[Перевод] Гордость и страсть, история о превращении мечты в космический проект

Как энтузиазм и полное посвящение себя космическим исследованиям вывели достижения китайских ученых на новую высоту.

На фото: Ли Фэй (слева) — главный конструктор спускаемого модуля «Чанъэ-4», Вэнь Бо (в центре) — главный конструктор ровера «Юйту-2» (Нефритовый заяц-2), и Чжан Хэ (справа) — исполнительный директор проекта «Чанъэ-4», аэрокосмический центр управления Китайской академия космических технологий.

В смартфоне аэрокосмического инженера Вэнь Бо хранятся четыре ее фотографии в той же позе и на том же фоне, но снятые на четырех разных этапах, знаменующих вехи в ее карьере, а также ступени в лунной исследовательской программе Китая.

Первая фотография была сделана в далеком 2007 году, когда Вэнь Бо только начала работать в Китайской академии космических технологий (КАКТ), после окончания университета, а также это был год, когда Китай запустил свой первый исследовательский лунный аппарат «Чанъэ-1».

Вторая, третья и четвертая фотографии были сделаны сразу после запуска второй исследовательской лунной станции «Чанъэ-2» в 2010 году, третьей станции «Чанъэ-3» в 2013 году и после успешного запуска четвертой станции «Чанъэ-4» в декабре 2018 года, соответственно.

Примечание: Чанъэ — персонаж китайской мифологии, в даосизме почитается как богиня Луны.

«Более десяти лет пролетели в мгновение ока», — заметила Вэнь Бо, просматривая фотографии, сделанные перед входом в Китайскую академию космических технологий.

Станция «Чанъэ-4» первой в мире совершила успешную мягкую посадку на обратной стороне Луны 3 января 2019 года, а Китайское национальное космическое управление официально объявило об успешном прилунении и начале дальнейших исследованиях Луны модулями проекта «Чанъэ-4» 11 января 2019 года.

Наблюдая в Пекинском аэрокосмическом центре за мягким приземлением посадочного модуля на Луну, Чжан Хэ, исполнительный директор проекта «Чанъэ-4», не смогла сдержать слезы.

Говоря об этом эмоциональном моменте, Чжан Хэ сказала: «Я была очень взволнована. Последние три-четыре года наша команда усердно работала вместе. Этот успех был достигнут с большим трудом.»

На фото: ученый за работой в центре управления полетами Китайской академии космических технологий.

Сталкиваясь с проблемами, решая их

«Я горжусь тем, что принял участие в этой миссии», — сказала Чжан Хэ — «мы сделали то, чего раньше никто и никогда не делал, и преодолели много трудностей».

По словам Чжан Хэ, одной из основных проблем при исследовании дальней стороны Луны является проблема, связанная с организацией связи, поскольку устройства на обратной стороне Луны не доступны для связи напрямую с Земли, поэтому для ретрансляции сигналов необходим отдельный спутник связи.

Проблема была решена после того, как Китай запустил спутник-ретранслятор «Цэюцяо» (сорочий мост) 21 мая 2018 года для обмена данными между ЦУП и модулями проекта «Чанъэ-4».

Другой проблемой являлся тот факт, что обратная сторона Луны чаще подвержена падению метеоритов, поэтому рельеф там очень сложный, что создает высокий риск для нештатной посадки, которая может привести к опрокидыванию или полной потери посадочного модуля в процессе прилунения.

Чтобы преодолеть эту трудность, путем долгих исследований, была выбрана относительно безопасная расчетная площадка для посадки. Чжан и другие инженеры из команды проекта изучили большой объем соответствующих справочных материалов, проконсультировались с рядом ученых из аэрокосмической отрасли и проанализировали характеристики лунного грунта и ландшафта, чтобы определить примерное место для оптимальной и безопасной посадки станции.

В конце концов, главный конструктор посадочного аппарата Ли Фэй и его коллеги определились с районом для посадочной площадки в кратере Кармана, внутри которого есть достаточные для проекта плоские участки на поверхности.

Ли Фэй, родившийся в 80-е годы прошлого века, получил прозвище «ходячая энциклопедия» за широкий спектр научных знаний.

Кроме того, по словам Чжан Хэ, уже на стадии проектирования в бортовые компьютерные системы посадочного аппарата внедрены технологии искусственного интеллекта, что позволило разным модулям проекта стать намного умнее и автономнее, чем ранее запускаемые.

Массив специальных датчиков и камер, измеряющих различные параметры скоростей и расстояний, которые так же могут обрабатывать в режиме реального времени 3D-изображения, был установлены на элементах спускаемого модуля «Чанъэ-4», чтобы при выполнении процедуры посадки бортовые системы могли сами анализировать и корректировать параметры и данные по ситуации, включая информацию о текущем положении, углах и наклоне к поверхности, быстро идентифицировать нестабильные (опасные) элементы на поверхности (камни, мелкие кратеры) и смочь уклониться от таких препятствий до крайней точки невозврата в процессе посадки в автоматическом режиме без вмешательства оператора на Земле.

Чжан Хэ добавила, что это передовая современная технология, соответствующая высоким международным стандартам.

Поскольку обратная сторона Луны также имеет более сложный рельеф, чем видимая с Земли сторона, то в процессе проектирования пришлось учесть, что ровер «Юйту-2» столкнется с более серьезными проблемами и помехами, которые могут возникнуть при движении, чем те, с которыми ранее сталкивался его предшественник ровер «Юйту», отправленный на Лунную поверхность в 2013 году.

Вэнь Бо, главный конструктор ровера «Юйту-2», сказала, что конструкция ровера была значительно улучшена и доработана, особенно упор делался на предотвращение механического отказа систем в процессе его функционирования.

После того, как ровер «Юйту-2» успешно выгрузился из спускаемого модуля «Чанъэ-4» на лунную поверхность, Вэнь Бо теперь отвечает за организацию процедур дистанционного управления ровером.

Вэнь Бо сказала, что, поскольку лунная поверхность в зоне высадки «Чанъэ-4» изобилует складками, многочисленными камушками и небольшими кратерами, то, после совершения каждого своего небольшого движения, ровер должен остановиться, сфотографировать поверхность вокруг и отправить эти данные обратно на Землю через спутник-ретранслятор.

Ученые на Земле затем обрабатывают эти данные и намечают дальнейший маршрут, по которому ровер будут следовать далее.

Вэнь Бо уточнила, что антенны ровера «Юйту-2» необходимо настроить так, чтобы они указывали на спутник-ретранслятор, для корректной отправки и получения управляющих сигналов, в то время как солнечные панели ровера должны быть оптимально наклонены для попадания на них большого количества солнечного света, чтобы максимизировать выработку электроэнергии в момент совершения передачи данных.

Сталкиваясь со всеми этими проблемами в процессе подготовки и в ходе выполнения проекта, многие варианты их решения так же обещают дать нам в дальнейшем новые возможности и открытия, сказал Чжан Хэ, добавив, что элементы ландшафта на обратной стороне лунной поверхности могут быть старше, чем подобные на видимой стороне, поэтому изучение почвы обратной стороны может пролить больше света на происхождение и эволюцию Луны.

Кроме того, обратная сторона Луны является идеальным местом для низкочастотных радиоастрономических наблюдений, поскольку Луна блокирует радиопомехи от Земли.

Чжан Хэ объяснила, что Земля имеет ионосферу, которая затрудняет прием низкочастотных радиосигналов из космоса. Чтобы получить и проанализировать слабые сигналы, испускаемые многочисленными далекими небесными телами, такие радиоастрономические эксперименты должны проводиться в космическом пространстве, помогая нам изучать происхождение и эволюцию звезд, галактик и вселенной.

Данные и результаты подобных экспериментов на околоземных орбитах оказываются так же чувствительны к электромагнитным помехам с Земной поверхности, но на обратной стороне Луны таких помех от Земли нет.

На фото: ученые за работой, Китайский космодром Сичан (Xichang Satellite Launch Center — XSLC), провинция Сычуань.

Команда, преданная своему делу

«Обычно на проектирование и разработку этапа лунного проекта уходит три-четыре года, в таком проекте порой задействованы возможности и умы десятков тысяч людей — инженеров, ученых и сотрудников разных аэрокосмических организаций всего мира,» — сказала Чжан Хэ.

Для проекта «Чанъэ-4» на первом этапе проектировались основные модели и элементы для его модулей, потом эти модели дорабатывались, изготавливались на разных отраслевых и промышленных производствах, собирались по компонентам и по узлам, проходили поэтапное тестирование.

Спускаемый модуль «Чанъэ-4» состоит из более чем 200 разных элементов, ровер «Юйту-2» почти из 100 сложных элементов, которые многократно проверялись и исправлялисьдорабатывались в процессе сборки снова и снова.

По словам Чжан Хэ, поскольку аэрокосмическая отрасль имеет большое значение для развития национального достояния и человеческих возможностей в целом, то настоящие аэрокосмические инженеры обычно страстно увлечены своей работой и полностью преданы ей.

«Самая характерная особенность любого космического корабля заключается в том, что после запуска он практически не подлежит восстановлению в случае отказа каких либо систем, в отличие от автомобиля, который можно отозвать, если в нем обнаружится неисправность, или самолета, который можно периодически обслуживать, приводя в порядок его системы», — пояснила Чжан Хэ.

Любая (даже совсем незначительная) халатность может свести на нет наши годы напряженной работы, поэтому инженеры в аэрокосмической отрасли придают большое значение качеству своих работ и многочисленному тестированию своих разработок.

«Мы должны определить заранее все потенциальные риски и постараться сделать все возможное, чтобы их контролировать в процессе реализации этапов проекта», — сказала Чжан Хэ.

«Космическая отрасль сопряжена с высоким риском и требует долгосрочных инвестиций, поэтому все сотрудники в своей работе почти всегда находятся под большим давлением, в том числе и от груза ответственности», — сказал Ли Фэй.

На стене в аэрокосмическом центре управления, напротив гигантских видеоэкранов, размещены несколько больших досок с простыми и понятными надписями «Без дефектов, без отказов… высокие стандарты», напоминающие сотрудникам о необходимости тщательности и абсолютной аккуратности в их работе.

В дополнении к обязательной предусмотрительности и внимательности к деталям, коллегам Чжан Хэ приходилось часто устраивать гонки со временем, чтобы уложиться в сроки и не сорвать даты исполнения этапов проекта.

Не секрет, что разработчики лунного проекта «Чанъэ-4» часто работали сверхурочно, а в самые сложные моменты в процессе реализации проекта даже переезжали в отель по соседству с Китайской академией космических технологий, чтобы сэкономить время на пути до рабочего места.

Более того, не все работы по проекту выполнялись в уютных офисах с кондиционерами. Некоторые полевые испытания модулей проводились на полигонах академии на северо-востоке Китая, где зима очень холодная, а некоторые на северо-западе страны в суровых районах пустыни Гоби. Тем не менее, коллеги Чжан Хэ не жалуются на сложные рабочие условия в своей жизни.

Баланс между работой и личной жизнью

Прошло более двух десятилетий с тех пор, как Чжан Хэ начала работать в Китайской академии космических технологий после окончания Бэйханского университета, ранее известного как Пекинский университет аэронавтики и астронавтики, первого высшего учебного заведения в области аэронавтики и космонавтики, созданного после основания Китайской Народной Республики в 1949.

За этот период Чжан Хэ выросла из молодой новой сотрудницы академии, занимающейся динамическим анализом до исполнительного директора второго лунного проекта в Китае.

Она также является мамой, у которой есть сын юношеского возраста. Как постоянно работающая мама, она не считает, что ее рабочие и семейные обязанности несовместимы.

«Работающая мать — образец для подражания для своего ребенка», — сказала Чжан Хэ, добавив, что ее сын также любит науку.

По общему признанию, некоторые из коллег Чжан Хэ все же упустили некоторые важные моменты в жизни своих детей в процессе выполнения своих сложных и требующих постоянного присутствия на месте в академии или космодроме рабочих заданий.

Когда Чэн Мин, аэрокосмический инженер из команды проекта Чжан Хэ, отправился на Китайский космодром Сичан, чтобы выполнить последние подготовления к запуску проекта «Чанъэ-4» в декабре прошлого года, в то же время у его сына была операция.

Так же, пять лет назад, Чэн Мин пропустил рождение своего сына, потому что он был занят подготовкой к запуску «Чанъэ-3».

Тем не менее, Чэн Мин смог смягчить чувство вины перед сыном в тот момент, когда он смог с гордостью объяснить своему сыну, что его отец помог отправить исследовательский аппарат на Луну.

Для Чэн Мин такое чувство гордости является его мотивацией для продолжения карьеры инженера и участия в новых космической исследованиях.