[Перевод] Маленький марсианский ровер, который остался дома

Помню как я, простая смертная, восхищённо смотрела на фотографии, отправляемые «Соджорнером» с поверхности Марса летом 1997 года. Серверы Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА начали тормозить, когда количество обращений для скачивания первых снимков красной планеты превысило 47 миллионов (рекордное число!). Проблема была ещё и в том, что в конце 1990-х Интернет всё ещё был молод, и большинство людей пользовалось аналоговыми модемами. Концу своей 83-дневной миссии «Соджорнер» отправил больше 550 фотографий и провёл более пятнадцати химических анализов марсианских пород и почвы.

Разумеется, «Соджорнер» остался на Марсе. На фотографии в начале поста показан его близнец «Мария Кюри». Функционально они идентичны и любой из них мог совершить путешествие по Марсу, но одному из них суждено было стать «лицом» миссии, а другому — остаться в забвении. Пишу ли я эту статью из-за того, что испытываю небольшое сожаление из-за «Марии Кюри»? Возможно. Но в то же время это дало мне шанс вернуться к воспоминаниям этой первой марсианской миссии, определившей, что роботы могут эффективно исследовать поверхность планет и завоёвывать внимание публики.

Пребывание «Соджорнера» на Марсе

4 июля 1997 года станция «Патфайндер» спустилась на парашюте в атмосферу Марса и, подпрыгнув пятнадцать раз на своеобразных «подушках безопасности», наконец, остановилась. Посадочный модуль, позже переименованный в Мемориальную станцию Карла Сагана, нёс в себе драгоценный груз. На следующий день, после того, как подушки были убраны, питающийся от солнечных батарей «Соджорнер» сошёл с рампы, став первым созданным человеком транспортным средством на поверхности другой планеты. (Однако не первым инопланетным телом. Советские «Луноходы» провели две успешные миссии на Луне в 1970 и 1973 годах. СССР также посадил марсоход на поверхность Марса в 1971 году, но связь с ПрОП-М была потеряна ещё до того, как приступил к работе.)

Шестиколёсный «Соджорнер» размером с микроволновку и массой 10,6 килограмма был оснащён тремя камерами низкого разрешения (две спереди для чёрно-белых фотографий и цветная камера сзади), лазерной системой избегания опасностей, альфа-протон рентгеновским спектрометром, установками для проверки износа колёс и сцепления с материалами, а также множеством акселерометров. Робот продемонстрировал ценность шестиколёсной системы подвески «rocker-bogie», которую НАСА начало использовать во всех последующих марсианских роверах. Из-за ограниченной мощности своего радиопередатчика «Соджорнер» не мог удаляться от посадочного модуля более, чем на 12 метров.

«Патфайндер» приземлился в долине Арес, в которой раньше предположительно пролегали водные каналы; она была выбрана из-за широкого спектра представленных там пород. Учёные надеялись подтвердить существование в прошлом воды на поверхности Марса. «Соджорнеру» действительно удалось найти округлую гальку, предполагавшую наличие бегущей воды, и последующие миссии подтвердили это.

В первом своём акте исследования планеты «Соджорнер» проехал 36 сантиметров и встретился с камнем, прозванным за свою грубую поверхность «Barnacle Bill» (прим. пер.: так звали моряка, персонажа американской застольной песни). Ровер провёл за анализом камня примерно десять часов, при помощи своего спектрометра определяя его химический состав. В течение последующих нескольких недель, пока посадочный модуль собирал информацию об атмосфере и делал фотографии, ровер подробно изучал камни и исследовал марсианскую почву.

Пребывание «Марии Кюри»… в песочнице JPL

Тем временем на Земле инженеры JPL использовали «Марию Кюри», чтобы имитировать перемещения «Соджорнера» в условиях, напоминающих марсианские. В процессе проектирования и тестирования роверов команда изготовила в здании комплекса управления космическими операциями JPL огромные песочницы, в каждой из которых содержались тонны песка. Инженеры упорно практиковались в дистанционном управлении «Соджорнером» с учётом 11-минутной задержки при передаче сигналов между Марсом и Землёй. (В реальности задержки могли плавать в интервале от 7 до 20 минут.) Даже после посадки «Соджорнера» «Мария Кюри» продолжала помогать в планировании его действий.

В первые несколько дней нахождения на Марсе «Соджорнером» управлял находившийся на Земле оператор, вооружённый 3D-очками и причудливым устройством ввода под названием Spaceball 2003. Оператор руководствовался скомбинированными изображениями с камер посадочного модуля и ровера. Это походило на о-о-очень медленную видеоигру — иногда ровер перемещался всего на несколько сантиметров в день. Затем НАСА включило систему избегания опасностей «Соджорнера», что обеспечило роверу определённую степень автономии в процессе исследования мира. Живой оператор мог намечать путь для исследований на день, после чего ровер должен был автономно обходить все препятствия на пути, например, большие булыжники, обрывы или слишком крутые склоны.

JPL проектировала «Соджорнер» с расчётом на эксплуатацию в течение недели. Однако маленький ровер продолжал пыхтеть целых 83 марсианских дня, прежде чем НАСА полностью потеряло с ним связь 7 октября 1997 года. Посадочный модуль вырубился уже 27 сентября. Суммарно миссия собрала 1,2 гигабайта данных (для того времени это было много) и отправила 10 тысяч изображений поверхности планеты.

НАСА рассчитывало отправить «Марию Кюри» в ещё одну миссию на Марс. Какое-то время планировалось, что она поучаствует в серии миссий «Марс 2001», но этого не случилось. В 2015 году JPL передала ровер в Национальный музей авиации и космонавтики.

Когда НАСА стремилось быть быстрее, лучше, дешевле

Миссия «Патфайндер» стала второй в списке программы «Дискавери» руководителя НАСА Дэниела Голдина, который воплощал свою философию «Быстрее, лучше, дешевле» по превращению НАСА в более гибкую и эффективную организацию. (Первая миссия «Дискавери» была запущена на астероид Эрос.) В финансовом климате начала 1990-х космическое агентство не могло рисковать потерями миллиардов долларов в случае провала крупной миссии. Голдин решил выбрать проекты поменьше; общий бюджет миссии «Патфайндер» с учётом полёта и эксплуатации был ограничен 300 миллионами долларов США.

В книге 2014 года «Curiosity: An Inside Look at the Mars Rover Mission and the People Who Made It Happen» (издательство Prometheus) популяризатор науки Род Пайл взял интервью у ведущего разработчика миссии «Патфайндера» и последующих марсианских роверов Роба Мэннинга. Мэннинг вспоминал, что один из лучших аспектов миссии заключался в относительно низких требованиях. Его команда отвечала за посадку на Марс, доставку ровера и передачу изображений. Да, технически это была сложная задача, но кроме этого у команды не было никаких помех.

Подлинная миссия заключалась в том, чтобы убедить Конгресс США и американское общество, что НАСА способно выполнять прорывные проекты с большей эффективностью. За кулисами происходила небольшая магия с бухгалтерией, благодаря которой миссии «Быстрее, лучше, дешевле» часто подпитывались из других, более крупных старых проектов. Например блоки радиоизотопного нагрева, благодаря которым для электроники «Соджорнера» обеспечивалась достаточная для работы температура, были оставшимися запчастями миссии «Галилео» к Юпитеру, поэтому оказались «бесплатными».

Миссия «Патфайндер» не только стала успешной: она захватила умы американцев и возродила интерес к исследованию Марса. В её процессе был заложен фундамент будущих миссий, позволивший ещё подробнее изучить красную планету роверам «Спирит», «Оппортьюнити» и «Кьюриосити» (который вопреки всем ожиданиям продолжает работать даже спустя 13 лет после приземления).

Как получили свои имена «Соджорнер» и «Мария Кюри»

Чтобы выбрать название первого марсианского ровера, НАСА организовало в марте 1994 года конкурс для школьников и студентов, в рамках которого предложило выбрать «героиню». Эссе конкурсантов оценивались по их качеству и креативности, уместности имени для ровера и знаниям учащихся не только о женщине, которой таким образом будет отдана честь, но и о целях миссии. В конкурсе участвовали студенты со всего мира.

Двенадцатилетняя Валери Эмбройз из Бриджпорта (штат Коннектикут) выиграла со своим эссе о Соджорнер Трут, а восемнадцатилетняя Депти Рохатги из Роквилла (штат Мэриленд) заняла второе место с эссе о Марии Кюри. Трут была чёрнокожей женщиной, родившейся в рабстве в конце 18-го века. Она сбежала из рабства со своей дочерью, а два года спустя юридическим путём добилась освобождения своего сына. Соджорнер стала популярной защитницей гражданских и женских прав, а также участвовала в движении за трезвость. Кюри была польско-французским физиком и химиком; она стала знаменитой благодаря своим исследованиям радиоактивности (этот термин тоже придумала она). Она была первой женщиной, получившей Нобелевскую премию, а также первым человеком, получившим её дважды.

В дальнейшем НАСА отдало честь множеству других женщин, назвав их именами различные объекты. Одной из последних женщин, удостоенных такой чести, стала Нэнси Грейс Роман — — первая руководительница астрономического направления в НАСА. В мае 2020 года НАСА объявило о том, что назовёт в честь Роман космический телескоп Wide Field Infrared Survey Telescope, запуск которого был запланирован уже на октябрь 2026 года, однако администрация Трампа многократно заявляла о желании закрыть проект.

В наши дни НАСА старается не давать своим крупным проектам имена конкретных людей. В декабре 2022 года агентство без лишнего шума изменило свою политику присвоения названий после того, как появились обвинения в том, что Джеймс Уэбб, в честь которого назван космический телескоп «Джеймс Уэбб», увольнял сотрудников НАСА, а до этого — сотрудников Госдепартамента США, принадлежавших к LGBTQ+. Расследование НАСА не смогло подтвердить эти обвинения, поэтому телескоп сохранил имя Уэбба. Однако теперь NASA предъявляет гораздо более высокие требования к тому, чтобы увековечить чьё-либо имя в названии своего проекта, независимо от того, заслуживает ли этот человек такой чести. (Впрочем, агентство разрешило назвать в честь пионера компьютерного программирования Грейс Хоппер созданного компанией Intuitive Machines прыгающего лунного робота IM-2 Micro Nova Hopper.)

Итак, «Мария Кюри» и «Соджорнер» так и останутся членами этого избранного круга. «Соджорнер», включённый в Зал славы роботов в 2003 году, всегда будет более знаменитым из этой пары. А «Мария Кюри» продолжит оставаться в тени. Но можно взглянуть на это с другой стороны: теперь «Мария Кюри» выставлен в одном из самых популярных музеев мира, где миллионы посетителей могут увидеть марсоход вблизи. Согласитесь, тоже неплохое наследие.

Если эта публикация вас вдохновила и вы хотите поддержать автора — не стесняйтесь нажать на кнопку