Космический малыш, оставшийся на Марсе

Прекрасно помню, как я, будучи простым зрителем, с замиранием сердца разглядывала снимки, которые аппарат «Соджорнер» передавал с марсианской поверхности летом 1997 года. Серверные мощности Лаборатории реактивного движения (JPL) НАСА едва справлялись с нагрузкой, когда число запросов на скачивание дебютных кадров Красной планеты преодолело рекордную отметку в 47 миллионов! Ситуация осложнялась тем, что на исходе 90-х Всемирная паутина находилась лишь в начале своего пути, а подавляющее большинство пользователей выходило в сеть через медленные модемы. Завершив свою 83-дневную миссию, «Соджорнер» успел переслать свыше 550 фотографий и выполнить более пятнадцати химических тестов местной почвы и минералов.

Разумеется, сам «Соджорнер» навсегда остался на марсианских просторах. На снимке в начале статьи запечатлен его точный двойник — «Мария Кюри». По своим техническим параметрам они были абсолютно идентичны, и каждый из них мог отправиться в межпланетное путешествие, однако судьбой было предначертано одному стать всемирным символом экспедиции, а другому — остаться в тени. Вызывал ли этот факт у меня легкую ностальгическую грусть по поводу «Марии Кюри»? Пожалуй. Но вместе с тем это подарило мне прекрасный повод освежить в памяти события той эпохальной первой марсианской миссии, доказавшей, что автономные роботы способны успешно исследовать иные миры и приковывать к себе всеобщее внимание.

Будни «Соджорнера» на Красной планете

4 июля 1997 года спускаемый аппарат «Патфайндер» мягко опустился на марсианский грунт с помощью парашюта и системы амортизирующих подушек, совершив полтора десятка упругих прыжков перед полной остановкой. Посадочная платформа, впоследствии названная в честь выдающегося популяризатора науки Карла Сагана, доставила на планету уникальный груз. На следующий день после демонтажа защитных подушек «Соджорнер», черпавший энергию от солнечных батарей, съехал по трапу вниз, став первым созданным человечеством самоходным устройством на поверхности другой планеты (если не считать внеземные тела в целом: советские «Луноходы» успешно работали на Луне в 1970 и 1973 годах, а СССР осуществил попытку посадки марсохода ПрОП-М еще в 1971-м, однако связь с ним прервалась еще до начала активной фазы).

Шестиколесный аппарат габаритами с микроволновую печь и весом всего 10,6 кг нес на борту три камеры низкого разрешения (пару передних монохромных и одну заднюю цветную), лазерный комплекс обнаружения препятствий, рентгеновский альфа-протонный спектрометр, приборы для оценки износа колес и сцепных свойств материалов, а также набор акселерометров. Машина блестяще подтвердила эффективность шестиколесной схемы подвески типа «rocker-bogie», которую специалисты НАСА в дальнейшем стали применять на всех последующих марсоходах. Из-за скромной мощности радиопередатчика «Соджорнер» не мог удаляться от посадочной платформы далее чем на 12 метров.

Местом присадки «Патфайндера» была выбрана Долина Арес — высохшее русло древних водных потоков, привлекавшее ученых разнообразием геологических пород. Исследователи рассчитывали найти доказательства былого присутствия жидкой воды на Марсе. И действительно, «Соджорнеру» удалось обнаружить обкатанную гальку, свидетельствовавшую о течении водных масс, что позже было полностью подтверждено последующими экспедициями.

Свою научную деятельность на планете ровер начал с короткого заезда на 36 сантиметров к валуну со специфической фактурой поверхности, получившему прозвище «Barnacle Bill» (в честь персонажа популярной американской матросской песни). Около десяти часов робот изучал состав этого камня с помощью бортового спектрометра. На протяжении следующих недель, пока стационарный модуль фиксировал метеорологические параметры атмосферы и вел съемку, марсоход детально исследовал окружающие камни и особенности грунта.

Зземная жизнь «Марии Кюри» в песочницах JPL

В это же время на Земле инженеры Лаборатории реактивного движения использовали «Марию Кюри» для имитации маневров «Соджорнера» в условиях, максимально приближенных к марсианским. Специально для проектирования и испытаний техники внутри ангаров JPL соорудили гигантские полигоны-песочницы, засыпанные тоннами песка. Инженерные группы упорно отрабатывали алгоритмы дистанционного управления, принимая во внимание неизбежную задержку сигнала между планетами, которая составляла от 7 до 20 минут (в среднем около 11 минут). Даже после успешной высадки «Соджорнера» земной дублер продолжал служить инструментом для планирования дальнейших шагов миссии.

Первые дни работы на Марсе контролировались оператором с Земли, вооруженным VR-очками и специфическим манипулятором Spaceball 2003. Специалист ориентировался по сводным кадрам с камер посадочного модуля и самого ровера. Процесс напоминал крайне заторможенную видеоигру, где порой аппарат преодолевал всего пару сантиметров за сутки. Позднее НАСА активировало бортовую систему обхода препятствий, наделив устройство автономией в принятии решений. Оператор задавал лишь общую точку назначения на день, а робот самостоятельно выбирал оптимальный маршрут, объезжая крупные валуны, крутые уклоны и обрывы.

Изначально специалисты JPL рассчитывали лишь на недельную работоспособность аппарата. Тем не менее миниатюрный ровер исправно функционировал на протяжении 83 марсианских суток, пока 7 октября 1997 года связь с ним окончательно не прервалась (сам посадочный модуль замолчал чуть раньше — 27 сентября). Суммарно проект сгенерировал около 1,2 гигабайт научной информации, что по тем временам являлось колоссальным объемом, и передал на Землю порядка 10 000 кадров марсианского пейзажа.

Агентство планировало задействовать «Марию Кюри» в последующих межпланетных программах, рассматривая ее участие в серии пусков «Марс 2001», однако этим планам не суждено было сбыться. В 2015 году аппарат передали на вечное хранение в экспозицию Национального музея авиации и космонавтики.

Эра концепции «Быстрее, лучше, дешевле»

Миссия «Патфайндер» стала вторым проектом в рамках линейки «Дискавери», инициированной руководителем НАСА Дэниелом Голдиным. Он активно внедрял подход «Faster, Better, Cheaper», призванный сделать космическое ведомство более динамичным и экономичным (первая миссия программы была направлена к астероиду Эрос). В финансовой обстановке начала 90-х годов рисковать гигантскими бюджетами ради одной масштабной неудачи было недопустимо. Голдин сделал ставку на компактные и недорогие проекты: полный бюджет «Патфайндера», включая разработку, запуск и эксплуатацию, не превышал 300 миллионов долларов.

В своей книге 2014 года «Curiosity: An Inside Look at the Mars Rover Mission and the People Who Made It Happen» популяризатор науки Род Пайл приводит беседу с ключевым инженером «Патфайндера» Робом Мэннингом. Тот отмечал, что одним из главных преимуществ миссии были сравнительно мягкие требования к результату. На команду возлагалась задача успешной посадки, высадки ровера и ретрансляции изображений — задача технически сложная, но лишенная избыточных бюрократических барьеров.

Главной скрытой целью проекта было убедить конгрессменов и американских налогоплательщиков в способности ведомства реализовывать прорывные инициативы с высокой отдачей. Не обошлось и без инженерной хитрости: бюджетные ограничения концепции «дешевых» миссий порой компенсировались за счет неиспользованных компонентов от старых программ. Например, радиоизотопные нагревательные элементы, поддерживавшие необходимую температуру электроники «Соджорнера», достались проекту «в наследство» от юпитерианской миссии «Галилео», благодаря чему обошлись фактически даром.

Экспедиция «Патфайндер» не просто оправдала ожидания — она захватила воображение миллионов людей и возродила интерес общества к покорению Марса. Именно тогда был заложен фундамент для грандиозных исследований, которые позже продолжили легендарные марсоходы «Спирит», «Оппортьюнити» и «Кьюриосити» (успешно работающий на поверхности планеты уже более 13 лет).

Происхождение имен «Соджорнер» и «Мария Кюри»

Чтобы выбрать имя для первого планетохода, ведомство запустило в марте 1994 года масштабный конкурс среди учащихся школ и университетов, предложив почтить память выдающейся исторической фигуры женского пола. Эссе оценивались по глубине проработки, аргументированности выбора и пониманию целей космической миссии. В состязании участвовала молодежь со всего земного шара.

Победу одержала 12-летняя Валери Эмбройз из Коннектикута сочинением о Соджорнер Трут, а второе место заняла 18-летняя Депти Рохатги из Мэриленда, посвятившая работу Марии Кюри. Трут родилась в рабстве в конце XVIII века, сумела бежать вместе с дочерью, а позже через суд вернула на свободу сына, став известной борющейся за гражданские и женские права активисткой. Кюри — выдающийся польско-французский физик и химик, пионер в области изучения радиоактивности (само слово было введено ею), первая женщина-лауреат Нобелевской премии и первый человек в истории, удостоенный этой награды дважды.

В дальнейшем агентство неоднократно использовало имена великих женщин для наименования различных космических аппаратов. Одной из последних этого удостоилась Нэнси Грейс Роман, первая женщина-руководитель астрономических программ НАСА. Весной 2020 года было объявлено, что ее именем назовут инфракрасный телескоп Wide Field Infrared Survey Telescope, запуск которого планировался на октябрь 2026-го (хотя проект неоднократно подвергался угрозам закрытия со стороны властей).

В настоящее время руководство агентства старается избегать присвоения крупных именных названий. В конце 2022 года политика наименования миссий была пересмотрена после споров вокруг фигуры Джеймса Уэбба и обвинений в его адрес в период работы в госструктурах. Внутреннее расследование не нашло подтверждения этим претензиям, поэтому знаменитый телескоп сохранил свое имя, однако порог для увековечения имен исторических личностей в новых проектах стал значительно выше. Впрочем, исключения делаются: например, прыгающий лунный робот от компании Intuitive Machines получил имя пионера компьютерных технологий Грейс Хоппер (IM-2 Micro Nova Hopper).

Таким образом, «Мария Кюри» и «Соджорнер» навсегда останутся частью этого эксклюзивного клуба. Первый, будучи внесенным в Зал славы робототехники еще в 2003 году, несомненно, останется более известным. «Мария Кюри» же продолжит почивать в музейной тишине. С другой стороны, теперь этот аппарат выставлен в одном из ведущих музеев планеты, где каждый день его могут лицезреть тысячи людей. Согласитесь, весьма достойное завершение земного пути.

Источник