– Мы справились с задачей, но, оглядываясь назад, я жалею, что никто нам не сказал, что это невыполнимо, – смеется Йенкнер. – Мы были слишком молоды и переполнены энтузиазмом, чтобы понимать: то, за что мы взялись, почти невозможно сделать. Мы достигли имевшегося в то время предела возможностей обработки больших объемов данных.
Постройка сложного телескопа, требующая не применявшихся никогда ранее систем и процедур, представляла ряд проблем. В их число входила задача создания огромных зеркал высочайшего качества (главное зеркало телескопа «Хаббл» имеет размер 2,4 м в диаметре), которым надо было придать идеально выверенную форму и сделать так, чтобы им не повредило путешествие на космической ракете. Кроме того, свой путь на орбиту космический телескоп «Хаббл» должен был совершить на пилотируемом шаттле, и, значит, он должен отвечать требованиям безопасности к оборудованию в пилотируемых полетах. Борьба с техническими трудностями вызывала задержки в работе, а они, в свою очередь, тянули за собой повышение расходов. Но весь коллектив усердно трудился, намереваясь выполнить запуск к концу 1986 года.
В рамках подготовки к отправке на орбиту в 1990 году «Хаббл» установлен вертикально в камере для акустических и вибрационных испытаний компании Lockheed Martin. Орбитальный телескоп был спроектирован и построен в 1970-х и 1980-х годах, но его запуск задержался из-за катастрофы космического корабля Challenger в 1986 году. Если приглядеться, на снимке можно увидеть часть поручней общей длиной почти 70 м, опоясывающих снаружи корпус космического аппарата и предназначенных для того, чтобы за них держались астронавты во время работы в космосе. Источник: NASA
Но затем в январе 1986 года многоразовый транспортный корабль Challenger взорвался в полете вскоре после старта, оборвав жизнь семерых находившихся на его борту астронавтов. Вся программа Space Shuttle была приостановлена, а поскольку «Хаббл» планировали отправить в космос со следующим «челноком», стало понятно, что пройдет не меньше двух лет, прежде чем такой полет состоится. И хотя это было трудное время для американской космонавтики, задержка на несколько лет дала возможность исправить допущенные ошибки в конструкции «Хаббла» и расширить его возможности – особенно это касалось компьютерных программ, предназначенных для управления космическим телескопом с Земли.
Пуск космического корабля Discovery с космическим телескопом «Хаббл» на борту. Источник: NASA
В конце концов космический телескоп «Хаббл» начал свое путешествие на борту космического корабля многоразового использования Discovery в полете STS-31 24 апреля 1990 года. Астронавты успешно поместили телескоп стоимостью 1,5 млрд долларов на рабочую орбиту, и казалось, все прошло успешно.
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.
