Хорошая стратегия, плохая стратегия. В чем отличие и почему это важно

В случае с более тяжелым аппаратом, массой почти в 1500 килограмм, задача проектировщиков была сравнительно легкой. Достаточно было просто соединить болтами ряд надежных, проверенных узлов и подсистем. Следовательно, над координацией отдельных частей объекта не пришлось бы особо трудиться. Во втором варианте задача была гораздо сложнее – огромную роль играло точное взаимодействие отдельных частей.

Гигантская часть труда проектировщика систем состоит в том, чтобы найти и вычислить эти взаимодействия, или, как их еще называют, компромиссы. Стоит оптимизировать какую-то одну часть системы, и возникает очередная проблема выбора в отношении других узлов и комплектующих. Из-за ограничения, связанного с массой зонда, наша конкретная задача превращалась в чрезвычайно запутанную паутину конкурирующих друг с другом требований, и все их нужно было рассматривать в совокупности. Например, уменьшение массы радиоактивного энергоблока электростанции зонда означало снижение мощности радио; тогда она не будет превышать 35 ватт. Для компенсации этого недостатка можно было попробовать использовать более сфокусированную параболическую антенну и попытаться добиться ее более точной направленности на Землю. Это, в свою очередь, означало, что нам потребуются более чувствительные датчики, более сложный алгоритм управления и больше топлива для системы стабилизации управления в пространстве. Попробуйте уменьшить массу космического аппарата за счет утончения защитного слоя, установив источник радиоактивного питания на более длинной стреле, и тут же обнаружите, что стрела слишком сильно колеблется, очень затрудняя задачу управления.

Иными словами, каждая часть системы подлежала пересмотру и подгонке под потребности остальной системы. Много времени и сил ушло у нас на создание конфигурации, не допускающей расточительного дублирования узлов. Допустим, если одно устройство может выполнять несколько задач, к примеру защищать аппарат от солнечных лучей и микрометеоритов и при этом использоваться как контейнер для топлива, вес зонда уменьшится. Кроме того, мы постарались ослабить конкуренцию за электроэнергию между подсистемами, добившись оптимального распределения операций по времени.

Должен признать, ничто из того, чему нас учили на машиностроительном отделении Калифорнийского университета в Беркли, не подготовило меня к решению подобного рода задач. В университете я научился моделировать системы с применением математических методов, а затем минимизировать отдельные аспекты, скажем затраты или ту или иную погрешность. Но в ЛРД все было иначе. Мне требовалось очень многое знать обо всех подсистемах и их возможных взаимодействиях и постоянно держать все это в уме, чтобы представить себе потенциально эффективную конфигурацию. Сказать, что это была трудная задача, – не сказать ничего. Но именно в ЛРД, хотя тогда я этого еще не понимал, я начал изучать стратегии, чем занимаюсь до сих пор.

Автоматический зонд Voyager-1 запустили через четырнадцать лет после описанных мной первых исследований. Весил он 723 килограмма, то есть несколько больше исходно заявленных 544 килограмм – прежде всего благодаря улучшенной конструкции ракеты-носителя Titan IIIC. Зонд сделал фотографии и замеры на Юпитере и Сатурне. Исследователи умело использовали для лучшей навигации одну из телекамер, которая отправляла снимки расположения планет – спутников Юпитера на фоне звезд. Аппарат и сейчас работает; в настоящее время он летает в 125 миллиардах километров от Солнца, за пределами Солнечной системы. Зонд Voyager-2 не такой шустрый, но он уже побывал на Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне.

Компромисс

Главный урок, который я усвоил в отделе управления системами ЛРД, заключался в том, что эффективность системы является общим итогом возможностей и тщательно продуманного плана. С одной стороны, чтобы обеспечить бóльшую действенность системы при определенных заданных характеристиках, например массы или эффективности электроснабжения выводимого на орбиту объекта, необходимо как можно логичнее и теснее соединить отдельные компоненты и подсистемы. С другой – если существует возможность улучшить имеющиеся характеристики (технологии), идеальная интеграция частей уже не так важна. То есть при наличии более мощной ракеты-носителя или легких компонентов вы сможете удовлетворить требование в отношении массы конструкции с меньшими затратами времени и усилий на интеграцию отдельных частей системы. Этот компромиссный подход к обдумыванию и составлению общего плана и стал центральным элементом моего представления о стратегии.