом кабинетов и залов для переговоров, подходящих для деятельности прессы, проведения брифингов и интервью. Также там было открытое пространство, вмещающее большое количество посетителей. Люди прибывали, они получали бейджи разных цветов, чтобы различать журналистов, посетителей, очень важных персон и работников лаборатории. За неделю последнего этапа сближения приехали сотни репортеров, корреспондентов и документалистов, представляющих СМИ из Северной и Южной Америки, Азии, Европы, Австралии и Африки.

Но в Лабораторию прикладной физики приезжали не только журналисты, друзья и родственники сотрудников. В середине 2015 г. эта лаборатория в крошечном городке Лорел в штате Мэриленд стала единственным желанным местом в мире для закоренелых фанатов космоса: было совершенно невозможно пропустить первый пролет новой планеты при жизни этого поколения. Интернет дал возможность узнавать, что происходит, увидеть новые фотографии и насладиться плутономанией практически из любой точки земного шара. Но в людях, собравшихся вместе ради общей цели, ради дела, большего, чем вся жизнь, было что-то, чего нельзя заменить никакими средствами коммуникации.

Команда связи с общественностью в Лаборатории прикладной физики и ранее организовывала крупные мероприятия, но огромный, постоянно растущий интерес к «Новым горизонтам» застал ее врасплох. К утру 14 июля — того дня, когда космический аппарат должен был добраться до Плутона, — собралось более 2000 человек; телефоны в отведенных для прессы зонах звонили беспрестанно, а нагрузка на веб-сайты экспедиции и NASA была просто ударной: миллионы, а потом и миллиарды посетителей заходили на них со всех концов Земли.

Среди собравшихся в Лаборатории прикладной физики были и светила планетологии, и многие значительные фигуры в исследовании Плутона. Приехал старый преподаватель Алана Ларри Эспозито, чье предложение под названием POSSE 14 лет назад проиграло «Новым горизонтам». В другой реальности этот пролет мог бы быть его детищем, но он все равно был здесь, улыбающийся и так же радостно возбужденный, как и все остальные. Первыми разработками экспедиции к Плутону в Лаборатории реактивного движения руководили Роб Стаэль и Стейси Вайнштейн, и они тоже были здесь. Присутствовали и многие другие люди, сыгравшие ключевые роли в том, что полет «Новых горизонтов» состоялся, такие как Майк Гриффин, который был директором космического отделения Лаборатории прикладной физики во время последнего этапа строительства аппарата, а потом, во время подготовки запуска и первых лет полета, — администратором NASA. Верхушка тогдашнего руководства NASA также прибыла на мероприятие. Среди них был бывший командир шаттла Чарльз Болден, в то время являющийся администратором Агентства. Болден особенно наслаждался компанией «детей Плутона» — возбужденной банды девятилеток, родившихся в день старта «Новых горизонтов» и приглашенных разделить острые ощущения от пролета.

Присутствие известных людей добавляло в атмосферу Лаборатории прикладной физики что-то особенное и несколько нереальное. Среди знаменитостей были Билл Най, сенатор Барбара Микульски, гитарист группы Брайан Мэй, иллюзионист Дэвид Блейн и рок-группа Styx.

Тем временем за кулисами члены команды «Новых горизонтов» выполняли свою работу, чтобы обеспечить пролет. Их легко было узнать по новеньким черным рубашкам поло с эмблемой «Новых горизонтов» на груди и маленьким американским флагом на плече. Каждый раз, выйдя с совещания в задней комнате, многие из команды обнаруживали, что у них хотят взять интервью, автографы, обменяться рукопожатиями и сделать селфи.

Сердце Плутона

За неделю до близкого пролета копившиеся многие годы догадки и измышления о Плутоне начали таять, как дым, потому что планета все больше и больше показывала себя. На следующих одна за другой фотографиях, присланных на Землю, ее изображения становились все крупнее и четче. По снимкам «Хаббла», которые Марк Бюи искусно использовал, чтобы за многие годы до пролета «Новых горизонтов» сконструировать грубую карту поверхности, мы давно знали, что она неоднородна, на ней встречаются резко отличающиеся друг от друга яркие и темные области. Но всегда существовала вероятность того, что эти разнообразные структуры просто «нарисованы» на поверхности.

Когда ученые команды начали распознавать на фотографиях различные структуры, они сделали то, что всегда делают люди: начали давать им названия. Первые из этих имен, конечно, были временными, поскольку настоящий облик Плутона с каждым следующим днем становился все более явным. И, поскольку они воспринимались как рабочие названия, эти наименования часто были причудливыми и экстравагантными (как уже упомянутый «кастет» в экваториальной зоне). Один темный, вытянутый регион, появившийся около экватора, по форме напоминал мультяшного кита и так и стал называться. Далее, самое яркое и большое пятно из замеченных при пролете, которое Алан назвал «Индией», снова попало в поле зрения, став гораздо больше с прошлого витка — 6,4 суток назад. Теперь оно выглядело круглым, с двумя «лопастями» в северной части, а на юге сжималось до точки. Отвечающая за связь с NASA Лори Кантилло увидела это и тут же спросила: «А кто-нибудь заметил, что эта яркая штука имеет форму сердца?» После того как она это сказала, никто не мог избавиться от мысли о том, что пятно выглядит в точности как сердце!

На следующий день NASA выпустило пресс-релиз, объявляющий: «У Плутона есть сердце» — и немедленно ставший чрезвычайно популярным. Для того чтобы привлечь еще больше внимания публики, не могло быть ничего лучше, кроме как ставшего модным в социальных сетях мема, изображающего парящее сердце Плутона. Оно стало легко узнаваемой, характерной чертой далекой планеты, создавая эмпатию к этому маленькому, прежде недостижимому миру на краю нашей планетной системы. В течение нескольких дней «сердце» появилось в бесчисленных мультфильмах в интернете, на футболках, на платьях, на холодильниках в виде магнитов, в виде ювелирных украшений и плюшевых игрушек. Как позже подытожила Лори Кантилло, «летом 2015 г. весь мир принял Плутон в свое сердце».

«Я просто не мог оторвать от него глаз»

Около полуночи 13 июля, в понедельник, антенны Сети дальней космической связи NASA получили предыдущий пакет сообщений от «Новых горизонтов»: последние и самые лучшие данные, которые аппарат передал за день до максимального сближения. Это были страховочные данные на случай аварии, необходимые, если «Новые горизонты» все-таки будут уничтожены каким-нибудь необнаруженным осколком. Тогда экспедиция принесет пусть небольшую, но имеющую значение пользу.

После этого весь день и часть следующего дня зонд будет слишком занят сбором данных вблизи от Плутона, чтобы отвлекаться и нацеливать антенну для связи с Землей. Вместо этого аппарат будет делать то, ради чего он был создан: фотографировать детали рельефа Плутона, картографировать поверхность, изучать атмосферу, потом он переключится на крупный спутник Харон, а затем некоторое непродолжительное время уйдет на изучение четырех маленьких спутников. За следующие 30 часов должно было быть сделано 236 отдельных научных наблюдений каждого из шести тел системы Плутона с использованием всех семи научных инструментов.

Вся собранная на случай аварии информация, в том числе новые спектральные наблюдения поверхности и атмо­сферы и крупное изображение Плутона, о котором мы упоминали выше, добралась до Земли незадолго до полуночи 13 июля. Самой главной жемчужиной всей «аварийной» информации была одна полнокадровая черно-белая фотография целого полушария Плутона, сделанная как раз перед тем, как началась передача данных. На тот момент это изображение не было самым детальным из всех, полученных «Новыми горизонтами», но оно было сделано с расстояния, в три раза меньшего, чем любой другой снимок, ранее присланный на Землю. На то время эта фотография имела самое высокое разрешение и была самой впечатляющей среди всех снимков Плутона.

Джон Спенсер возглавлял команду специалистов высочайшей квалификации, состоящую всего из пяти человек и занимающуюся обработкой изображений. В нее входил и Хол Уивер. Они не спали почти всю ночь, готовясь на следующее утро показать новую фотографию всему миру. Если когда-то где-то и была группа ученых, готовых вкалывать всю ночь напролет, то это была именно она. Джон вспоминает:

 

Мы и так уже чувствовали себя в привилегированном положении только из-за того, что являемся частью команды «Новых горизонтов», но быть пятью людьми, первыми увидевшими планету, которую мечтают увидеть миллиарды людей, было просто потрясающе. И, глядя на эту фотографию, мы не могли поверить своим глазам: можно было сразу же заметить, что некоторые части поверхности Плутона изрезаны кратерами и являются древними, а на других территориях, казалось, кратеров не было, и, таким образом, они выглядели более молодыми. На поверхности планеты был большой разброс временны́х эпох —нечто беспрецедентное!

 

Алан:

 

Я не мог присоединиться к команде, которая в течение ночи обрабатывала снимки, потому что следующие сутки мне предстояло быть готовым к 24-часовому покрытию пролета СМИ, пресс-конференциям, а также к критически важным для экспедиции операциям. Я решил, что этой ночью мое расписание позволяет мне выкроить четыре часа для сна. Как бы то ни было, когда на следующее утро я увидел эту единственную и неповторимую, «аварийную» фотографию Плутона, я замер, просто потрясенный. Это был не очередной тусклый и мутный снимок, сделанный с большого расстояния, где можно рассмотреть только некие расплывчатые детали. Это было совершенно четкое изображение, которое впервые давало представление об удивительной геологической красоте Плутона. С этой фотографией Плутон становился таким же местом, как Марс, Титан или даже Земля, и он превзошел все мои самые смелые ожидания. Вы могли видеть горные хребты, кратеры, каньоны, гигантские ледяные поля и многое другое! Это было великолепно: Плутон был роскошен! Мы сорвали банк. Я просто не мог оторвать от него глаз.

16

Эверест

Последний отсчет

В действительности максимальное сближение с Плутоном должно было состояться в 7:49:50 по времени восточного побережья утром 14 июля, во вторник. Но когда этот момент наступил, как ни странно для такого важного события, смотреть было не на что, не имелось ничего нового, что можно было бы показать или узнать. Как мы уже рассказывали ранее, космический аппарат был занят сбором информации, а не связью с Землей. Он находился менее чем в 13 000 км от поверхности Плутона и лихорадочно выполнял свою работу, ради которой сюда и прилетел. В Лаборатории прикладной физики команда «Новых горизонтов» отметила это время транслируемым по телевидению обратным отсчетом, отмечающим исторически важный для экспедиции момент.

В огромном зрительном зале и на вместительной территории Косякофф-центра Лаборатории прикладной физики людей собралось больше, чем обычно. Зрителей набилось столько, сколько позволяли ограничения техники пожарной безопасности. Цифровые дисплеи показывали часы, минуты и секунды, оставшиеся до Плутона, и вот все они стали нулями, менялись только секунды. В эти последние секунды Алан вместе со зрителями начал отсчитывать: «Десять… девять… восемь…» Каждое число в один голос выкрикивали команда экспедиции и многочисленные фанаты космоса. За секунду до максимального сближения раздался гром аплодисментов, появилось море улыбок, и все стали яростно размахивать американскими флажками.

В тот же момент Т-0, когда «Новые горизонты» вышли на минимальную дистанцию, чтобы исследовать планету, к которой они так долго летели, полнокадровая «аварийная» фотография Плутона, которая была опубликована в интернете едва ли час назад, заполнила все громадные экраны, где только что велся последний отсчет, создавая у всех собравшихся в помещении ощущение того, что в данный момент они находятся там, около Плутона.

Лихорадочная дрожь пронзила всех. Некоторые кричали или хлопали в ладоши. Другие плакали. Алан вместе с несколькими членами команды и детьми Клайда Томбо поднял имеющую размер постера копию той самой старой американской почтовой марки 1991 г. с надписью «Плутон пока не исследован». Но на этом плакате «пока не» было перечерк­нуто, так что получилось «Плутон… исследован». Фотографии этого момента также стали чрезвычайно популярными.

Тем временем далеко, в системе Плутона, «Новые горизонты» сами делали то, ради чего они были созданы десять лет назад. Пролетая в этот день мимо Плутона и его пяти спутников, аппарат собирал столь обширную базу данных, что потребуется 16 месяцев, чтобы передать ее всю на Землю. Если, конечно, «Новые горизонты» переживут пролет и смогут все сделать. Но получилось ли это?

Оставалось 14 часов до того, как аппарат пошлет домой сообщение и оно доберется до Земли, 14 часов до того, как команда и весь мир что-то узнают.

Ожидание

Пока все ждали сообщения с «Новых горизонтов», нужно было занять внимание публики. Поэтому NASA и команда проекта организовали программу на весь день пролета. Джон Спенсер:

 

Весь остаток дня представлял собой сплошное нашествие прессы. Я провел его бо́льшую часть в Косякофф-центре, разговаривая с журналистами и телевизионщиками. Этим занимались почти все члены нашей команды.

 

Алан вспоминает:

 

Интерес не ослабевал. Куда бы мы ни шли в тот день или на следующий, к нам тут же выстраивались длинные очереди журналистов и желающих получить автографы.

 

Возможно, было совсем неплохо, что команда в день пролета была занята с прессой, а не проводила время, беспокоясь за свой космический аппарат.

В тот же день NASA организовало общественную дискуссию с членами научной команды, которые подробно описывали первые впечатления от Плутона и Харона, основанные на собранных на случай аварии данных и другой информации. Джефф Мур рассказал о потрясающе красивых, приятных для глаза видах Плутона, указав, что даже те рисующие космос художники, которые обладают самым богатым воображением, не могли изобразить планету такой прекрасной, какой она оказалась в реальности.

И это правда. Если вы сравните настоящие изображения Плутона, такого, каким мы его теперь знаем, с фантазиями художников, воплощенных еще до пролета, ни одно из произведений искусства даже близко не стоит рядом с ошеломляющим великолепием самой планеты. По словам Джеффа, это еще один пример того, что «природа каждый раз превосходит наше воображение».

Затем Джефф рассказал о некоторых предварительных прикидках геологов и показал карту, на которую были нанесены новые, неофициальные названия, используемые командой в качестве рабочих, чтобы можно было говорить о какой-либо характерной структуре на поверхности Плутона. Собравшиеся в Косякофф-центре зрители бурно зааплодировали, когда он упомянул, что «киту» дали временное имя, которое понравилось бы любому любителю классической научной фантастики, — Ктулху.

Ученые экспедиции Уилл Гранди из обсерватории Лоуэлла и Кейти Олкин из Юго-Западного исследовательского института показали новые цветные фотографии. Уилл уделил внимание недавнему открытию темной полярной шапки на северном полюсе Харона. Этого открытия никто не ожидал, потому что оно оказалось уникальным для всей Солнечной системы. Уилл выдвинул гипотезу о том, что некоторые газы, ускользающие из атмосферы Плутона, могут сконденсироваться у холодного северного полюса Харона, а затем под влиянием солнечного ультрафиолетового излучения вступать в химические реакции, производя органические соединения, отложившиеся на полюсе спутника. Если выяснится, что это так, то такое взаимодействие будет означать существование поразительной физической связи между Плутоном и его гигантским спутником.

Кейти, очень разносторонний исследователь, играла множество ключевых ролей в команде «Новых горизонтов», в том числе являясь заместителем научного руководителя по цветным фотографиям, которые снимал Ralph. Она показала «растянутый» (увеличенный в цифровом формате) снимок Плутона, на котором было видно, что различные места на поверхности планеты явственно окрашены в разные цвета. Эта фотография, которую Кейти назвала «психоделической», была встречена восторженными вздохами и возгласами «ух ты!» со стороны аудитории. Затем Кейти продемонстрировала, что «сердце Плутона» имеет два очень отличающихся друг от друга цвета: западная его часть белее, чем восточная, имеющая явный голубой оттенок. Также, говоря об этом растянутом изображении, Кейти отметила, что на северном полюсе Плутона больше желтого, чем на остальной территории планеты.

Рэнди Гладстоун, который также был из Юго-Западного исследовательского института и возглавлял научную команду «Новых горизонтов» по изучению атмосферы, доложил, что диаметр Плутона согласно измерениям равен 2369 км (по уточненным данным — 2375 км). Планета оказалась больше, чем предполагали. Тогда Алан, в свою очередь, получил удовольствие, указав на то, что Плутон в результате оказался больше всех остальных планет в поясе Койпера. Измерения отвергали надежду некоторых на то, что карликовая планета Эрида окажется крупнее Плутона. Что же до тех, кому хотелось считать Плутон вторым по величине телом в поясе Койпера, то Алан объявил и тем, кто присутствовал лично, и тем, кто смотрел репортаж по телевидению и через интернет: «Ну, теперь мы можем это опровергнуть».

Затем членам команды начали задавать вопросы. Кто-то спросил: «Почему у самого большого кратера, заметного на Хароне, край яркий, а внутри очень темно?» Джон Спенсер ответил, что внутренняя часть кратера нагрелась сильнее всего при ударе и, вполне возможно, что какой-то из материалов, из которых состоит Харон, стал темным, когда разогрелся при столкновении, сформировавшем кратер. Затем он с юмором добавил: «Это одна из теорий, я ее только что выдумал, и это может означать: она не верна». Фраза вызвала смех и аплодисменты, потому что шутка полностью отражала атмосферу делавшейся на глазах, моментальной, основанной на гипотезах науки, которая имела место во время пролета космического аппарата мимо неизвестной планеты, когда данные поступают быстрее, чем кто-нибудь может их тщательно изучить.

Уходящий за горизонт и наполненный информацией

После того как дневная научная дискуссия закончилась, большинство собравшихся отправилось пообедать, наскоро и пораньше, чтобы потом снова вернуться в Косякофф-центр и ждать «звонка домой» от «Новых горизонтов», который должен был состояться в тот же вечер. NASA собиралось выпустить в эфир телевизионный репортаж этого события, так же как и утреннего обратного отсчета.

В тот вечер в Косякофф-центре журналисты, випы, руководители NASA и другие гости собрались в главном зале, чтобы следить за событиями. Еще более тысячи людей находились на прилегающей территории. Гигантские экраны показывали руководителя ЦУП Элис Боуман и ее команду, сосредоточившихся перед своими пультами управления в ожидании критически важного сигнала, который со скоростью света летел от Плутона к Сети дальней космической связи NASA.

Алан, его ассистентка Синди Конрад, Глен Фонтейн, директор Отдела межпланетных исследований NASA Джим Грин, начальник Грина Джон Грунсфелд и администратор NASA Чарли Болден находились неподалеку от ЦУПа, в соседнем конференц-зале, наблюдая за происходящим через стеклянную стену и обсуждая значение экспедиции.

Величественное изображение Элис демонстрировалось на громадных мониторах Косякофф-центра. Она оглядывала компьютерные консоли, ждала и внимательно прислушивалась к звукам в своих наушниках. Приближался момент, когда «Новые горизонты» либо выйдут на связь, либо так навсегда и останутся в тишине поражения. Затем, через несколько секунд после назначенного на 21:02 расписанием времени, дисплеи демонстрационного табло ЦУПа показали, что данные вот-вот будут получены.

Экран демонстрационного табло начал наполняться цифрами и сообщениями телеметрии: все было зеленым, красного нигде не было! В комнате, прилегающей к центру управления, Алан сказал администратору NASA Болдену: «Посмотрите, посмотрите на это! "Новые горизонты" в порядке! Встреча прошла успешно!»

Элис ясным, спокойным голосом сообщала всему миру о происходящих событиях:

— Хорошо, мы на связи с космическим аппаратом [сигнал]. Ждем сигнала телеметрии. Сигнал получен… Да, вас поняла. Мы получаем телеметрию с космического аппарата.

ЦУП взорвался аплодисментами. В конференц-зале по соседству телевизионщики запечатлевали рукопожатия, объятия и хлопки ладонями, которыми обменивались Алан, администратор NASA и другие. «Новые горизонты» пережили максимальное сближение с Плутоном!

Аплодисменты вместе с громкими, восторженными криками быстро распространялись по зрительному залу Косякофф-центра и его переполненным помещениям.

Далее раздались голоса различных операторов ЦУПа, которые рапортовали Элис, и она, в свою очередь, подтверждала их сообщения.

— Руководитель полета, говорит радиотехническая служба «Плутона-1».

— Слушаю вас, радиотехническая служба.

— Выходная мощность на несущей частоте соответствует расчетам, соотношение сигнал–шум при телеметрии штатное. Все радиотехнические системы работают нормально.

— Поняла вас, радиотехнические системы работают нормально.

— Руководитель полета, это служба автономного полета «Плутона-1».

— Слушаю вас, служба автономного полета.

— Служба автономного полета очень рада сообщить, что все системы работают нормально. Никаких нарушений.

Здесь раздались аплодисменты от тех, кто понимал значение этого сообщения: «Новые горизонты» не столкнулись ни с одной проблемой, требующей от аппарата какого-либо действия в аварийной ситуации. И снова аплодисменты подхватили зрители, которые смотрели видео на экранах и разделяли ликование инженера по поводу того, что должно было быть очень хорошей новостью.

— Обработка команд и данных.

— Слушаю вас, обработка команд и данных.

— Обработка команд и данных сообщает о том, что все системы работают нормально. Индикаторы твердотельного накопителя находятся именно там, где мы и ожидали, и это означает: мы записали предполагаемое количество информации.

— Поняла вас; похоже на то, что у нас есть хороший информационный отчет.

Когда Элис произносила эти слова, ее голос стал громче, а губы расплылись в улыбке. «Новые горизонты» сообщали, что количество данных на твердотельном накопителе именно такое, каким оно и должно быть, если были проведены все запланированные наблюдения в системе Плутона. Снова раздались аплодисменты: все сработало!

Затем команды остальных подсистем доложили о штатной работе во время пролета. Элис завершила перекличку сводным отчетом для Алана по системе связи:

— Научный руководитель, говорит руководитель полета «Плутона-1». Космический аппарат функционирует в штатном режиме. Мы записали данные в системе Плутона и теперь удаляемся от планеты.

В тот момент, когда Элис произнесла последние слова, дверь из конференц-зала, отделенного от ЦУПа стеклянной стеной, распахнулась. Алан вбежал в помещение, улыбаясь и просто излучая счастье, подняв вверх руки со сжатыми кулаками. Он бросился прямо к Элис и обнял ее.

Толпа зрителей, собравшихся в ЦУПе и Косякофф-центре, безумствовала, аплодисменты не смолкали. Алан шептал на ухо Элис слова, которые никто не мог слышать: «Мы сделали это, мы сделали!» Он едва сдерживал слезы: «Пролететь вместе с тобой через всю Солнечную систему и исследовать Плутон было для меня честью».

На экране можно было видеть, как Алан поворачивается, чтобы пожать руку и обнять Криса Херсмана и других собравшихся в ЦУПе, а ликующие аплодисменты все еще продолжались. Один из комментаторов пробормотал во включенный микрофон: «О Господи, я сейчас рехнусь!» Можно было услышать, как Элис говорит: «Простите, я не могу объяснить, что я сейчас чувствую. Я вся дрожу. Все, как мы планировали! Как это было на тренировках! Я имею в виду… Мы сделали это!» И тут она рассмеялась.

Несколько минут спустя Элис, Алан и все остальные, кто был в ЦУПе, направились через весь кампус Лаборатории прикладной физики в Косякофф-центр. По пути Алан выложил твит: «Не знаю, как у вас, а у меня сегодня был отличный день. #PlutoFlyby».

Когда они добрались до Косякофф-центра около 21:20, ведущий церемонии попросил собравшихся поприветствовать команду «Новых горизонтов». Все повернулись к возвышению в зале, вытягивая шеи, чтобы лучше видеть, и тут вошел Алан в сопровождении администратора NASA и Джона Грунсфелда — главы всех научных экспедиций NASA, за которыми шли Глен Фонтейн и длинная вереница членов команды из ЦУПа, инженерная команда, научная команда. Все были одеты в рубашки с эмблемой экспедиции «Новые горизонты» и друг за другом прошли через зал.

Войдя, каждый из них тут же приветствовал находившихся поблизости зрителей, хлопая их по ладоням, а далее команду ждали Алан, Элис и Глен, которые собрались, чтобы проводить входящих в переднюю часть зала. Зрители встречали их, аплодируя стоя целых три минуты, пока команда входила — настоящие «космические рок-звезды».

Администратор NASA Чарльз Болден объявил со сцены: «Теперь мы посетили все планеты Солнечной системы!» И аудитория ответила громогласным: «Привет, Плутон!», сотни людей подняли в воздух по девять пальцев.

В это самое время в 4,8 млрд км от Земли «Новые горизонты» удалялись от Плутона, все еще собирая важную информацию. На записывающих устройствах аппарата сейчас находилось то, ради чего множество людей работало так много лет, — кладезь ценных научных материалов, которые перевернут наши представления о Плутоне, его спутниках и природе всех маленьких планет в поясе Койпера.

Костер в Мэриленде

«Новые горизонты» удалялись от Плутона, но их работа была далека от окончания. Примерно в то время когда администратор NASA Болден обращался к зрителям в Лаборатории прикладной физики, космический аппарат перешел к съемке освещенного сзади Плутона в поисках атмосферной дымки. Этой ночью и в следующие дни должно было состояться еще множество научных наблюдений, но для прессы и для публики самым главным было то, что к утру они впервые увидят фотографии, сделанные при максимальном сближении. И благодаря этой передаче и новой информации, которую она несла с собой, команде «Новых горизонтов» назав­тра предстоял еще один длинный рабочий день, начинавшийся очень рано.

Но это было неважно! Команда «Новых горизонтов» знала, что пролет у них в кармане. Поэтому в Мэриленде наступило время праздновать. Сбежав от зрителей, толпившихся в Лаборатории прикладной физики, команда в сопровождении родных и друзей собралась в давно знакомом ближайшем отеле «Шератон», где остановилось большинство ее членов из других городов, и направилась прямиком в «Тен Форвард», их личный конференц-зал, теперь праздничный.

Вечеринка уже набрала обороты, когда появился Алан, которого задержали журналисты в Косякофф-центре. Его встретили аплодисментами стоя. Это признание заслуг от лица команды, родных и коллег было для него дороже всего.

В какой-то момент Алан и еще десяток человек спустились в отельный бассейн, чтобы повторить сцену из флоридской вечеринки после пуска, состоявшейся почти десять лет назад. Тогда пусковая команда «Атласа» устроила ритуальный костер, в котором горели инструкции на случай возникновения неисправности. Алан:

 

Я запомнил этот великолепный праздничный ритуал ракетчиков на вечеринке в честь пуска. Поэтому непосредственно перед пролетом я напомнил о нем некоторым членам команды, сказав: «Если все сработает, давайте сделаем это снова. После того как все закончится, давайте выйдем наружу, зажжем в мусорном баке у бассейна костер и спалим в нем наши планы действий в случае неполадок при пролете».

Итак, заправившись изрядным количеством алкоголя, мы спустились к бассейну, развели костер и побросали в него теперь уже ненужные инструкции по процедурам на случай аварии, смеясь и наслаждаясь этим моментом.

«Нечто чудесное»

На следующее утро в точности по расписанию на Земле были получены первые из снимков различных мест на Плутоне действительно в высоком разрешении. Алан:

 

Эти первые фотографии в высоком разрешении действительно оказались настоящим кладезем научной информации и даже превзошли наши ожидания. Меня просто сразила наповал сложность пейзажей — так много всего было на каждом клочке поверхности Плутона. Когда я это увидел, я понял, что все, что мы делали для того, чтобы добраться туда, все, чем приходилось жертвовать в работе и личной жизни, неожиданно окупилось. Эти чертовы 26 с лишним лет того стоили!

 

И Алан знал, что эти фотографии достойны первой страницы The New York Times, которой они так долго дожидались как милости. И в самом деле, на следующее утро «Новые горизонты» оказались на обложке Times под заголовком с гигантскими буквами. В тот день такие фотографии были на первых страницах почти 500 газет по всему миру. О пролете мимо Плутона говорили во всех выпусках новостей.

15 июля продолжалось, и появилась еще одна фотография в высоком разрешении, такая же ошеломляюще великолепная, а затем на компьютеры научной команды загрузились еще снимки. Один из них показывал поверхность западной части огромного «сердца Плутона» — район был больше, чем штат Техас. Там можно было наблюдать замысловатую и странно организованную геологическую структуру, которая заставила обычно словоохотливых геологов «Новых горизонтов» потерять дар речи. В зоне, попавшей в объектив камеры, были гладкие, яркие территории, разделенные узкими каналами или горными хребтами, которые были, в общих чертах, полигональными, из чего можно было предположить медленное движение в конвективных ячейках. Подобное можно увидеть на поверхности нагреваемой снизу жидкости. Но как такое могло быть в этом очень холодном месте, где температура поверхности составляла –240 °C? Возможно, вместо этого происходило что-то вроде «полигонического растрескивания», подобного тому, которое геологи наблюдали в покрытых льдом районах Земли и Марса, когда повторяющиеся процессы замерзания и оттаивания приводят к появлению регулярной структуры трещин в грязи или во льду. Чем бы это ни было, кажется, в этом месте происходило нечто удивительное. С течением времени что-то двигалось, менялось, текло по поверхности. Алан:

 

Помню, я подумал: «Эта маленькая планета — действительно потрясающее место». По сложности своих геологических структур она могла соперничать и даже дать фору многим более крупным планетам. До пролета я в самых смелых мечтах не мог представить подобные структуры или подумать, что у Плутона окажутся настолько необычные геологические особенности. Это было просто пора­зительно.

 

На пресс-конференции NASA, трансляция которой прошла позже в тот же день по каналу NASA TV и в интернете, группа ученых проекта «Новые горизонты» выступала перед огромной аудиторией в зрительном зале Косякофф-центра. Алан начал с того же самого ироничного заявления, которое отправил в Twitter прошлым вечером: «Сегодня у меня был прекрасный день. А у вас?» Затем он рассказал, что теперь «Новые горизонты» оставили Плутон в миллионах километров позади и начали присылать первые из множества сокровищ, которым предстоит попасть на Землю в течение следующих 16 месяцев.

Один из ученых проекта Хол Уивер представил фотографии, демонстрирующие детали поверхности маленького, внешнего спутника Плутона Гидры, чьи размеры и форму наконец удалось выяснить. На этих снимках было видно, что Гидра вытянута и по форме чем-то напоминает картофелину размером 43×30 км. Затем Хол рассказал, что они обнаружили: коэффициент отражения поверхности Гидры очень высок, как у свежевыпавшего снега. Из этого можно предположить, что, скорее всего, она состоит из водяного льда.

Далее руководитель научной группы «Новых горизонтов» по изучению химического состава Уилл Гранди рассказал о первых предварительных картах состава Плутона, где были видны значительные вариации метанового льда в различных геологических регионах. Также Уилл сообщил, что уже понятно: его команда наблюдает еще куда более удивительное разно­образие в молекулярном составе льда — там обнаружили азот, метан и другие элементы, различающиеся по количеству в разных местах на Плутоне.

Заместитель по науке проекта Кейти Олкин улыбалась, показывая потрясающе красивые новые фотографии полушария Харона, сделанные при максимальном сближении. «Я думала, что на Хароне мы сможем увидеть только древний рельеф, покрытый кратерами. Многие в нашей команде полагали, что так и будет. Но Харон просто поразил нас, когда мы сегодня получили новые фотографии». Затем Кейти провела для зрителей короткую экскурсию по недавно открытому миру «с глубокими каньонами, впадинами, утесами и темными областями, которые по-прежнему остаются для нас таинственными. Мы говорили, что Плутон нас не разочаровал. Я могу добавить, что Харон не разочаровал нас тоже».

Далее Джон Спенсер сделал тщательно подготовленное заявление от лица всей команды: «Теперь у нас появилось название для "сердца Плутона". Мы хотели бы почтить память первооткрывателя Плутона, поэтому назвали его "область Томбо". При этих словах раздались аплодисменты, и камера NASA нацелилась на Аннет и Олдена Томбо, детей Клайда, уже достигших пенсионного возраста. Они лучились счастливыми улыбками. Затем Алан добавил: «Мы увидели "Сердце Плутона" издалека. До планеты еще оставалось 100 млн км, и мы его едва различали, но уже видели, что оно сияет, как маяк. Поскольку это наиболее характерная черта планеты, мы собираемся назвать ее в честь Клайда Томбо».

Теперь пришло время Джону Спенсеру предъявить свое «основное блюдо» — первый снимок планеты в очень высоком разрешении, которым члены научной команды восхищались, когда увидели его на ноутбуке Джона несколько часов назад. На фотографии был юго-западный угол долины Томбо, где «сердце Плутона» примыкает к соседствующим с ним более темным горам Ктулху. Снимок показывал крутые, отбрасывающие резкие тени горы в 4,8 млрд км от Земли. Зрители дружно ахнули, а потом разразились восторженными возгласами, и Джон прокомментировал: «Да, мы тоже так реагировали».

Затем Джон объяснил, как команда может измерить высоту гор по длине теней, которые они отбрасывают: «Горы, которые мы видим, поднимаются до высоты в 3350 м. Ширина горной гряды составляет десятки километров. То есть это достаточно солидные горы. Их можно было бы сравнить со Скалистыми горами и другими значительными горными цепями на Земле».

Для понимания природы Плутона значение таких высоких, крутых и выглядящих молодыми гор было очень велико. Ученые давно знали, что на поверхности планеты много азота и метана, но эти горы не могли состоять из подобных веществ, потому что твердый азот и метан — недостаточно прочные материалы, чтобы создать такие крутые выступы даже при низкой гравитации Плутона. В результате азотные или метановые горы просто осели бы под своим собственным весом. Нет, эти горы были из чего-то более прочного — скорее всего, из водного льда, который является самым распространенным материалом на поверхности спутников и других миров внешней Солнечной системы. Существование таких форм поверхности предполагало, что огромные куски водяного льда — основной породы коры Плутона — каким-то образом сместились и поднялись вверх, создав впечатляющую горную цепь. Затем Джон показал область Томбо в увеличенном масштабе:

 

Это участок примерно 240 км шириной. Мы можем различить его особенности размером до 800 м, так что, если бы на снимке находился кампус Лаборатории прикладной физики, мы бы его увидели. С точки зрения геолога, самая поразительная вещь — это то, что на фотографии мы не нашли ни одного кратера, возникшего от удара. Это означает, что зона является достаточно молодой. Если прикинуть на глаз, мы думаем, что ей, возможно, менее 100 млн лет, что по сравнению с возрастом Солнечной системы в 4,5 млрд лет — краткое мгновение. Я никогда не думал, что на первых фотографиях с большим приближением, которые мы получим с Плутона, не будет заметно ни одного ударного кратера. Это поразительно.

 

Главным был вопрос о том, что же стало причиной всей этой геологической и тектонической активности, которую они обнаружили. Почему на некоторых территориях нет кратеров, откуда взялось такое разнообразие рельефа и состава поверхности и высокие горные цепи?

Все это указывало на одно и то же: в то время как сам Плутон был древним, его поверхность была молодой и активной. «Новые горизонты» обнаружили, что Плутон способен поддерживать активные геологические процессы более чем через 4 млрд лет после образования планеты. Но как? Учебники по теории геофизики утверждали, что такая маленькая планета, как Плутон, должна была давно остыть и прекратить формирование новой геологии поверхности. Но полученные данные этому противоречили. Видимо, Плутон не читал учебники по геофизике.

Когда пресс-конференция приближалась к концу, Чип Рейд из CBS News обратился к Алану с вопросом:

— Я брал у вас интервью, когда до пролета еще было много лет, и единственная вещь, которую вы могли предсказать, — это то, что мы увидим нечто удивительное. Ваши ожидания сбылись?

С усмешкой Алан ответил:

— Я задам вам логичный вопрос: а как вы думаете?

Вирусная популярность

Еще до пролета к «Новым горизонтам» был необычайно высокий уровень интереса со стороны СМИ и общественности. Но когда мир, наконец, увидел фотографии потрясающего качества, на которых были красивые, привлекательные пейзажи только что открытой планеты с ее удивительной топографией, странной поверхностью и, конечно, сверкающим сердцем, это внимание превзошло все ожидания в NASA. Реакция мировой общественности на пролет была мгновенной и просто беспрецедентной.

Утром 16 июля, ровно через 50 лет с того самого дня, когда первые фотографии пролета Марса появились на титульной странице The New York Times в 1965 г., газета поместила огромное изображение «Новых горизонтов» на весь разворот первой страницы. Гигантские фотографии Плутона показывали на экранах на Таймс-сквер. Интернет с ума сходил от «Новых горизонтов», и даже Google сделал тематический двигающийся логотип Плутона на своей домашней странице, где второе «О» в слове было заменено стилизованным вращающимся Плутоном (естественно, украшенным изображением сердца) и маленьким мультипликационным аппаратом «Новые горизонты», проносящимся через фрейм.

И раньше NASA приходилось сталкиваться с бурной реакцией публики в сети, когда более 100 млн пользователей наблюдали за посадками на Марс, но ничего подобного агентство ранее не видело. День пролета стал самым популярным за всю историю существования социальных сетей и веб-сайтов NASA, собрав более 1 млрд просмотров. «Новые горизонты» сотрясали Facebook и Twitter и за несколько дней во­шли в топ Instagram. Создавалось множество мемов, многие из которых так или иначе обыгрывали мотив сердца и тут же распространялись по всему виртуальному пространству. Стремительно набирающая обороты реакция СМИ запустила цепную реакцию с десятками статей, посвященных вниманию, которое привлекали «Новые горизонты».

Повсеместное распространение «Новых горизонтов» и Плутона в сети, а также количество людей по всему миру, разделяющих интерес к тому, что происходит в программе, дало этому пролету совершенно иной статус. Со времен «Вояджеров» мир изменился, в нем появилось так много способов коммуникации и возможностей принять участие в событиях. Благодаря этому экспедиция «Новых горизонтов» часто воспринималась как первый настоящий межпланетный полет XXI в.

Только представьте себе: для того, чтобы со всей полнотой принимать участие в полете «Вояджера», вы должны были находиться в правильном месте, а именно в Лаборатории реактивного движения, в правильное время — в день пролета. В случае с «Новыми горизонтами» вам не нужно было быть там: пролет происходил одновременно повсюду. События в Лаборатории прикладной физики, фотографии с Плутона, все данные, которые передавались на Землю, немедленно оказывались в интернете, доступные «для всего человечества».

Разумеется, нельзя отрицать, что присутствовать в Лаборатории прикладной физики было чрезвычайно круто; так считала и толпа энтузиастов космических исследований, и команда экспедиции, и журналисты, и политики, и звезды. Но даже те, кто там был, на самом деле много времени проводили в интернете, просматривая сайты и социальные сети, оставляя в них комментарии, делясь фотографиями, информацией и впечатлениями в реальном времени. Таким образом, мировое сообщество видело все и присоединялось ко всему, что происходило. Даже несмотря на то, что сам пролет имел место в 4,8 млрд км от Земли, во многом люди чувствовали себя так, как будто способны обмануть и скорость света, и притяжение Земли. Было ощущение, что все человечество собралось вместе и отправилось к Плутону.

Здесь особое значение имеет слово «вместе». Оно не просто означает, что все одновременно смотрели одну и ту же передачу. Ощущение соучастия и связи с людьми со всего мира, которое давало общение через социальные сети, было очень реалистичным и непохожим на то, что происходило во время первых пролетов мимо ближайших планет в ХХ в. В случае с «Новыми горизонтами» человечество оказалось способным непосредственно разделить ощущения и эмоции от пролета. Все, что происходило, превращалось в общий, всемирный опыт.

Эверест покорен

Желая оказать честь исследователям, которые шли перед ними, команда «Новых горизонтов» назвала две взмывающие ввысь горные цепи из водяного льда, находящиеся на западной стороне области Томбо, горами Норгея и Хиллари в честь Тенцинга Норгея и Эдмунда Хиллари, первых покорителей Эвереста — самой высокой горы на Земле.

Эта связь между теми, кто покорил Эверест, и теми, кто покорил Плутон, была особенно уместна. Алан с 1990-х гг. говорил о Плутоне как об «Эвересте Солнечной системы», имея в виду, что он является последним, самым далеким, самым холодным и трудным пиком межпланетных исследований.

Но чего Алан не ожидал или не осознавал до самого пролета и дней, последовавших после него, — это того, что, когда момент наступит, он будет чувствовать себя так, как, по его представлениям, должны были чувствовать себя первые покорители Эвереста. Алан:

 

Когда я снова думаю о днях после пролета, они действительно ощущаются так, как будто за это время мы все на самом деле поднялись до высшей точки в нашей жизни. Мы добрались до нашей метафорической горы — Плу­тона — и покорили ее.

И вы знаете, больше всего для этого была нужна потрясающая команда людей, так долго проработавших вместе, чтобы добиться этого, — мы достигли чего-то большего, чем то, чего каждый из нас мог добиться по отдельности. Во время полета в нашей команде особенно остро ощущалось, что мы являемся частью отряда исследователей, достигающего чего-то чрезвычайно особенного. На той неделе многие из нас говорили друг другу о том, что нам выпала честь помогать воплотить пролет в жизнь и иметь возможность вдохновить других людей когда-нибудь сделать даже более великие вещи для исследования космоса.

 

Между первым судьбоносным собранием в мае 1989 г., где обсуждалась идея полететь к Плутону с NASA, и летом 2015 г., когда исследование Плутона осуществилось, прошло 26 лет. Люди, которых тогда еще даже не было на свете, теперь следили за полетом такими способами, каких никто даже не мог представить, когда долгий путь начинался.

Они вошли в историю. Появились новые знания. Нации напомнили о том, что она может достичь величия. А всему миру — о том, что люди, земляне, действительно могут делать потрясающие вещи.

17

Вперед, к новым горизонтам

Оглядываясь назад из-за Плутона

Для большинства людей среди всех способов восприятия главным является зрение, и среди всех бесценных данных, собранных космическим аппаратом, сильнее всего нас впечатляют фотографии. Конечно, у нас есть любимые снимки из числа всех тех потрясающих изображений системы Плутона, сделанных «Новыми горизонтами». Многие из них — это цветные фотографии камеры Ralph, но есть и черно-белые с камеры LORRI. Один такой снимок — роскошный цветной портрет Плутона и его обширной, напоминающей сердце, области Томбо в высоком разрешении, — украшает обложку этой книги. Другой — фотомонтаж Плутона и Харона как двойной планетной системы. Также мы обожаем цветные фотографии горных цепей из водяного льда, накрытых шапками из метанового снега.

Наш любимый черно-белый снимок пролета — это полумесяц Плутона, снятый в высоком разрешении через 15 минут после максимального сближения (см. вкладку с фотографиями). Почему? Потому что он так живо показывает Плутон как мир с удивительной топографией и с концентрическими слоями дымки, простирающейся на 150 км в небо. Открывающийся вид также демонстрирует потрясающие потоки из азотного льда, завивающиеся вдоль поверхности гигантского ледника, получившего название Равнина Спутника (Sputnik Planitia). Равнина окаймлена возвышающимися над ней горами Норгея и Хиллари, их длинные тени подчеркивают неровный рельеф планеты. Сделанная при солнечном свете, в тысячу раз более тусклом, чем солнечный свет на Земле, фотография передает невероятную красоту мира под названием Плутон, а само ее существование объясняет сущность человечества и его стремления к познанию нового. Как сказала исследовательница из команды «Новых горизонтов» Кейти Олкин, «этот снимок заставляет вас чувствовать себя так, как будто вы действительно находитесь там».

Наша любимая цветная фотография пролета совсем другая, хотя она также была снята вскоре после максимального сближения. Это та, которую аппарат сделал примерно через час после только что упомянутого снимка полумесяца. В этот момент «Новые горизонты» пролетали сквозь тень Плутона во время эксперимента с покрытием для изучения атмосферы планеты. Этот потрясающий кадр (снова обращаю ваше внимание на вкладку с фотографиями) показывает, что атмо­сфера Плутона, залитая солнечным светом, такая же голубая, как у Земли.

Но именно эта фотография так нравится нам не только из-за ее поразительной красоты. Когда астронавты «Аполлона» впервые вышли на орбиту вокруг Луны в 1968 г., они сделали фотографии Земли, поднимающейся из-за горизонта Луны, чтобы подчеркнуть достижения людей, покинувших свою родную планету и добравшихся до ее естественного спутника, а также предлагая человечеству по-новому взглянуть на Землю и восхититься тем, чего мы можем добиться.

У нас голубое, освещенное с задней стороны солнцем изображение Плутона вызывает те же эмоции, что и фотография с восходом Земли из-за Луны с «Аполлона». И нам нравится гармонирование снимка восхода Земли, сделанного на заре эпохи межпланетных исследований, когда большинство планет было еще не изучено, с фотографией освещенной сзади обратной стороны Плутона, сделанной в тот самый день, когда в первоначальную разведку планет Солнечной системы был положен последний камень, — 14 июля 2015 г.

Когда мы смотрим на эту величественную фотографию, мы также думаем о том, как она была сделана и что собой представляет: это Плутон, освещенный Солнцем с задней стороны. Точно так же как фотография восхода Земли могла быть сделана только на «Аполлоне», в непосредственной близости от Луны, так и этот кадр можно было снять только с обратной стороны Плутона.

Как уже упоминалось в этой книге, исследование Плутона могло не состояться по множеству причин. Оно могло не получить финансирования. И сами «Новые горизонты», по всей справедливости, не должны были быть выбраны, поскольку их команда была более слабым и менее опытным соперником, который выступал против более опытного. Принимая во внимание ограниченное время на разработку программы и бюджет, который составлял всего одну пятую бюджета «Вояджера», проект мог также не справиться с постройкой и запуском корабля, не уложиться в бюджет или во временны́е рамки (или и то и другое). А еще могло что-то случиться во время путешествия, и космический аппарат мог не добраться до Плутона. Но «Новые горизонты» не провалились. Вместо этого они с блеском добились успеха благодаря потряса­ющей команде, ее целеустремленности, мастерству, силе духа, настойчивости и некоторой доле удачи.

Люди, которые создали этот удивительный аппарат для исследования космоса, очень стремились к своим новым горизонтам; они никогда не отказывались от мечты, они вкладывали в нее все, что у них было, и, наконец, достигли того, ради чего двинулись в путь. Для нас голубая фотография, которую «Новые горизонты» сделали, как бы оглянувшись на Плутон, освещенный сзади Солнцем, символизирует осуществление исследования Плутона.

Давайте посмотрим на нее снова. Мы сделали это. Мы действительно это сделали. Мы были там.

Глядя вперед

Покинув систему Плутона, «Новые горизонты» получили одоб­рение NASA на продолжение экспедиции в течение пяти лет, чтобы изучить другие тела в поясе Койпера. Главной задачей будет пролет древнего объекта пояса Койпера, который представляет собой строительный материал для маленьких планет, таких как Плутон. (Целью пролета является один из объектов, обнаруженных «Хабблом», а захватывающий поиск целей экспедиции после Плутона описан в главе 13.)

Следующий пролет состоится в канун 2019 г. и в сам Новый год. Объект находится на 1,6 млрд км дальше Плутона. Он имеет название 2014 MU69 и размер всего около 30 км в поперечнике, но, вполне вероятно, является двойным, как Плутон и Харон[22]. Планируется, что «Новые горизонты» пролетят от MU69 на расстоянии около 3500 км, почти в четыре раза ближе, чем мимо Плутона.

Помимо картографирования MU69, изучения его состава и поиска спутников и какой-либо атмосферы во время путешествия через пояс Койпера «Новые горизонты» также исследуют еще примерно два десятка объектов пояса Койпера издалека с помощью камеры LORRI. Эти исследования будут использованы для поиска спутников и колец, определения особенностей поверхности, периодов обращения и формы этих объектов для того, чтобы располагать сопутствующими данными для предстоящего изучения MU69. Во время полета «Новые горизонты» также будут использоваться для пятилетнего исследования обстановки в поясе Койпера, постоянно отслеживая заряженные частицы и пыль на расстоянии в 50 раз больше, чем расстояние от Земли до Солнца, на дальней границе орбиты Плутона. «Новые горизонты» достигнут этого предела в апреле 2021 г., и, согласно графику, в это время должна отключиться радиосвязь с Землей.

Тем не менее прогнозируемые показатели запасов топлива и энергии говорят о том, что «Новые горизонты» могут продолжать служить делу исследования космического пространства до середины 2030-х гг. или даже дольше. (Возможно, даже дольше, чем проживут некоторые из его создателей.) Таким образом, если NASA продлит финансирование экспедиции, «Новые горизонты» продолжат дело «Пионера-10», «Пионера-11», «Вояджера-1» и «Вояджера-2», став зондом на границе гелиосферы и выйдя в межзвездное пространство.

Когда-нибудь, возможно, в конце 2030-х или в 2040-х гг., энергии для того, чтобы обеспечивать питание главного компьютера космического аппарата и поддерживать связь с Землей, станет недостаточно и «Новые горизонты» замолчат. Тем не менее аппарат будет продолжать свое путешествие, вечно мчась от Солнца в межзвездное пространство: заброшенный, но бессмертный путешественник по Галактике, символ того, чего человечество может достичь.

А что насчет Плутона? Вернутся ли когда-нибудь к нему люди, чтобы продолжать исследование этого необыкновенного мира и его поразительных спутников?

Мы думаем, да. Научное сообщество все больше приходит к согласию по поводу того, что тайны, которые приоткрыли «Новые горизонты», и научные вопросы, которые они подняли, не найдут своих ответов и решений, пока не по­явится орбитальный аппарат и, возможно, даже спускаемый модуль, имеющий возможность исследовать Плутон более подробно. Изучение того, как этого можно достичь, уже проводится, и следующий «Опрос десятилетия» в начале 2020-х гг., скорее всего, будет рассматривать подобную экспедицию. Мы с оптимизмом смотрим на возвращение к более детальному исследованию системы Плутона, которое в один прекрасный день получит финансирование. Вдобавок мы считаем, что это более вероятно, чем изучение с помощью космического аппарата любой другой маленькой планеты в поясе Койпера в этом столетии.

Мы всего лишь люди, любознательный и неугомонный вид, исследователи в душе. Именно по этой причине мы с оптимизмом оцениваем и вероятность того, что когда-нибудь и в пояс Койпера отправят экспедицию, чтобы лично его изучить, поиграть в футбол на Плутоне и других мирах, как мы уже сделали на Луне и вскоре сделаем на Марсе, а потом, без сомнения, и на многих других мирах.

Первая разведка Плутона завершена, но зов исследований ведет нас все дальше, в черную пустоту вне Солнечной системы.

Эпилог

Последнее открытие

Герои «Новых горизонтов» — это инженеры, ученые и другие люди, которые так долго и напряженно работали для того, чтобы поставить себе высокую цель и достичь ее, чтобы совершить новые открытия в полной чудес Вселенной, где мы живем, чтобы вдохновить других и сделать свой собственный вклад в то, что мы называем историей.

Выполняя исследование Плутона, команда «Новых горизонтов» установила многие рекорды и во многом была первой. Но, как мы считаем, куда важнее то, что она продемонстрировала миру некоторые самые лучшие качества, присущие человеческому роду: любознательность, энергию, настойчивость и способность работать в команде, чтобы достичь чего-то большего, чем собственная обыденная жизнь.

Из всего вышеперечисленного «Новые горизонты» и исследования Плутона больше всего требовали настойчивости. Только подумайте: понадобилось 13 лет бесконечных сражений и шесть провалившихся замыслов экспедиций просто для того, чтобы выиграть конкурс, получить финансирование и начать строить космический аппарат. После этого четыре года ушло на то, чтобы, преодолевая все препятствия, построить и запустить зонд в рекордные сроки и по беспрецедентно низкой цене. За этим, в свою очередь последовал марафонский забег — путешествие одинокого робота и маленькой летной команды на Земле длиной в 9,5 года через всю Солнечную систему, только для того, чтобы добраться до Плутона.

Исследовав Плутон, «Новые горизонты» стали заключительной экспедицией в череде полетов, впервые познакомивших нас с нашей родной обширной Солнечной системой. При этом последняя из планет, известных на заре космической эры, превратилась из далекой искры света в реальное место, которое теперь могут изучать люди. Раскрыв эту тайну, NASA, Соединенные Штаты и все человечество завершили 50-летнее путешествие, сопровождавшееся разведкой всех девяти первоначально известных планет. Это можно сравнить с первым кругосветным путешествием Магеллана вокруг нашей планеты.

Исследование Плутона стало гораздо более успешным, чем кто-либо мог ожидать. Оно принесло бесчисленные открытия и полностью перевернуло все представления об этом мире, научив нас тому, что маленькие планеты, такие как Плутон, могут быть такими же сложными, как большие, а также тому, что они остаются геологически активными даже через миллиарды лет после формирования.

Реакция общественности на исследование Плутона помогла возродить нечто, отчасти забытое со времен «Вояджеров» и «Аполлонов»: люди по всему миру обожают дерзкие космические исследования, их вдохновляют экспедиции в неизведанные миры, и такие экспедиции могут воодушевить людей и даже изменить их жизнь.

Вскоре после пролета «Новых горизонтов» мимо Плутона Алан произносил речь в Вермонте. Когда он закончил говорить, студентка колледжа сказала ему, что ее поколение слишком долго верило в миф о том, что их время не такое великое, как то, что выпало другим. Она сказала, что их поколение не застало войн, которые спасли человечество от фашизма, пропустило первые исторические шаги человека по Луне, зарождение эры компьютеров и множество других эпохальных событий. Но увидеть то, как был исследован Плутон, — «это стало нашей посадкой на Луну, самой великой вещью из того, что случилось с нашим поколением». Когда она произнесла эти слова, у Алана по спине пробежала дрожь, и он понял, что для девушки полет «Новых горизонтов» был успешным в таком смысле, какого он даже и представить себе не мог.

Несколько месяцев спустя, после того как Алан произнес речь на бизнес-конференции во Флориде, к нему подошла женщина средних лет, буквально со слезами на глазах. Она рассказала, что ее сын, подросток, был очень слабым учеником, пока не увидел пролет «Новых горизонтов» мимо Плутона. Исследование Плутона вдохновило его на то, чтобы сказать: «Вот чем я буду заниматься, когда вырасту!» Мать вытерла слезы и сказала Алану, что с тех пор ее сын превратился в круглого отличника. «Вы все спасли моего мальчика», — взволнованно проговорила она.

Мы считаем, что сила этого и других воздействий, которые «Новые горизонты» оказали на людей, затмевает все, что ученые узнали о Плутоне. И для нас ничто не может заменить это открытие.

 

Дэвид Гринспун, Вашингтон, округ Колумбия

Алан Стерн, Боулдер, Колорадо

Приложение

Первая десятка научных открытий, сделанных «Новыми горизонтами»

Научные статьи, описывающие и анализирующие результаты пролета «Новых горизонтов» мимо Плутона, Харона и других спутников, уже заполнили целые выпуски научных журналов, посвященных планетологии. И, безусловно, с течением времени этот пролет еще принесет свои плоды, поскольку понимание результатов растет и они встраиваются в общую научную картину происхождения и эволюции планет. Ниже же мы привели (не располагая их в порядке приоритета) краткое перечисление десяти самых важных открытий, сделанных космическим аппаратом «Новые горизонты», по мнению NASA и команды «Новых горизонтов», на 2016 г. Для каждого из этих десяти открытий мы приводим небольшое объяснение.

Высокая сложность Плутона

Разнообразие различных явлений было последним, что кто-либо — даже члены команды «Новых горизонтов» — ожидал увидеть на такой маленькой и холодной планете, находящейся на большом расстоянии от Солнца. Приземные туманы, высотная дымка, возможное существование облаков, каньоны, возвышающиеся горы, разломы, полярные шапки, наблюдаемые поля дюн, предполагаемые ледяные вулканы, ледники, признаки текущей (и даже неподвижной) жидкости в прошлом и так далее. В этой маленькой красной планетке, затерявшейся в 4,8 млрд км от Земли в поясе Койпера, больше «изюминок», чем в любом другом известном маленьком мире и, более того, даже чем во многих больших мирах. Разно­образие рельефов, сложное взаимодействие поверхности и атмосферы и широкий диапазон территорий, имеющих разный возраст, даже дали команде «Новых горизонтов» повод присвоить себе лозунг «Плутон — это новый Марс».

Потрясающая давняя и все еще длящаяся активность на поверхности Плутона

Было много причин, по которым некоторые ученые ожидали, что Плутон с точки зрения геологии окажется мертвым миром. В конце концов, это очень маленькая планета, и на ней отсутствуют источники приливного разогрева, которые имеются в системах планет-гигантов с многочисленными спутниками. К тому же Плутон находится очень далеко от Солнца, и звезда согревает его очень слабо. Таким образом, по тем устоявшимся знаниям, которые были получены при исследовании остальных планет Солнечной системы, Плутон должен был быть в основном, или даже полностью, геологически неактивным уже миллиарды лет. Но общепринятое представление в данном случае оказалось совершенно неверным. «Новые горизонты» обнаружили широкий разброс в возрасте различных поверхностей: от древних, с большим количеством кратеров до выглядящих очень молодыми, где не было кратеров вообще. Это означает, что Плутон имел геологическую активность на протяжении 4 млрд лет. На самом деле он бурлил все это время и продолжает это делать и сегодня. Причина этого является предметом яростных научных споров и моделирования, которое предсказывает, что мы можем ожидать и новых сюрпризов при исследовании других планет пояса Койпера.

Огромная равнина спутника — азотный ледник протяженностью 1000 км

Среди различных активных территорий, обнаруженных на Плутоне, возможно, самой примечательной является обширное ледяное поле Равнины Спутника, обнаружива­ющее признаки активной конвекции, напоминающей медленное движение в сковороде с соусом, готовящимся на плите. Равнина Спутника в настоящий момент считается обширным и глубоким слоем азотного льда с вкраплениями метана и окиси углерода, задержавшимся в огромном углублении в форме чаши, которое, скорее всего, является древним ударным кратером. Азотные ледники спустились в этот кратер с горных склонов, тянущихся вдоль его границ. Гигантские айсберги водяного льда размещаются вдоль краев. В какой-то мере Равнина Спутника напоминает замерзший океан азота на поверхности Плутона. Этот ледник — западная область «сердца Плутона» — доминирует на всех видах полушария, видимого во время пролета. Также он, кажется, играет более значительную роль в странно соединенной геологии и метеорологии Плутона. Это огромное хранилище азота — основного вещества, которое находится в атмосфере Плутона и в его ледяной, холодной поверхности. В зависимости от сезона и климатической фазы, в которой находится Плутон, количество азота неустойчиво: он перемещается между атмосферой и поверхностью. Поэтому возможно, что Равнина Спутника время от времени сильно мелеет, а иногда в ней бывает еще большее количество азота, о чем свидетельствуют в настоящее время пустые гляциальные каналы в окружающих равнину горах. Во всей Солнечной системе нет ничего подобного Равнине Спутника.

Открытие обширной слоистой атмосферной дымки

Эффектные фотографии Плутона, освещенного Солнцем сзади, сделанные, когда «Новые горизонты» удалялись от планеты, «оглядываясь» на цель своего пролета, ярко демонстрируют красивую голубую атмосферу Плутона. Но на этих потрясающих фотографиях также можно увидеть десятки тонких слоев атмо­сферной дымки, висящей в холодном азотном воздухе планеты. Эта обширная атмосферная дымка простирается, по крайней мере, на 480 км над поверхностью Плутона и образует концентрические слои, которые тянутся вдоль на многие сотни километров над самым разнообразным рельефом. Эта дымка по­явилась из-за сложных химических процессов в атмосфере Плутона, она чем-то схожа с органической дымкой, наблюдаемой в атмосфере спутника Сатурна Титана. Так же как и на Титане, из метана, имеющегося в составе атмосферы, под действием солнечного света образуются молекулы сложных органических соединений, которые в конце концов выпадают на поверхность Плутона, чем и обусловлен его красноватый оттенок.

Чрезвычайно низкий уровень потери атмосферы по сравнению с ожидаемым

Все планеты, имеющие атмосферу, постоянно теряют некоторое количество составляющих ее газов, рассеивающихся в космическом пространстве. Поскольку Плутон — это очень маленькая планета с низкой гравитацией и низкой скоростью убегания, ожидалось, что его метаново-азотная атмосфера теряется очень быстро. Но, к всеобщему удивлению, неожиданные результаты измерений, сделанных «Новыми горизонтами», показали, что уровень потери азота гораздо ниже, чем было предсказано на моделях, — на самом деле утечка атмосферы идет более чем в 10 000 раз медленнее! Возможно, причина в том, что верхние слои атмосферы оказались гораздо холоднее, чем ожидалось. Это означает, что молекулы двигаются с куда более низкими скоростями, и среди них гораздо меньше тех, которые достигают скорости убегания. Причина того, почему атмосфера является настолько холодной, пока остается невыясненной.

Доказательства значительных изменений атмосферного давления и присутствия в прошлом текущих или неподвижных жидкостей на поверхности Плутона

Мы знаем, что атмосферное давление на Плутоне значительно изменяется в зависимости от температуры поверхности. Также мы знаем, что оно должно существенно изменяться со временем, когда планета проходит через свой климатический цикл длительностью в миллионы лет, а ее орбита и скорость вращения вокруг своей оси медленно колеблются, изменяя угол падения солнечного света и его количество, согревающее различные части поверхности. Все эти явления были предсказаны еще до пролета, но «Новые горизонты» обнаружили несколько доказательств, указывающих на то, что в прошлом у поверхности Плутона давление было значительно выше. Среди них — существование «стиральных досок», дюн, каналов, которые могли быть заполнены текущей жидкостью, и даже одной характерной особенности рельефа, которая выглядит как замерзшее озеро в горной долине.

Свидетельства, указывающие на возможность существования океана жидкой воды внутри Плутона сегодня

Гигантский ледник Равнина Спутника находится практически точно в «противохаронной точке». Это означает, что он расположен в месте, которое противоположно тому участку поверхности Плутона, где Харон, привязанный приливными силами, всегда стоит прямо над головой. Почему ледник оказался именно там? Есть мнение, что дополнительный вес льда в кратере Равнины Спутника сам по себе мог привести к появлению приливных сил, которые заставили кратер переместиться в это положение. Тем не менее подобное могло произойти только в том случае, если внутреннее каменистое ядро Плутона и его внешняя ледяная кора не связаны друг с другом силой трения из-за существования океана с жидкой водой под ледяной корой. С тестами, которые с полной определенностью могут доказать наличие такого внутреннего океана, придется подождать до полета к Плутону будущего орбитального аппарата, но даже сейчас мы можем задать вопрос: а может ли этот океан быть обитаемым? Могут ли там быть плутоновские формы жизни, плавающие в глубине, под ледяной поверхностью планеты? Бытующее в настоящее время среди астробиологов мнение приводит к выводу, что жидкая вода может быть принципиально необходимым фактором для наличия жизни, наряду с молекулами органических веществ и потоком энергии. Кажется возможным, что все эти условия могут быть в наличии на Плутоне и других мирах с внутренними океанами, таких как Европа и Энцелад.

Огромный экваториальный тектонический пояс Харона, указывающий на существование древнего внутреннего океана

Северное и южное полушария Харона разделяет огромный комплекс долин и скал, который тянется более чем на 1500 км и пролегает под острым углом от экватора с юго-запада на северо-восток. Геологический анализ показывает, что эта область является огромным поясом растяжения, что означает: поверхность Плутона в этом месте была подвергнута приразломному растяжению из-за ряда зияющих пропастей, возникших под воздействием сил расширения. Что могло заставить Харон потрескаться посередине таким образом? Чтобы возникли силы, достаточные для того, чтобы разбить его твердую поверхность, Харон, по всей видимости, должен был расширяться изнутри, как бутылка с напитком, которая взорвется, если вы оставите ее надолго в морозилке. Возможно, то, что произошло в действительности, похоже именно на это. Половину массы внутреннего ядра Харона составляет водяной лед, и мы знаем, что во время формирования спутника его ядро было горячим, из-за чего водяной лед стал жидкостью. Со временем, при остывании, замерзание льда вызвало внутреннее расширение, в результате закончившееся появлением огромного тектонического пояса, который мы наблюдаем.

Совершенно уникальная темная, красноватая полярная шапка Харона

Возможно, самой заметной характерной чертой поверхности Харона является его темная полярная шапка, имеющая красноватый оттенок. Иногда ее также называют полярным «пятном», поскольку она выглядит достаточно расплывчатой, как будто набрызгана из пульверизатора поверх лежащего под ней полярного грунта. Ничего подобного никогда не наблюдали ни на одном из тел нашей Солнечной системы. Основным объяснением появления этой красной полярной шапки является утечка из верхних слоев атмосферы Плутона некоторого количества метана, который достигает Харона и в основном оседает на его полюсах — самых холодных местах спутника. Имитации процесса, проведенные в научных лабораториях на Земле, показали, что на Хароне метан под воздействием солнечного света и солнечного ветра превращается в более тяжелые углеводородные соединения, которые дают темно-красный цвет — именно такой, какой мы можем наблюдать на полюсах Харона. Эти соединения не являются летучими, то есть они не испаряются. Эта странная связь между Плутоном и Хароном, когда вещество с Плутона медленно — в течение миллиардов лет — перемещается на Харон, напоминает о некоторых видах двойных звезд, которые обмениваются веществом благодаря силе притяжения. Также это отлично подходит к описанию системы Плутона любителями фантастики, которое часто можно встретить.

Тайны маленьких спутников

В каждой части системы Плутона содержится своя часть сюрпризов. Это относится и к четырем маленьким спутникам планеты — Никте, Гидре, Стиксу и Керберу, которые обращаются вокруг двойной планеты Плутон — Харон. Одно из неожиданных открытий, связанных с ними, — это то, насколько быстро они вращаются вокруг своей оси, — гораздо быстрее, чем проходят путь по орбите. Гидра, самая быстрая, оборачивается вокруг оси всего за десять часов — это почти в сто раз быстрее, чем ее один орбитальный период. Еще более странно то, что оси вращения спутников не перпендикулярны плоскости их орбиты, что является нормой в других системах спутников. Почему? Ответ на этот вопрос неизвестен. Все четыре маленьких тела имеют вытянутую, несферическую форму, которая обычно встречается у ледяных объектов, недостаточно крупных и массивных для того, чтобы стать округлыми под действием своей гравитации. Но еще один сюрприз подготовили для исследователей Стикс и Гидра, которые состоят из двух долей, выглядящих так, как будто они сплюснуты, что может говорить нам о том, что маленькие спутники возникли в результате столкновений ранее существовавших тел. И если этого недостаточно, то стоит упомянуть о том, что все четыре спутника удивительно яркие и имеют очень высокую отражательную способность, отражая до 70–80% попадающего на их поверхность света. Это позволяет им войти в ряд объектов Солнечной системы, имеющих самое высокое значение альбедо. И последняя загадка состоит в том, что, несмотря на интенсивные поиски, которые вели «Новые горизонты», больше никаких спутников в системе Плутона обнаружено не было. Если учесть, что каждый раз, когда «Хаббл» использовали для поисков новых спутников Плутона, он их находил, почти все члены команды «Новых горизонтов» были чрезвычайно удивлены тем, что не нашли ничего, когда космический аппарат был достаточно близко к системе, и значительно превышал возможности «Хаббла». Почему у Плутона только пять спутников? Никто не знает.

Благодарности

 

В первую очередь нам бы хотелось выразить свою признательность членам команды «Новых горизонтов», сегодняшним и бывшим руководителям NASA и другим людям, которые дали нам интервью и согласились на то, чтобы их слова процитировали. Каждый из них щедро поделился с нами своим временем и своими мыслями, без их вклада эта книга никогда не стала бы возможной. За это мы особенно благодарны Фрэн Бэгеналь, Элис Боуман, Марку Бюи, Глену Фонтейну, Дэну Голдину, Майку Гриффину, Крису Херсману, Уэсу Хантрессу, Тому Кримигису, Тодду Мэю, Биллу МакКиннону, Ральфу МакНатту, Джеффу Муру, Кейти Олкин, Джону Спенсеру, Робу Стаэлю, Холу Уиверу и Лесли Янг. Также мы чрезвычайно благодарны всем тем, кто внес свой вклад в успех полета «Новых горизонтов» и исследование Плутона.

За полезные разговоры и переписку мы хотим сказать спасибо Джиму Беллу, Лори Кантилло, Кэнди Хансен, Чарльзу Колхейзу, Джонатану Лунину, Келси Сингер, Джоэль и Леонарду Стернам, Чаку Татро, семье Томбо, Стейси Вайнштейн и Аманде Зангари. Также мы в неоплатном долгу перед Синди Конрад, которая очень помогала нам как в материально-техническом отношении, так и с редактурой книги. Мы хотим поблагодарить Морган МакКиббен, Майкла Солури и Генри Тропа за сбор фотографических данных во время полета «Новых горизонтов», а также за то, что они любезно позволили нам использовать эти прекрасные и зачастую проникновенные снимки. Спасибо и Кевину Шиндлеру, историку обсерватории Лоуэлла, который щедро поделился с нами архивными материалами, пополнившими эту книгу, и Майку Бакли из Лаборатории прикладной физики, который оказал неоценимую помощь, разыскав фотографии и другие материалы, принадлежащие NASA и Лаборатории, и получив разрешение на их использование. Мы также хотим поблагодарить наших агентов Кэрри Ханниган, Джоша Гетцлера и Эрика Лапфера, которые со знанием дела провели нас через все этапы проекта, и нашего редактора Джеймса Мидера за его постоянную поддержку, терпение и рассудительность и за то, что он разделил с нами нашу радость от того, что мы рассказали историю «Новых горизонтов» всему миру. Наконец, мы благодарны нашим женам Дженнифер Голдсмит-Гринспун и Кэрол Стерн за то, что они смирились с тем, сколько выходных дней и вечерних часов мы потратили на написание этой книги.

Клайд Томбо, около 1930 г., после открытия Плутона в возрасте 24 лет (Lowell Observatory)

Телеграмма 1930 г. с предложением Венеции Берни, 11-летней девочки из Англии, назвать недавно открытую планету Плутоном (Lowell Observatory)

Один из первых фанатов Плутона и член научной команды «Новых горизонтов» Марк Бюи (© Michael Soluri/michaelsoluri.com)

Алан Стерн в возрасте пяти лет в Новом Орлеане со своим первым научным прибором (Alan Stern)

Патриархи научной команды «Новых горизонтов» Тиффани Финли, Лесли Янг, Энн Харч и Кейти Олкин (все в переднем ряду) (© Michael Soluri/michaelsoluri.com)

Один из первых фанатов Плутона и член научной команды «Новых горизонтов» Билл МакКиннон (© Michael Soluri/michaelsoluri.com)

Член научной команды и заместитель руководителя проекта по науке Кейти Олкин (NASA / Bill Ingalls)

Члены научной команды «Новых горизонтов» Марк Бюи и Хол Уивер (© Michael Soluri / michaelsoluri.com)

Руководитель по управлению полетом «Новых горизонтов» Элис Боуман (© Michael Soluri/michaelsoluri.com)

Менеджер проекта «Новые горизонты» Глен Фонтейн во время пролета Плутона (NASA / Joel Kowsky)

Некоторые из женщин — инженеров, ученых и операторов полета «Новых горизонтов» в Лаборатории прикладной физики за три дня до пролета Плутона (© Michael Soluri / SwRI / JHUAPL)

Члены научной команды Фрэн Бэгеналь и Джон Спенсер в Лаборатории прикладной физики во время пролета (Henry Throop)

Член научной команды «Новых горизонтов» и руководитель группы геологии Джефф Мур обсуждает недавно полученную информацию о Плутоне с членами команды во время пролета (NASA / Bill Ingalls)

Научная рабочая группа внешних планет NASA. Алан и Фрэн сидят в центре, Марк Бюи — в заднем ряду около центра, 1991 г. (NASA)

Роб Стаэль (впереди) и члены группы проектирования «Быстрого пролета Плутона» в Лаборатории реактивного движения с полноразмерным макетом аппа рата, около 1992 г. (NASA)

Марка «Плутон еще не исследован», выпущенная почтовой службой США в 1991 г. в наборе с изображениями других планет. Роб Стаэль и Стейси Вайнштейн восприняли эту марку как вызов

Системный инженер проекта «Новые горизонты» Крис Херсман с Аланом Стерном около Лаборатории прикладной физики за несколько дней до пролета (Alan Stern)

Новый набор марок Почтовой службы США, выпущенный в 2016 г. после того, как «Новые горизонты» исследовали планету

Внешние системы и научные приборы на борту «Новых горизонтов» (NASA)

«Новые горизонты» во время окончательной сборки на месте запуска во Флориде (NASA)

Ракета-носитель «Атлас V», усовершенствованная для запуска «Новых горизонтов». На рисунке показаны все ступени и компоненты, упомянутые в тексте, и для масштаба вверху ракеты мы можем увидеть крошечные «Новые горизонты» (NASA)

Глава экспедиции «Новые горизонты» Алан Стерн около аппарата после заправки его термоэлектрического генератора ядерным топливом в пятницу, 13 января 2006 г. Это последняя известная фотография зонда «Новые горизонты»; после этого люк был закрыт перед запуском (NASA)

Некоторые из членов научной команды «Новых горизонтов» перед ракетой-носителем «Атлас» примерно за неделю до того, как она покинула наша планету (NASA)

Маршрут полета «Новых горизонтов» через Солнечную систему к Плутону (JHUAPL)

Контейнер, помещенный на «Новые горизонты» и содержащий частицу праха Клайда Томбо (NASA)

Пэтси Томбо (вдова Клайда Томбо) показывает в небо вскоре после запуска «Новых горизонтов» 19 января 2006 г. (© Michael Soluri/michaelsoluri.com)

«Новые горизонты» уносятся в небеса на вершине ракеты-носителя «Атлас», 19 января 2006 г. (NASA)

Моменты после запуска «Новых горизонтов». Дэвид Гринспун (на переднем плане, справа) радуется вместе с членами научной команды и их родными (Henry Throop)

Операторы управления полетом «Новых горизонтов» и другие, наблюдающие (и аплодирующие) за запуском из ЦУПа в Лаборатории прикладной физики (NASA)

Обычная рабочая смена в ЦУПе «Новых горизонтов» в Лаборатории прикладной физики во время девяти лет пути до Плутона (NASA)

Маршрут пролета «Новых горизонтов» через систему Плутона 14 июля 2015 г. Вдоль траектории указано Всемирное время (JHUAPL)

Специальный выпуск журнала Science с результатами пролета Юпитера «Новыми горизонтами» (Reprinted with permission from AAAS)

Обратный отсчет до момента пролета Плутона в Лаборатории прикладной физики 14 июля 2015 г. Часы на заднем плане показывают 4 с. (NASA / Bill Ingalls)

Во время пролета Плутона Алан Стерн, директор Лаборатории прикладной физики Ральф Семмел (в центре) и члены команды Лесли Янг и Уилл Гранди (с дочерью Клайда Томбо Аннет и зятем Уилбуром) держат только что переставшую быть актуальной марку «Плутон еще не исследован» (NASA / Bill Ingalls)

Инженеры сжигают планы аварийного прекращения запуска на вечеринке после старта во Флориде (Morgaine McKibben)

Сжигание планов информационной работы в случае возникновения неполадок при пролете на вечеринке команды в ночь максимального сближения с Плутоном (Henry Throop)

Реакция членов научной команды «Новых горизонтов», когда они впервые увидели сохраненное на случай аварии изображение Плутона рано утром 14 июля 2015 г. (© Michael Soluri/michaelsoluri.com)

Члены команды собрались вокруг ноутбука Джона Спенсера в Лаборатории прикладной физики и смотрят на первую фотографию Плутона в высоком разрешении. Задний ряд: Джефф Мур, Рэнди Гладстоун, Рон Коэн, Энди Чайкин, Билл МакКиннон, Мария Стотофф. Передний ряд: Лори Кантилло, Джон Спенсер, Алан Стерн, Уилл Гранди, Стив Маран (NASA / Bill Ingalls)

То, на что члены команды смотрели на компьютере Джона Спенсера: первая фотография в высоком разрешении, где видны горы из водяного льда и, возможно, ледяной вулкан на Плутоне (NASA)

Члены рок-группы Styx в Лаборатории прикладной физики во время пролета с Марком Шоуолтером, первооткрывателем спутника Плутона Стикса (NASA / Joel Kowsky)

Ученые и пресс-секретарь NASA Дуэйн Браун (на переднем плане) радуются в момент, когда был получен чрезвычайно важный сигнал «звонка домой» от космического аппарата (Henry Throop)

Элис Боуман и Алан Cтерн обнимаются после «звонка домой» от «Новых горизонтов», когда стало понятно, что аппарат успешно пережил пролет Плутона (NASA TV)

Астрофизик и гитарист группы Queen Брайан Мэй с членами команды во время пролета Плутона (© Michael Soluri / michaelsoluri. com)

Астрофизик и гитарист группы Queen Брайан Мэй и член команды Лесли Янг смотрят на совершенно новую стереограмму Плутона, которую Мэй собрал во время пролета (Henry Throop)

Сенатор Барбара Микульски, чья поддержка оказалась решающей в том, чтобы воплотить «Новые горизонты» в реальность, выступает в Лаборатории прикладной физики во время пролета (NASA / Bill Ingalls)

Победоносное ядро команды «Новых горизонтов» собирается в Лаборатории прикладной физики через две недели после пролета (© Michael Soluri/michaelsoluri.com)

Пресс-конференция в Лаборатории прикладной физики 15 июля 2017 г. Слева направо: Дуэйн Браун (NASA), Алан Cтерн, Хол Уивер, Уилл Гранди, Кейти Олкин, Джон Спенсер (NASA / Bill Ingalls)

Специальный выпуск журнала Science с первыми результатами пролета «Новых горизонтов» через систему Плутона, опубликованными всего через 94 дня после пролета (Reprinted with permission from AAAS)

Сохраненное на случай аварии изображение Плутона (натуральный цвет), последняя и наиболее детальная фотография, сделанная 13 июля 2015 г., в день перед максимальным сближением (NASA)

Через 15 минут после максимального сближения «Новые горизонты» сделали этот потрясающий кадр, показывающий сложную поверхность с ледяными горами и гладкими равнинами, а также слоями дымки вокруг полумесяца Плутона (NASA)

На фотографии видно большое разнообразие возрастов и типов поверхности Плутона — от темных, древних, сильно изрезанных кратерами внизу до светлых, молодых полей кратеров из азотного льда наверху (NASA)

«Новые горизонты» «оглядываются» на Плутон, двигаясь от Солнца. На снимке видно потрясающее кольцо голубого неба, окружающее планету, совсем как Землю (NASA)

«Новые горизонты» сделали этот снимок спутника Плутона Харона в высоком разрешении и с усиленными цветами как раз перед максимальным сближением 14 июля 2015 г.

Край Равнины Спутника, соприкасающийся с горами. Видно пики из водяного льда, окружающие равнину из азотного льда, причем текстура поверхности может указывать на существование полей дюн, возникших в эпохи, когда атмосферное давление на Плутоне было более высоким (NASA)

Первая серия деталей поверхности Плутона, названия которых были предложены командой «Новых горизонтов» и приняты официально. Цвета усилены (NASA)

Молодая поверхность Равнины Спутника, левой части сердца (цвета усилены), на которой виден клеточный характер геологического строения, вызванный конвекционным движением азотного льда (NASA)

Горы (цвета усилены), припорошенные ярким метановым снегом в регионе Ктулху на Плутоне (NASA / Alex Parker)

Эта цветная фотография с усилением цвета области, расположенной около северного полюса Плутона, демонстрирует регион, глубоко изрезанный каньонами и долинами (NASA)

Четыре маленьких спутника Плутона показаны для масштаба с сегментом (внизу) гигантского спутника Харона (NASA)

Структуры на краю Равнины Спутника напоминают крупные ледники на Земле и указывают на наличие подвижного азотного льда (NASA)

Укрупненный вид на Равнину Спутника (цвета усилены) показывает большое разнообразие рельефов, в том числе гладкие равнины, окруженные крутыми горами, глубокими каньонами и темной, испещренной кратерами территорией (NASA)

Две планеты на одной фотографии. Снимок в самом высоком разрешении, сделанный «Новыми горизонтами», которым удалось поймать в кадр и Плутон, и его спутник. Харон (слева) и Плутон (справа) в усиленных цветах. Здесь видны реальные размеры обоих небесных тел по отношению друг к другу, а также масштаб расстояния между ними (NASA)

Предполагается, что эта характерная деталь рельефа длиной примерно 30 км представляет собой замерзшее озеро жидкого азота, возникшее в прошлом, когда атмосферное давление могло быть значительно выше (NASA)

Это изображение в высоком разрешении (цвета усилены) показывает юго- восточный край Равнины Спутника, где она встречается с шероховатой, более темной поверхностью Крун Макула (самой западной частью «Кастета»), которая более чем на два километра поднимается над равниной. Яркая поверхность Спутника испещрена ямами диаметром примерно в километр, которые, возможно, возникли из-за сублимации азотного льда (NASA / John Spencer, Paul Schenk, Pam Engebretson)

Эта необычная «изрезанная территория» (цвета усилены), занимающая на Плутоне сотни километров, не встречается больше нигде в Солнечной системе. Она состоит из зазубренных игл метанового льда в среднем высотой 365 м (NASA)

Часть цветной мозаики изображений Плутона в высоком разрешении (цвета усилены), сделанных непосредственно перед максимальным сближением. На ней видны детали поверхности до 250 м в поперечнике, от кратеров до разрушенных скальных блоков, а также неровная поверхность Равнины Спутника (NASA)

[1] «Потеря связи». — Прим. ред.

[2] «Связь установлена». — Прим. ред.

[3] Clyde Tombaugh and Patrick Moore, Out of the Darkness (Harrisburg, PA: Stackpole Books, 1980).

[4] Томбо оказался последователем Вильяма Гершеля, который в 1781 г. открыл Уран, и Иоганна Галле, в 1846 г. обнаружившего Нептун. Галле часто делит славу с Урбеном Леверье, который точно предсказал расположение Нептуна, опираясь на расчеты, основанные на возмущениях орбиты Урана, и, таким образом, указал Галле, где искать планету. — Прим. авт.

[5] Классическая статья, сообщающая об этом открытии и других выводах о размере и отражательной способности поверхности планеты, — «Плутон: доказательства существования замерзшего метана» (Pluto: Evidence for Methane Frost). Ее написали Дэйл Круикшэнк, Карл Пилчер и Дэвид Моррисон и опубликовали в журнале Science 19 ноября 1976 г. — Прим. авт.

[6] Мы должны упомянуть о том, что первоначальный анализ наблюдений, позволивших сделать открытие, был проведен Робертом Харрингтоном и Джеймсом Кристи. Кристи первый заметил «дефекты» и предположил существование спутника, но в научной литературе славу открытия с полным правом делят Кристи и Харрингтон. — Прим. авт.

[7] Планетезималь — образование, возникающее на последней стадии формирования планеты из протопланетного, т.е. допланетного газово-пылевого вещества; зародыш планеты, протопланета. — Прим. пер.

[8] По первым буквам английских слов «Faster, better, cheaper». — Прим. пер.

[9] Насильственное перемещение военнопленных американцев и филиппинцев на расстояние в 97 км произошло в 1942 г. на Филиппинах после окончания битвы за Батаан. Переход сопровождался жестоким обращением с военнопленными и позднее был расценен как военное преступление японцев. — Прим. пер.

[10] Сублимация похожа на испарение, которое происходит, когда жидкость нагревается и превращается в газ; в том случае, когда лед превращается в газ подобным же образом, но минуя жидкое состояния, ученые используют термин «сублимация». — Прим. авт.

[11] Если не учитывать направление суточного вращения Плутона, то его ось отклонена на 58° от перпендикуляра к плоскости орбиты. — Прим. науч. ред.

[12] А также на космических аппаратах «Улисс» и «Галилео». — Прим. пер.

[13] Группа, работающая над рассмотрением чернового варианта работы, не участвовавшая в ее подготовке. — Прим. пер.

[14] One giant leap of faith — строка из песни «Разбитые колени» (Grazed Knees) группы Snow Patrol, а также название песни группы Subsignal. Выражение «leap of faith» используется для метафорического описания приверженности чему-то, что не может быть определено объективно, в частности Богу в христианстве. — Прим. пер.

[15] Порода лошадей-тяжеловозов, произошла от рабочих кобыл из Клайдсдейла, фламандских и голландских жеребцов. — Прим. пер.

[16] Экспедиция Льюиса и Кларка (1804–1806) — первая сухопутная экспедиция через территорию США из Сент-Луиса к тихоокеанскому побережью и обратно. — Прим. пер.

[17] Жидкостный ракетный двигатель РД-180. — Прим. пер.

[18] Коктейль из рома и ликера кюрасао с фруктовым соком. — Прим. пер.

[19] Заметим, что до 21 сентября 2003 г. на орбите вокруг Юпитера работал «Галилео». — Прим. науч. ред.

[20] Видео этого мероприятия доступно на . — Прим. авт.

[21] Текст песни несложно найти в интернете, и если вы прочитаете его полностью, то поймете, что мы имеем в виду. — Прим. авт.

[22] Наблюдения успешно проведены. — Прим. ред.

Переводчик Виктория Краснянская

Научный редактор Владимир Сурдин, канд. физ.-мат. наук

Редактор Антон Никольский

Руководитель проекта И. Серёгина

Корректоры М. Миловидова, Е. Чудинова

Компьютерная верстка А. Фоминов

Арт-директор Ю. Буга

Фото на обложке NASA

© Alan Stern and David Grinspoon, 2018

Published by arrangement with Picador, New York.

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2020

© Электронное издание. ООО «Альпина Диджитал», 2020

Стерн А.

За новыми горизонтами. Первый полет к Плутону / Алан Стерн, Дэвид Гринспун; Пер. с англ. — М.: Альпина нон-фикшн, 2020.

ISBN 978-5-0013-9215-6

Fueled by Johannes Gensfleisch zur Laden zum Gutenberg