Зри в космос

Самый знаменитый в мире телескоп, ставший любимой научной игрушкой человечества, снова приступает к работе. Почему не нашлось альтернативы старику "Хабблу"?

Этот снимок "Хаббла" был сделан 19 мая членом экипажа миссии STS-125 с борта "Атлантиса".

Фото: hubblesite.org

На прошлой неделе мир облетело хорошее известие: космический телескоп "Хаббл" вновь готов к работе после последней космической экспедиции, посвященной его обслуживанию. Человечеству, привыкшему напряженно следить за перипетиями судьбы орбитального телескопа, пришлось поволноваться и на этот раз. К "Хабблу" летал космический челнок "Атлантис", и этот полет уже назвали самой рискованной из всех оставшихся миссий шаттлов. Ведь там, где летает "Хаббл", гораздо больше космических обломков, чем на орбите МКС: астронавтам в случае чего не удалось бы отсидеться на станции. Миссия к тому же обошлась недешево. Так, телескоп "Джеймс Вебб", который придет на смену старому аппарату, по своей цене сопоставим с затратами на ремонт последнего, однако в конце концов вопросы денег и опасения за судьбу экипажа отошли на второй план. Удивительному аппарату продлили жизнь благодаря его всемирной известности до 2014 года. Затем его сведут с орбиты и затопят в океане (для этого астронавты даже специально смонтировали стыковочный узел).

Впрочем, "Джеймс Вебб" полностью не заменит своего предшественника. В отличие от "Хаббла", выдающего снимки в видимом человеческому глазу диапазоне, он будет оптимально работать только в инфракрасных частотах. Стоит признать: именно "Хаббл" познакомил человечество с космосом буквально воочию. Организация Научного института космического телескопа (Space Telescope Science Institute, STScI), проектов типа "Наследия "Хаббла" (Hubble Heritage) и прочее: красивые фотографии, творения художников, снимки, которые делались просто из эстетических соображений, допуск к работе на самом дорогом космическом телескопе астрономов-любителей - все это сыграло свою роль.

Разглядывая фотографии "звездных теснин", сделанные "Хабблом", мало кто задумывается, до какой степени это необычный аппарат. Собственно, само его существование противоречит рациональной логике. "Хаббла" в нашей реальности просто не могло быть, но он все же появился - химера, фрагмент из нереализовавшегося до конца сценария, обломок мечты, продукт старательного заблуждения тех научных менеджеров, что воображали себе мир, полный шаттлов. Суровая реальность подсказывает, что не только "Хаббл", но и шаттлы безнадежно опередили свое время. Им сродни и сгинувшая программа "Аполлон", гениальный научно-технический прорыв, так и оставшийся одиноким островом среди мира технологий, пошедших какими-то совсем не теми путями.

Сквозь космические очки

История "Хаббла" - на первый взгляд, безусловно, успешного проекта - пестрит самыми напряженными и драматическими эпизодами и откровенными провалами. Его никак не назовешь баловнем судьбы. В 70-е годы, когда началась проработка технического задания для строительства большого внеатмосферного телескопа, американский Конгресс сначала урезал, а потом и вовсе прекратил его финансирование. Однако организовалась (сразу скажем, что не в последний раз в истории телескопа) массированная кампания по лоббированию этого проекта научным сообществом, добившимся возобновления ассигнований и подключения к его финансированию Европейского космического агентства. Далее следует просто цепочка чудес - на этот раз чудес проявленного терпения конгрессменов, правительства, налогоплательщиков, да и самого американского космического агентства. В результате "Хаббл" не только был запущен на орбиту, но и многократно модифицирован, несмотря на постоянное противоборство между чиновниками и разработчиками, заказчиками и исполнителями, даже между НАСА и научным сообществом, и несмотря на исключительное невезение, которое то и дело преследовало телескоп. Так, наиболее серьезная задержка в реализации проекта произошла по вине компании-изготовителя зеркала и оптической системы телескопа. Сроки изготовления этих важнейших частей конструкции постоянно срывались, а результат оказался еще плачевнее - зеркало отполировали до неправильной формы, причем выяснилось это только тогда, когда "Хаббл" уже был выведен в космос. В дальнейшем специалистам пришлось изготавливать своеобразные "очки", компенсирующие его "врожденный астигматизм".

Из-за задержек и многократного перерасхода средств запуск телескопа на орбиту все время откладывался. Катастрофа "Челленджера" вообще приостановила программу "Спейс шаттл" на несколько лет, так что и телескопу пришлось дожидаться своего времени. На орбиту его наконец вывел 25 апреля 1990 года шаттл "Дискавери". К моменту этого запуска на "Хаббл" уже затратили 2,5 миллиарда долларов при начальном бюджете в 400 миллионов.

Вторая катастрофа - шаттла "Колумбия" 1 февраля 2003 года - не менее болезненно отразилась все на том же "Хаббле". Речь зашла не просто о задержке очередной ремонтной миссии, которой в конце концов пришлось ждать свыше семи лет, тогда как прежде "Хаббл" навещали раз в 2-3 года. Само существование "Хаббла" оказалось под угрозой, руководство НАСА уже было твердо решило свести аппарат с орбиты и затопить, однако опять весьма действенным образом вмешалось научное сообщество и вместе с ним самые широкие круги общественности, "прирученные" красивыми фотографиями и популярными сайтами.

"Хаббл" любим за то, что дает людям возможность увидеть космос во всем его фантастическом многообразии и гарантирует получение эффектных снимков: Юпитер и его спутник Ганимед.

Фото: nasa.gov

Дорогая игрушка

Уникальность "Хаббла" прежде всего в том, что он бежит наперегонки со временем. Серьезной модернизации он стал подвергаться уже в ожидании своего запуска на земле. Первая вынужденная задержка привела к тому, что были заменены на более эффективные солнечные батареи, модернизированы бортовой вычислительный комплекс и системы связи, изменена конструкция кормового защитного кожуха. С тех пор на протяжении всего срока существования телескоп с каким-то маниакальным постоянством высасывает из бюджета все новые и новые деньги, добившись того, что общую стоимость проекта можно уже сравнивать с феноменально дорогой программой "Аполлон". Раз за разом во время ремонтных миссий менялись приборы, энергетические установки, панели солнечных батарей и компьютеры.

Возможно, "Хаббл" и дорог так всем отчасти по той же причине, по какой родители любят вечно больного ребенка. Казалось бы, соотношение между масштабностью программ "Аполлон" и "Хаббл" однозначно не в пользу последнего, однако интересно, что при этом первый проект общественное мнение благополучно "закопало", тогда как другой, напротив, раз за разом "отрывало". И дело не в грамотном вложении средств и не в эффективном менеджменте. И даже не в каких-то особо удачных технических решениях. А в очень грамотном пиаре как среди широкой публики, так и среди научной общественности. В критической ситуации сторонники "Хаббла" не брезговали ничем - возникала даже идея превратить его в сугубо российский проект. Русские, мол, на "Союзе" послали бы к телескопу спасательную миссию взамен неспособных на это американцев. Это был своего рода шантаж, который, возможно, подействовал как надо.

"Хаббл" задумывался как наглядное доказательство преимуществ шаттлов, одно из вернейших оправданий самой этой программы. Ему так же плохо без шаттлов, как и шаттлам без "Хаббла". Однако из-за того, что телескоп вынужден находиться на сравнительно низкой, доступной космическим челнокам орбите, значительная часть астрономических объектов попросту затенена Землей. Фактически орбита телескопа пролегает в верхних разреженных слоях атмосферы. Там его движение существенно тормозится, требуется периодическая коррекция. Но сложность не только в этом. Плотность верхних слоев атмосферы беспрестанно меняется самым непредсказуемым образом, и будущее местоположение телескопа в точности трудно предсказывать, поэтому наблюдения планируются только на несколько дней вперед, чтобы избежать ситуации, когда выбранный для наблюдения объект в назначенное время не виден.

Появился бы на свет "Хаббл", если бы чиновники твердо знали, сколько за него придется заплатить? Наверняка нет. Можно ли было более рационально вложить в науку безумные средства? Наверняка да. Но тут обстоит все так же, как и в случае со столь же безумно дорогими "Аполлонами" и МКС. И так же, как и в случае с возможной будущей марсианской миссией. Если бы денег не дали на эти дорогие проекты, то их не дали бы вообще. Не нарисовалось бы такого бюджета. Авторам других проектов не следует обижаться, нужно просто мотать на ус.

Популярная наука

На самом деле у общества почти во все времена был неиспользованный потенциал, тот самый "лишний" ресурс, который оно готово пустить на разные затеи - начиная от войн и кончая скачками, яхтами, различного рода шоу и покупкой футбольных клубов. Все это справедливо как для частников, так и для государственных денег. Мотивы тех или иных трат зачастую определяются просто грамотным пиаром. Вот войны, например, никогда не могли пожаловаться на отсутствие этого самого "грамотного пиара"... Или спортивные состязания. А наука обычно страдает. Она вынуждена думать не только категориями пользы для самой себя, не только размышлять о правильных инвестициях в будущее всего человечества, но и озаботиться тем, как все это мотивировать популярно для ныне живущих не очень сознательных современников.

Галактика Сомбреро (М104).

Чтобы подобный план срабатывал вновь и вновь, нужно ориентироваться на те проекты, которые просто не могут не дать результата, понятного публике. Например, "Хаббл" в любом случае гарантировал получение эффектных снимков. Наземные телескопы, используя различные ухищрения (например, системы адаптивной оптики), во многих случаях могут даже превзойти "Хаббл" по тому же разрешению, однако по красоте и визуальной "проработанности" снимков они космическому собрату уступают. И в этой роли "Хаббл" навсегда останется образцовым проектом, какие бы новейшие телескопы ни пришли ему на смену.

Максим Борисов

Справка

  Последняя экспедиция по обслуживанию "Хаббла" первоначально была назначена еще на февраль 2005 года, однако после катастрофы "Колумбии" 1 февраля 2003 года руководство НАСА предпочло сначала отложить полет к телескопу, а затем и вовсе попыталось его отменить. Причина в том, что при возобновлении полетов шаттлов приняли решение об обязательной стыковке каждого вновь взлетающего космического челнока с Международной космической станцией, где в случае чрезвычайной ситуации астронавты могли бы дождаться спасателей. К сожалению, из-за большой разницы в наклонении и высоте орбит МКС и космического телескопа полет к станции несовместим с полетом к "Хабблу".

Возобновление подготовки последней миссии по ремонту и модернизации телескопа произошло под давлением Конгресса и общественности, требовавших принятия мер по спасению телескопа. Экспедиция "Атлантис" STS-125 к "Хабблу" первоначально была запланирована на 14 октября 2008 года, однако несколько раз откладывалась, пока не стартовала наконец 11 мая 2009 года. Кстати, меры страховки на случай экстренных обстоятельств все же принимались. В качестве спасательного корабля подготовили шаттл "Индевор". Завершилась миссия 24 мая.

В результате космический телескоп значительно "похорошел". STS‑125 включала в себя починку спектрографа STIS, прекратившего работу еще в 2004 году, замену одного из трех датчиков точного наведения телескопа, всех шести гироскопов, установку новых аккумуляторов и дополнительной термоизоляции. Была восстановлена работоспособность усовершенствованной камеры для обзоров (Advanced Camera for Surveys). Кроме всего прочего, установлены два совершенно новых прибора. Ультрафиолетовый спектрограф COS (Cosmic Origin Spectrograph) заменил корректирующую систему COSTAR. Теперь все находящиеся на данный момент на борту приборы имеют встроенные средства корректировки главного зеркала, поэтому надобность в такой системе отпала. Широкоугольная камера WFC2 уступила место новой модели - WFC3 (Wide Field Camera 3), которая отличается значительно большим разрешением и чувствительностью, особенно в инфракрасном и ультрафиолетовом диапазонах. Астронавты заменили также компьютерную систему, отвечающую за предварительную обработку данных, получаемых с телескопа.

В настоящее время инженеры и ученые приводят "Хаббл" в полную готовность. Происходит постепенная дегазация - удаление из приборов остатков газовых молекул, попавших с Земли. Затем будет проведена калибровка новых инструментов, позволяющая получить от них максимальную отдачу. К сентябрю ожидается публикация первых эффектных снимков (цели выбраны заранее, однако информация об этом держится пока в секрете).