Непридуманные космические истории

Астронавты работают в открытом космосе, обслуживая телескоп «Хаббл», закрепленный в отсеке полезной нагрузки шаттла Endeavour во время первой экспедиции обслуживания в 1993 году. Астронавт Стори Масгрейв укрепился на якоре на конце руки-манипулятора, а Джеффри Хоффман работает ниже его. Источник: NASA

Но вскоре после того, как «Хаббл» вошел в строй, ученые увидели, что получаемые снимки космических объектов размыты. Оказалось, что зеркало телескопа давало эффект сферической аберрации: это означало, что при полировке ему придали слегка неверную форму – размер отклонения был всего лишь 2 микрона. Толщина листа бумаги составляет около 100 микрон, поэтому изъян главного зеркала «Хаббла» был исключительно мал. Но этого хватило, чтобы его «зрение» пострадало и изображения получались искаженными.

NASA, Европейское космическое агентство и астрономы всего мира были потрясены и опечалены, общественность разочарована, а политики разгневаны. «Хаббл» стал всеобщим посмешищем и огромным «чемоданом без ручки» в космосе.

«Очумелые ручки» в космосе

Но, конечно же, история «Хаббла» на этом не закончилась. На самом деле, она только началась.

Если бы у какого-то другого космического телескопа оказалось дефектное зеркало, его бы просто объявили потерянным. Но что касается «Хаббла», была надежда исправить недостаток, и коренилась она в том факте, что этот космический аппарат спроектирован с учетом возможности модульной замены агрегатов и приборов, подлежащих модернизации. Новые части должны были доставляться на околоземную орбиту шаттлами, астронавты которых выполняли бы такую замену. NASA уже составило расписание полетов обслуживания к «Хабблу», и в первом же из них мог представиться шанс исправить обнаруженный в телескопе дефект. Но как это сделать? Менять или настраивать можно научные инструменты, но не зеркало телескопа. Во всем мире стали напряженно думать, что именно можно сделать в этой ситуации.

– Для каждого работника NASA это было время чудовищного стресса и нервотрепки, – говорит Фрэнк Сеполлина, возглавлявший группу обслуживания космического телескопа «Хаббл» в расположенном в городе Гринбелт (штат Мэриленд) подразделении NASA – Центре космических полетов имени Годдарда. Сеполлина помог разработать концепцию модульного космического аппарата гибкой конструкции, и он же отвечал за планирование и разработку деталей экспедиций обслуживания, в которых астронавты должны были заняться ремонтом и модернизацией «Хаббла». Но когда первая из этих экспедиций стала вопросом жизни и смерти для телескопа, Сеполлина и его команда врубили полный ход. И масштаб предстоящей задачи вызывал у них восторг.

– Кто угодно на нашем месте стал бы бегать по потолку и нервничать, а нам это было в радость, – с упоением говорит Сеполлина, вспоминая горячечные, пьянящие адреналином дни, когда NASA обратилось к его команде с просьбой совершить невозможное. – Нам предстояло сделать то, что не делал еще никто и никогда. И вышло так, что победу одержала изобретательность и находчивость: удалось понять, как исправить зеркало диаметром 2,4 м с ничтожной ошибкой, допущенной в процессе полировки, и получилось придумать, как именно провести операцию по ремонту.

Идея состояла в том, чтобы сделать для «Хаббла» специальные «очки». Ученые, инженеры и эксперты в области оптики трудились совместно, создавая набор корректировочных линз под названием «Система оптической коррекции» (англ. Corrective Optics Space Telescope Axial Replacement, COSTAR) для трех регистрирующих инструментов на борту «Хаббла».

– Построить COSTAR было само по себе непростой задачей, – говорит Сеполлина, – но правильно разместить эти «очки» и подогнать фокусное расстояние индивидуально для каждого инструмента оказалось настоящим кошмаром для инженера. Конструкторам пришлось спроектировать и изготовить образцы этих приборов и довести полировкой корректировочные линзы до самого лучшего качества; и, опять же, все это проделывалось впервые.

Другой задачей, поставленной перед Фрэнком Сеполлиной – ему сейчас за семьдесят, и он все еще активно занимается созданием роботехнических систем в Центре имени Годдарда, – было создать специальные инструменты, при помощи которых астронавты могли бы в условиях космической невесомости выполнять тонкую, деликатную работу, будучи при этом одетыми в громоздкие скафандры с перчатками на руках, еще более толстыми, чем теплые зимние.