Päevadel ja tundidel, mis kulgesid Curiosity roveri maandumiseni Marsil, nähti teleris sageli ülemaailmselt eeldatava sündmuse võtmetegelast Adam Steltznerit, kes selgitas ühe tonnise roboti õrnalt deponeerimise kiirust, mis sõidab kiirusega 13200 miili ööpäevas. tund planeedi kivimite pinnale. Curiosity oli 2, 5 miljardi dollari suurune missioon, mis hõlmas sadu teadlasi ja insenere, kuid Steltznerist sai selle avalik nägu ning palju tehti tema hoogsalt lõikavast isiklikust stiilist alates pommitatud juustest kuni suurte turvavöö pandlate ja lustakate kauboi saapadeni - roki moetunnetuseni. täht, milleks ta kunagi oli ja kesksest vaatepunktist püüdles kaugele, sellest, mida inimesed olid pidanud NASA tavaliste inseneride regaalideks.
Sellest loost
[×] SULETUD
Adam Steltzner võib olla Curiosity ettevõtmiste avalik nägu, kuid ta on kindel, et kogu tema meeskond tõmbas maandumise maha. (Komposiitfoto: NASA pildid; Brian Smale foto illustratsioon) 
Steltzner leidis oma kutsumuse rokkbändides mängides. Ühel õhtul keik koju sõites tekkis tal uudishimu, miks Orioni tähtkuju kolis. (Adam Seltzneri kollektsioon) 
Roveri langevarju kasutuselevõtu tähistamine. (Bill Ingalls / NASA) 
Steltzner ja tema meeskond saavad maandumisjärgsel pressikonverentsil kangelase tervituse. (Bill Ingalls / NASA) 
Kunstniku esitatud taevakraana, mis alandab uudishimu Marsi pinnale. Kogu maandumisjärjestuse koodnimi oli Audacity. (NASA / JPL-Caltech) 
Pildigalerii
Siis saabus tõehetk. Steltzneri meeskonna kavandatud ja koreograafiline keerukas manööverdamiste jada vähendas laskuva roveri kiirust, kuni selle saab hõlpsalt maapinnale hõljuva, raketi abil töötava raketise abil, mida nimetatakse taevakraanaks, ohutult maapinnale langetada. Steltzner, nagu miljonid teised inimesed kogu planeedil, liideti närviliselt jälgimisega monitori külge, ehkki tema puhul oli kaalul üheksa aastat intensiivset inseneritööd kulminatsioon ja mitte NASA kõrgemate ettevõtete väike lobitöö, et anda tema nägemus lastud.
"Tagantjärele ootasin, et midagi valesti läheks, " räägib Steltzner. "Olin ratsionaalselt enesekindel ja emotsionaalselt kohkunud."
Ta polnud üksi. Valge Maja teaduse nõustaja John Holdren oli väidetavalt nii mures, et oli peaaegu füüsiliselt haige. Mars on kosmoseuuringute Bermuda kolmnurk. Inimesed 41-st missioonist Punasele planeedile on vaid 15 õnnestunud. Näiteks 1999. aastal lagunes atmosfääri NASA Mars Climate Orbiter - rike, mille põhjustas hiljem mehaaniliste ja inglise mõõtühikute tehniline erinevus.
Uudishimu maandumine võimaldas nullvea olemasolu. Maa ja Marsi vahelise raadio hilinemise tõttu ei olnud inseneridel võimalik kosmoselaeva reaalajas juhtida. Selle asemel tegeleks Curiosity oma laskumisega autonoomselt - iga sekundi pikkuse manöövriga, mille dikteerib enam kui 500 000 arvutikoodi rida. NASA nimetas ettevõtmist seitsmeminutiliseks terroriks.
Steltzner tuletab mulle meelde valgete käppadega kogemusi ühel palavalt kuumal suvepäeval Californias Altadenas asuvas kodus, mis asub kaugel NASA reaktiivmootorite laboratooriumi (JPL) kabinetis. Täna on tema noorim tütar Olive haige ja koos oma naisega eemal, 50-aastane Steltzner töötab kodust ja sportleb argisema välimusega - T-särk, lühikesed püksid ja sandaalid -, kuigi rockabilly juuksed on endiselt alles.
Pärast Curiosity edukat maandumist 2012. aasta augustis - pärast kuudepikkuseid meedias spekuleerimist selle üle, kas “hull” plaan toimib - andis väga vajaliku annuse avalikkuse meeleavaldust ajal, mil tundus, nagu oleks selle taga kosmoseprogrammi parimad päevad. "See tõestab, et isegi kõige pikemad koefitsiendid ei sobi meie ainulaadse leidlikkuse ja meelekindluse seguga, " ütles president Barack Obama. Või nagu Stephen Colbert kuulutas: “Me marssime selle!” Rover on suurim, kõige keerukam sõiduk, mis teisele planeedile kunagi saadetud. Oma 17 kaameraga on Curiosity jäädvustanud kõige tähelepanuväärsemalt detailsed pildid Marsist, mis eales tehtud (sealhulgas selfie). Ja külviku ning ühe miljoni vatise laseriga varustatud rover ei jäta ühtegi kivi pööramata (ega aurustamata), kuna see uurib planeedi keemiat ja geoloogiat. See on avastanud iidse eluvoolu ja keemilised ühendid - nagu süsinik, vesinik ja hapnik -, mis on eluks vajalikud. Temperatuuri kõrgusel 0, 9 miili tunnis jõuab liikuv labor järgmise aasta kevadel oma põhisihtkohta ja ronib aeglaselt Mount Sharpi jalamile, mis on kolme miili kõrgune savisetete rikas tipp, mis võiks leida kaua otsitud vastuseid planeedi kliima ajaloo kohta .
Ja need pimestavad ajaloolised teaduse ja tehnika teemad said võimalikuks keskkooli geomeetrias ebaõnnestunud kutil.
***
Steltzner kasvas üles Californias Marini maakonnas San Franciscost põhja pool, iseenda kirjeldatud privilegeeritud laps. "Mu vanemad ei töötanud, " ütleb ta. “Mu isa oli Schilleri vürtsikompanii käest päritud laguneva rikkuse lõpu lõpp.” Sellisel lapsepõlvel on oma eelised, kuid on ka tumedaid külgi. „Päritud rikkus”, ütleb Steltzner, „tähendab minevik alati paremat kui tulevik” - lapse psühholoogiliselt nukker väljavaade. Ta mässas ainsas valdkonnas, mida suutis, keeldudes kangekaelselt keskkooli tundides osalemisest, välja arvatud draamaklass ja sellega seotud teatriprogramm. Vanema aasta jooksul tegi ta kooli lõpetamiseks lihtsalt piisavalt koolitöid, ehkki ta ei vaevunud kunagi oma keskkooli lõputunnistust kätte saama.
Tema isa viskas käed üles ja kuulutas, et tema poeg pole kunagi midagi muud kui kraavi kaevaja. Järgmised paar aastat andis Steltzner endast parima, et tema õigsust tõestada. Pärast lühikest elu Bostoni Berklee muusikakõrgkoolis tuli ta tagasi Bay Area'sse, mängides basskitarri erinevates kohalikes rokkbändides. Ometi tundis ta end rahutuna ja rahulolematuna. Ta tunnistas endas häirivat tendentsi: ta leiaks endale meelepärase tegevuse, kuid kui see muutuks tõsiseks ja nõuaks pühendumist, siis tema huvi märgiks. "Ärkasin selle peale, et mind oli koolitatud isa surma ootama ja raha pärima, " ütleb ta. “Mulle ei meeldinud selle mõte. Olin näljane tõelise tähenduse järele. ”
Ta leidis oma tee ühel kargel sügisel pärast kaarikut, sõites koju üle Kuldsete väravate silla - marsruudi, mis pakkus suurepärast vaadet Orioni tähtkujust. Ta märkas, et Orion ei viibinud samas kohas, nagu see oli varem õhtul olnud, ja otsustas rohkem teada saada, miks tähed liiguvad. Ta astus astronoomiakursusele kohaliku kogukonna kolledžis ja võttis selle eelduseks kontseptuaalse füüsika kursuse.
Erinevalt oma isast, keda Steltzner kirjeldab kui intellektuaalset dilettanti, mis elab unenäolises abstraktsete ideede maailmas, on Steltzneri pragmaatiline painutus. Ta pööras tähelepanu füüsika poole koos käegakatsutavate reeglitega, kuidas universum töötab, ja inseneritegevusega, nende reeglite rakendamisest reaalse maailma probleemidele. "Siin oli aluspõhi, " ütleb Steltzner ja ta asus õppima füüsikat, matemaatikat ja inseneriteadusi distsipliini ja eesmärgiga, mida ta polnud teadnud, et tal on. "Minust sai munk, et see pask ära õppida, " ütleb ta, raseerides oma juukseid buzz-lõikuseks ja saades pruuni riisi. "Ma vaatasin seda nagu oma elu päästjat."
Steltzner teenis bakalaureusekraadi inseneriteaduses California ülikoolis Davis ja rakendusmehaanika magistriõppe Caltechis 1991. aastal. Esimese töö sai ta JPL-i teadlaste külmas kutsumisega, kuni keegi nõustus teda palkama kosmoselaevade konstruktsioonide ja dünaamika rühmas. . Lõpuks teenis ta doktorikraadi Wisconsini-Madisoni ülikoolist inseneri mehaanika alal, töötades õppeaastal kaugjuhitavas ettevõttes JPL.
"Kui ma Adamiga esimest korda kohtusin, tuletas ta mulle meelde Elvis Presleyt, " ütleb JPL päikesesüsteemi uurimisprogrammi peainsener Gentry Lee. Ta seostas Steltzneri otsekohese vaimuga: “üks neist loomeinimestest, kellele ei taheta, et mulle öeldaks, mida teha, ega soovi ilmtingimata reegleid järgida.” Lee usub, et laboratoorium esitab Steltznerile väljakutse oma loomingulisust koonerdamata, või tema isiklik stiil. „Ma arvan, et juba ammu mõistsin keegi, et kui soovite saada kuulsa koha ainulaadsete insenerietenduste tegemiseks, siis parem veenduge, et te ei korrastaks oma inimesi liiga tihedalt, vastasel juhul poleks neid võimeline töö tehtud saama. ”
Steltzner omalt poolt meenutab tõsiasja, et laboratoorium edendab kultuuri, mis “tõde paljastab. Puuduvad pühad lehmad, pole ka dogmatismi. ”Ehkki paljud insenerid eelistavad meisterlikkust omandada spetsialiseeritud alal ja seejärel kinni pidada sellest, mida nad teavad, eelistab Steltzner seda, mida ta nimetab„ õppimiskõvera järsuks otstarbeks ”. tõi enda jaoks välja niši, kui mees, kes austas tehnilisi ülesandeid ja probleeme, millel polnud palju pretsedendit: "Inimesed hakkasid ütlema:" See on imelik, andkem see Aadamale ja vaatame, mida ta sellega teha saab. ""
Samuti osutus ta kingituseks juhtkonnale, kes oskas näha, kuidas kõik tükid tervikuks kokku sobivad. Nii valiti Steltzner masinaehitusmeeskonda juhtima, et töötada välja Curiosity sisenemis-, laskumis- ja maandumissüsteem (EDL) - väljakutse, kuna roveri õhuke suurus tähendas, et eelmiste missioonide jaoks välja töötatud meetodid ei tööta.
Steltzner ja tema meeskond ajusid 2003. aastal kolm päeva ajurünnakuid. Varem samal aastal oli NASA lasknud turule veel kaks Marsi roverit - Spirit and Opportunity - kumbki kaalus 400 naela. JPL-i insenerid olid katnud roverid turvapatjadesse, võimaldades neil maanduda, põrgates planeedi pinnale ja liikudes seejärel peatuseni, et mõju hajutada. Kuid see lähenemine ei töötaks Curiosity jaoks, mis kaalub viis korda rohkem kui vaim või võimalus. Vajalikud turvapadjad oleksid liiga rasked ja seetõttu nende käivitamiseks liiga kulukad. Samuti lööks löök palju tolmu, seades ohtu nii roveri kui ka selle tundliku mõõteriista.
Siis vaatas Steltzner ja tema meeskond lähenemisviisi, mis töötati välja 700-naelase Mars Phoenix Landeri jaoks, mis käivitati 2007. aastal planeedi põhjapooluse uurimiseks. Tõukeraketid langetasid sõiduki järk-järgult kolme jalaga maanduri peal pinnale. Kuid suurema, raskema Curiosity peal oleks kolme jalaga maandur liiga ebastabiilne. Ja see vajaks võimsamaid rakette kui Phoenixi oma, mis võib pinnasesse kraatrid tekitada, muutes roveril pärast maandumist raskeks ära sõita.
Lõpuks jõudis meeskond lahenduseni: taevakraana. "Jääte püsima, tulete välja koos ja teete kõik oma lennud ning siis, kui olete ideaalse vertikaalse lennu ajal, otse pinna kohal, tehke kasutuselevõtt, " ütleb Steltzner.
JPL-i inseneride kavandatud maandumisjärjestuse keerukus oli enneolematu. Esiteks, Curiosityt kandev kosmosekapsel eraldaks oma soojavarjestuse ja eraldaks ülehelikiiruse langevarju, mis aeglustaks selle laskumist 200 miili tunnis. Siis plahvataks hulgaliselt polte, vabastades langevarju ja kukutades maanteeraamile kinnitatud roveri mõneks sekundiks enne raketi tõukejõu tulistamist vabaks. Maandumisnukk hõljub 60 jala kõrgusel, kraana aga langetas traktori kaablite abil pinnale. Pärast roveri maandumist katkestasid kaablilõikurid lüli, võimaldades kraanal enne tolmusesse Marsi pinnasesse krahhimist ennast ära visata. Pole ime, et EDL jada koodnimi oli “Audacity”.
***
NASA oli lühidalt kaalunud 1997. aasta Mars Pathfinderi missiooni jaoks sarnast taevakraanade süsteemi (nimetatud trossil) ja jättis selle idee pooleli, kuid lõastatud sõidukil oleks vaja pingutada pendli jõudude ja tuulenihetega. probleemid. Kuid kui Curiosity EDL-i meeskond tegi uuendatud kujunduse analüüsi, "meie üllatuseks käitus pendel, " ütles juhendamise, navigeerimise ja juhtimise peainsener Miguel San Martin.
Siiski oli ka muid väljakutseid. Suurema mõõtmete tõttu vajas rover pehmet maandumist ning selleks oli vaja täpset radarisüsteemi maastiku skaneerimiseks ja kaardistamiseks laskumise ajal. EDL-i meeskond testis radarit, paigaldades selle kopterile - mis sarnaselt kavandatud maanduriga oli võimeline aeglaselt laskuma ja hõljus siis pinna kohal - California Mojave kõrbe keskel. Nii avastasid nad, et liivaluited võivad tekitada probleeme radarisüsteemi tundlikele anduritele: Helikopteri rootor raputas liivaterasid sarnaselt roveri raketi süütevõimenditega Marsil, tekitades mõõtmistes suure vea. Radari kujunduse muutmiseks olid nad selleks ajaks vähe teinud, kuid nad suutsid selle mõju oma kalibreerimisel arvestada.
Hoolimata nendest ettevaatusabinõudest oli kogu maandumisjärjestus eelnevalt katsetamata. Ainus täielik katse oli missioon ise, seda jälgiti JPL-i kontrollruumis 352 miljoni miili kaugusel.
Esiteks pidi Curiosity välja saatma raketi viimase sektsiooni (“kruiisilava”), mis oli selle Marsile viinud. Sel hetkel oli vaja põleda planeedi atmosfääri õige nurga all, et mitte läbi põleda. Pärast kruiisilaeva eraldumist oli ahistav üheksa minutiline viivitus, enne kui esimene signaal tagasi tuli: uudishimu oli saabunud Marsi atmosfääri äärealadele ja oli hakanud laskuma. Algselt polnud uudis hea: “Beeta on katastroofiline.” (Tõlge: “Uudishimu kaldub liiga palju küljele.”)
Pärast järjekordset piinavat neli minutit tuli järgmine signaal, mis näitas, et kõik oli normaalne. Uudishimu oli selle läbi atmosfääri teinud.
Nüüd algas laskumis- ja maandumisjärjestus. Langevari kasutusele võetud, soojavari eraldus ja radarisüsteem skaneeris maapinda. Lennudünaamika ja operatsioonide juht Allen Chen, kes edastas näidendimängu, teatas taevakraanade jada algusest. “Ma olen selline nagu tõesti?” Meenutab Steltzner. "Üheksa aastat ja see lihtsalt juhtub."
Sisenemiseks oli vaja kolme olulist andmekogu. Esiteks saadaks rover sõnumi, mis teatas selle loojatele Maa peal, et ta on maandunud ohutult. Järgmisena tuleks kinnitada, et Curiosity polnud maandunud kraatri seinale või et teda ikka veel ühendatud laskumisaste vedas mööda maad. Lõpuks pidi laskumisaste lendama plaanipäraselt maha, selle asemel, et maanduda roveri peale ja purustada selle UHF-antenn.
Ükshaaval tulid teated sisse.
“Tango-delta nimeline.”
“RIMU stabiilne.”
“UHF hea.”
Kiidul teatas Chen "Touchdown kinnitas", kui metsikud cheers puhkesid. Kogu jada oli vaevu segamini läinud.
"Kujutage ette, et korraldate võistlust üheksa aastat ja ületate lõpuks finišijoone, " ütleb Steltzner, kes tunnistab, et tagajärjed on olnud talle raskeks kohanemisperioodiks. “Kuidas mu keha jookseb? Olen kümme aastat olnud adrenaliini tilguti peal. Kuidas elada ilma aeglase stressihormooni vabanemiseta? ”Tema lahendus: viska ennast järgmisele järsule õppimiskõverale. Ta on määratud uuele missioonile, kavandades sõiduki, mis ei võimaldaks mitte ainult Marsil proove koguda, vaid ka pakkida need proovid hermeetiliselt suletud torudesse ja vedada tagasi Maale. Ta on osa ka võimalikust missioonist viia maandur Euroopasse, mis on üks Jupiteri kuudest, mis oma metaani ookeanide, jäise pinna ja intensiivse kiirgusplastiga on veelgi vähem külalislahke kui Marss. Mõlemad missioonid on siiski kõige varasemas ettevalmistavas etapis. "Arvan, et ta otsib endiselt oma järgmist suurt väljakutset, " ütleb Lee.
Steltzner võib olla Curiosity ettevõtmiste avalik nägu, kuid ta on kindel, et see oli kogu tema meeskond, kes maandumise maha tõmbas. “See on üks ilusaid asju inseneriteaduste valdkonnas. See on koostöökunst, ”ütleb ta. „Me oleme ainult grupi töö tulemus.” Ta püüdis oma meeskonda ette valmistada päevaks, mil nad laiali saadetakse. "Teadsin oma varasemate maandumiskogemuste põhjal, et see ilus kogukond, mille me olime loonud, sureb sel õhtul sõltumata tulemustest, " ütleb ta. "Ma käskisin neil üksteist tõeliselt armastada, elada hetkes ja juua sügaval tassis, sest see tüüp, keda te praegu vihkate, vihkab tema hääle väga kõla - te hakkate temast igatsema."
