Франческа. Володарка офіцерського жетона

* * *

Я намагаюся не писати про те, до чого не маю стосунку, але кілька людей, яких я поважаю, спитали мене недавно, що ж там із «Вояджером»?

Я краєчком вуха чув, як Лабораторія реактивного руху НАСА (Jet Propulsion Laboratory) шукає розв’язання проблеми керування зондом, який уже сорок років бовтається десь у глибокому космосі. Місяці два тому чув. За цей час науковці перепробували, здавалося, все. Але до вирішення проблеми керування орієнтацією так і не наблизились.

А проблема була ось у чому. Щоб тримати зв’язок із лабораторією, антени «Вояджера-1» мають бути постійно зорієнтовані на Землю. Як ми пам’ятаємо, на траєкторію й орієнтацію космічного апарата впливає дуже багато чинників: власна інерція, тяжіння планет і об’єктів тощо.

Остання корекція траєкторії «Вояджера» відбувалася ще в листопаді 1980 року. 8 листопада, якщо точно. Тоді корекція траєкторії була необхідна, щоб розвернути камери «Вояджера» під час його наближення до Сатурна.

Після цього траєкторію зонда вже не коригували і він летів собі далі у глибокому космосі, зрідка повертаючись антенами до Землі. Корекція орієнтації здійснювалася крихітними двигунами орієнтації — ми їх між собою називаємо «пукалки». Ці маленькі так звані «однопаливні» двигуни використовують тільки один тип пального, у цьому випадку — гідразин, і працювали вони цілих сорок років, справно підтримуючи орієнтацію корабля.

Але 2014 року інженери ЛРР помітили, що потужність їх почала стрімко падати. За півроку спостережень стала відома причина: через надто часте використання агресивний гідразин (ще та отрута, мушу вам сказати) пороз’їдав форсунки сопла, а його випари, ймовірно, стали намерзати зовні, що значно ускладнило роботу двигунів.

Якщо раніше імпульс, потрібний для корекції, тривав кілька мілісекунд, то останніми роками потужність двигунів впала, а час імпульсів збільшився. До речі, процес роботи двигуна орієнтації ми називаємо саме «impulse», а не «puffs», як романтично називають це у ЛРР, що в Пасадені, Каліфорнія. Одно слово, керувати апаратом стало значно складніше. Що робити? Зрозуміло, що про ремонт не йшлося. На відстані 13 мільярдів миль це неможливо. Тож не дивно, що науковці вирішили запустити TCM-двигуни, які використовувалися для корекції траєкторії.

Та на лихо, востаннє ці двигуни використовувалися 37 років тому, 8 листопада 1980 року, при підльоті до Сатурна.

У ЛРР не знали навіть, ЯК ними керувати!

Що це за двигуни? Чотири ТСМ-двигуни загалом такі самі, як і двигуни орієнтації, тільки розташовані вони не по боках корабля, а з торця, хрест-навхрест. Називаються ці двигуни MR—103, і їх, уявіть собі, досі виготовляє фірма Aerojet Rocketdyne, розташована в містечку Редмонд, штат Вашингтон. Це крихітний двигун, він важить усього 330 грамів. Коли спеціалісти з ЛРР зателефонували Редмонд, там, за словами представника, просто заклякли. Річ у тому, що ці двигуни запускалися комп’ютером, який для програмування імпульсів використовував так званий «асемблерний код». Це доволі примітивна, але надійна й проста мова програмування, проте в ЛРР вона не використовується з початку дев’яностих. Спільними зусиллями, не без допомоги Aerojet Rocketdyne, інженери ЛРР таки змогли написати код, який запускає двигуни. 28 листопада інженери вирахували алгоритм роботи двигунів і дали команду на кілька імпульсів тривалістю 10 мілісекунд.

Уявіть, що сигнал із Землі до «Вояджера-1» іде цілих 19 годин 35 хвилин 25 секунд. І стільки ж назад. Тому результат науковці змогли побачити аж наприкінці другого дня, 29 листопада, коли прийшов звіт по двигунах і свіжа телеметрія.

Усе спрацювало бездоганно.

Оскільки, за останнім звітом 1980 року, гідразину в баках має вистачити на п’ять років активного використання, програму «Вояджер» завдяки ТСМ-двигунам можна подовжити ще на кілька років. Так вважає директор ЛРР Сюзанна Додд (Suzanne Dodd). Тепер перед інженерами ЛРР стоїть задача така сама, як колись стояла перед інженерами Локхід Мартін — ті намагалися керувати Містером Щасливчиком, використовуючи замість чотирьох усього три двигуни.

Інженери ЛРР у Пасадені повинні фактично з нуля навчитися керувати орієнтацією корабля за допомогою двигунів, призначених керувати траєкторією. Тобто використовувати двигуни абсолютно не за призначенням. Хоч, якщо відверто, нічого складного в цьому немає. Усе вирішується теоретичними розрахунками та двома (щонайбільше трьома) маневрами, щоб зрозуміти, як поводиться «Вояджер». На розрахунок алгоритму піде десь місяць, після чого ЛРР повністю перейде на використання ТСМ-двигунів, а коли ті вийдуть із ладу, знову повернуться до «пукалок» орієнтації, адже вони хоч якось, але ще працюють.

«Вояджер-2», який тепер тільки наближається до межі 12 мільярдів миль від Землі, за наступні три роки увійде в міжзоряний простір, і, ймовірно, його чекає такий самий тест на використання TCM-двигунів. Там справа піде веселіше, бо команда ЛРР уже знає, як до них підібратися. Та й востаннє вони вмикалися не дуже й давно, всього 1989 року.

P. S. Дякую професорові Расселу, інженерові ЛРР Тодду Барберу і представникові Aerojet Rocketdyne Браяну Ґібсону за інформацію і кілька хвилин часу, витраченого на мої дурні запитання.