Текст книги "За новыми горизонтами"

Русский гамбит

Экспедиции к Плутону, которые разрабатывали Стерн в Научной рабочей группе внешних планет и Стаэль в Лаборатории реактивного движения шли параллельно. Стерн и Стаэль сошлись в одном: в новой ценовой политике Голдина нет никакого смысла. Полет «Вояджера» стоил почти в десять раз больше. Как кто-то может отправить аппарат к Плутону всего за $400 млн? При таких обстоятельствах уже только одна стоимость пуска делала полет невозможным, если только разработчикам не удастся найти зарубежного спонсора, который мог бы заплатить за старт.

В то время из-за экономического спада, который произошел после окончания холодной войны, в бывшем Советском Союзе космические проекты отживали свой век. В русской программе по исследованию планет, которая добилась больших успехов в предыдущие десятилетия, совершив посадки на Луну и на Венеру, а также перехватив комету Галлея, едва теплилась жизнь. У русских были одаренные ученые и большие, надежные ракеты «Протоны». Но не имелось межпланетных станций, чтобы запускать на этих ракетах, и ресурсов, чтобы построить новые космические аппараты. Также у них не было опыта NASA в исследовании внешних планет.

С точки зрения Алана, у Соединенных Штатов было как раз то, чего не хватало России, и наоборот. Алан видел совместный проект таким образом: Россия обеспечивает мощную ракету-носитель «Протон», Америка строит космический аппарат и управляет его полетом, и обе страны делят славу. При потеплевших в те времена отношениях между двумя государствами Алан считал, что билет на Плутон станет триумфальной последней главой первого исследования планет Солнечной системы. Это будет совместная экспедиция бывших соперников к последнему и самому далекому из всех известных миров.

Таким образом, по горло насытившись невыполнимыми требованиями отправить АМС к Плутону менее чем за $400 млн и обрадованный идеей о том, как можно бесплатно запустить свой аппарат, Алан решил изменить правила игры. Используя знания Стаэля, но тем не менее действуя более-менее самостоятельно, Алан собирался связаться с российскими партнерами и предложить им возможность участия в экспедиции. Не получив ни у кого разрешения, он вылетел в Москву, где собирался встретиться с Альбертом Галеевым, директором пользующегося авторитетом, передового Института космических исследований Российской академии наук, который выполнял в России ту же роль, что и Лаборатория реактивного движения в США. Алан:

Я никогда не встречался с этим человеком, но знал, что он обладает большим влиянием. Он был нашей надеждой, позволяющей отправить аппарат к Плутону, уложившись в ограничения Голдина. Итак, я набросился на него, сказав что-то вроде: «Ваша страна никогда не имела возможности исследовать внешние планеты. Мы сделаем вас партнерами в очень заметной экспедиции к Плутону – Эвересту исследований планет. Что мы хотим от вас – это вклад в обеспечение пуска. Это поможет оживить ваши программы изучения планет, и мы возьмем в свой проект российских инженеров. Мы научим вас всему, что сами знаем об исследовании внешних планет, а вы получите выгоду и славу от первой экспедиции к последней планете».

Хантресс узнал об этом плане в Лаборатории реактивного движения как раз перед отлетом Алана и пытался его остановить. Если говорить конкретно, то в аэропорту, по воспоминаниям Алана, ему позвонили и сказали: «Не садись в самолет! Никто не давал тебе разрешения на переговоры с русскими!»

Уэс:

Думаю, то, что Алан сделал, привело в ярость некоторых ребят из международного отдела штаб-квартиры NASA. Они были разозлены тем, что этот чертов ученый поехал туда, чтобы поговорить с нашим представителем, занимающимся сотрудничеством в области исследования планет. Что этот парень делает? Он не соблюдает протокол! Он в каком-то смысле обвел их вокруг пальца. Я просто выпил чашечку кофе и ухмыльнулся.

Но Алан знал, что без бесплатного пуска ему никак не удастся уложиться в ценовые рамки Голдина. Игра по правилам никуда их не вела. Алан вспоминает:

Итак, я сел в самолет, я туда полетел, я ворвался к Галееву, но он и его ребята сказали мне: «Нет!» Альберт сказал, что им этого недостаточно и они не хотят, чтобы их просто использовали в день старта, а все остальное в экспедиции было американским. Помню, это было в январе 1994 г., и в Москве была сильная метель. Ужасная погода. Казалось, было холодно, как на Плутоне.

Но на следующий день я вернулся, и Галеев сказал: «У нас есть другое предложение. Ваш американский аппарат может нести русский зонд, который отделится, войдет в атмосферу Плутона с масс-спектрометром и проведет измерения до того, как разбиться о поверхность планеты». Таким образом, русские действительно проводили уникальные исследования Плутона и могли заявить, что на самом деле они, а не мы коснулись его поверхности. Галеев сказал: «Если вы сможете это сделать, я обеспечу вам ракету-носитель "Протон"». Я ответил, что, как мне кажется, смогу преподнести эту идею дома, и мы устроили банкет с водкой и красным грузинским вином.

Идея с русским атмосферным зондом вела к осуществлению полета. Я был так возбужден, что даже не полетел домой в Колорадо, а отправился прямо в Лабораторию реактивного движения, чтобы встретиться со Стаэлем, Вайнштейн и всей их командой. Я объяснил: «Именно так мы заставим все это работать. Холодная война кончилась! Русские и американцы вместе исследуют последнюю планету». Им тоже понравилась эта идея, и они почувствовали, что мы победили, найдя способ вписаться в невероятные ценовые рамки Голдина.

Затем Алан преподнес идею Хантрессу в штаб-квартире NASA. Несмотря на то что Уэс злился на подпольную дипломатию Стерна, на самом деле ему было интересно поработать с русскими. Поэтому Хантресс «продал» идею Голдину и отправил представителей NASA в Российскую академию наук, чтобы провести дальнейшее изучение концепции совместной экспедиции. Несколько месяцев спустя в присутствии Алана и других фанатов Плутона в Москве Хантресс назвал полет на Плутон «первой экспедицией России к внешней планете, а также в Сибирь Солнечной системы!». Это было рискованное предприятие, которое вносило в и без того уже непростую игру вокруг финансирования и одобрения экспедиции к Плутону целый набор новых непредсказуемых переменных, в том числе таких, как международные отношения и дипломатия. Тем не менее Хантресс чувствовал, что попробовать стоит.

Но стоило только Хантрессу сесть в самолет, как русские решили, что не будут предоставлять ракету-носитель бесплатно. Цена, которую они затребовали за «Протон», была существенно ниже, чем стоимость американской ракеты, но все же не равнялась нулю.

В те времена американским правительственным агентствам, таким как NASA, по закону не разрешалось покупать русские ракеты. Поэтому американцам нужно было привлечь третью страну, чтобы она приобрела российский «Протон». Алан начал расспросы и узнал, что Космическое агентство Германии может заинтересоваться этим предложением, если их ученые смогут отправить вместе с американской АМС свой собственный зонд, который будет сброшен во время гравитационного маневра у Юпитера и займется изучением спутника Юпитера Ио.

Но для американской стороны ситуация становилась все более сложной. У NASA возник еще один повод для беспокойства, касающийся запуска необходимого для экспедиции радиоизотопного источника энергии на российской ракете-носителе. Многие считали, что такой пуск никогда не будет одобрен другими правительственными агентствами Соединенных Штатов, у которых было право подписи, когда дело касалось аппаратов с источниками атомной энергии, например министерством обороны, министерством энергетики и агентством по охране окружающей среды.

Это было уже слишком. Русский гамбит с пуском, который выглядел столь многообещающим, вскоре рассыпался как карточный домик. К 1996 г. все вернулось на исходную позицию.

Отложенная мечта

В конце 1990-х моральный дух фанатов Плутона упал до самой низкой точки. Они варились в этом котле уже полдесятка лет, день за днем, неделю за неделей. В 1991 и 1992 гг. они ощущали, что так близко подошли к своей мечте, и все только ради того, чтобы увидеть, как в следующие годы она превратилась в раздражающую путаницу. В начале пребывания Дэна Голдина в должности администратора NASA экспедиция к Плутону, казалось, двигалась к цели семимильными шагами, но теперь она больше не была сверкающей новой игрушкой. Она треснула и потускнела.

На самом деле теперь во внешней Солнечной системе появилась новая любимица – спутник Юпитера Европа, на котором вышедший на орбиту Юпитера аппарат «Галилео» обнаружил внутренний океан, то есть явление, аналогов которому на Земле не существует. Многие в сообществе ученых-планетологов заметили интерес Голдина к Европе и решили, что теперь главное – это отправить орбитальную автоматическую станцию к ней и поискать в этом огромном океане возможные следы жизни.

Сторонники Плутона были в печали. Каждый раз, когда Алану, его Научной рабочей группе внешних планет и команде Стаэля удавалось впихнуть экспедицию в поставленные Голдином рамки, правила менялись. Несколько раз они с помощью Хантресса, который к тому времени уже руководил всей космической наукой, выносили свой проект на обсуждение Подкомитета по исследованию Солнечной системы, но все усилия приводили к одному: администратор Голдин хочет дать им еще одно новое неприятное указание. Алан:

Чтобы вычислить эту схему, мне потребовались годы, потому что Голдин постоянно твердил нам, что мы в числе его фаворитов, и всегда выделял около $30 млн в год на разработку техники для Плутона и планирование конструкции аппарата. Но он никогда не позволял нам действительно взяться за главное и начать строить полноценный аппарат. Каждый раз, когда мы к этому подбирались, он находил какие-то новые причины, чтобы отправить нас назад, в потоки новых исследований.

Однажды Голдин даже сказал нам: «Я полностью поддерживаю вас, но вы должны придумать, как сделать это без радиоизотопного источника энергии». Мы не поверили своим ушам: «Что?! Вы шутите?! Как можно отправить космический аппарат так далеко от Солнца без атомной энергии?!» Возможно, я стал немного параноиком, но именно в тот момент я начал подозревать, что Голдин просто с нами играет, что он никогда и не собирался давать зеленый свет этому полету, поскольку всегда находилась новая причина для отсрочки, новая причина для того, чтобы заняться еще какой-либо идеей. Итак, к концу 1996 г. я начал подозревать, что Голдин просто гоняет нас по поручениям, и в этой мысли я был не одинок. Поручение за поручением, а потом новое поручение, и на каждую задачу уходит по полгода, а то и год. Казалось, он никогда не позволит нам выйти за рамки исследований, но мы знали, что не можем все бросить и уйти, потому что если мы так поступим, то он полностью закроет проект и не будет никакой надежды на экспедицию к Плутону. Поэтому мы решили ждать, когда Голдин уйдет с поста.

Появление «третьей зоны»

Многие десятилетия ученые-планетологи подозревали, что в труднодоступных областях Солнечной системы Плутон – не единственная планета. В самом деле, уже в 1930-х и в 1940-х гг. велись поиски других тел, находящихся на том же расстоянии от Солнца, но ничего не было обнаружено. Позднее предпринимались и другие попытки, но также безуспешные. Тем не менее мысль о том, что Плутон не одинок, время от времени набирала обороты, и различные планетологи приводили математические и другие доказательства в пользу идеи существования целой когорты миров, обращающихся вместе с Плутоном.

К тому времени, когда в конце 1980-х гг. «Вояджер-2» занимался исследованием Урана и Нептуна, Билл МакКиннон стал главным сторонником этой теории. Его логика основывалась на изучении спутника Нептуна Тритона, который по размеру очень близок к Плутону. Рассуждения МакКиннона подкрепляло то, что, судя по орбите Тритона, Нептун захватил его и свел с напоминающей орбиту Плутона орбиты вокруг Солнца. МакКиннон решил, что если есть два таких тела, то почему их не может быть больше? Возможно, даже намного больше.

Возможность существования огромного роя таких объектов ранее предполагал основоположник планетологии середины ХХ в. Джерард Койпер, который пытался объяснить происхождение планет. В 1950 г. Койпер выдвинул идею о том, что после процесса аккреции (создания более крупных объектов из мелких), в результате которого первоначально сформировались планеты, в том числе и Земля, должно было остаться большое количество планетезималей – маленьких строительных блоков для создания планет. Такие объекты предположительно находились за наиболее удаленной от Солнца планетой-гигантом Нептуном.

МакКиннон, как и Койпер, и другие ученые до него, заявлял, что Плутон, возможно, является не просто странным телом на краю системы, но первым проблеском того, что позднее стало называться поясом Койпера.

В 1991 г. Алан развил эту идею, опубликовав статью под названием «О количестве планет во внешней Солнечной системе: доказательства существования значительного числа тысячекилометровых тел», где по нескольким неоднозначным признакам, наблюдающимся во внешней Солнечной системе, математически обосновал существование там сотен или даже тысяч маленьких планет, которые появились на ранних стадиях формирования системы и составляют новую «третью зону», находящуюся за Нептуном.

Более века мы называли зону между Юпитером и Нептуном – королевство, которое исследовали «Вояджеры» – «внешней Солнечной системой». В 1991 г. работа Алана показала, что планеты-гиганты в действительности могут быть средней зоной между внутренней Солнечной системой, где находится Земля, и «по-настоящему внешней Солнечной системой», где располагается Плутон, а также целая когорта подобных ему миров.

К тому времени, когда «Вояджер-2» добрался до Нептуна, находящиеся на Земле телескопы и детекторы были усовершенствованы до такой степени, что эти «объекты пояса Койпера» в принципе можно было обнаружить, если они, конечно, вообще существовали. Потребовалось несколько лет поисков, но новые инструменты, создающие электронные изображения (полупроводниковые камеры на основе приборов с зарядовой связью, сегодня имеющиеся в каждом сотовом телефоне), и масштабные компьютерные поиски, сделавшие ненужной ту скрупулезную работу с блинк-компаратором, которой занимался Томбо, имели решающие значение. Начиная с 1992 г. планетологи начали находить объекты пояса Койпера – эту когорту Плутона!

Вначале была всего горстка находок, но потом обнаруживалось все больше и больше. В целом за 1990-е гг. было найдено более 1000 объектов, расположенных на обширной территории за Нептуном, которую и назвали поясом Койпера. Большинство объектов представляло собой небольшие тела около 100 км в диаметре, но некоторые были гораздо больше, а несколько даже могло соперничать с Плутоном – они имели размер континентов. Сегодня, если основываться на том, что уже было обнаружено, и не забывать, что обширные территории все еще не исследованы из-за отсутствия людей и средств, можно примерно оценить количество объектов пояса Койпера в 100 000 тел, которые имеют диаметр больше 80 км, и еще больше менее крупных тел, численность которых неизвестна.

Фрэн Бэгеналь вспоминает, как новые открытия вызвали еще больший интерес к полету в окрестности Плутона:

Как только мы начали наблюдать объекты пояса Койпера, интерес к Плутону просто взлетел до небес. Раньше было похоже, что этой одинокой и манящей планетой на краю Солнечной системы интересуется только маленькая группа фанатов Плутона, и только они верят, что он может быть интересным объектом для исследования. А тут неожиданно началось: «Да это же настоящие новые рубежи!» Помню, как я сидела в своем кабинете в Университете Колорадо в Боулдере, где мы собрались, чтобы составить документ в защиту экспедиции к Плутону. Там был Билл МакКиннон, он показал рукой в окно, где виднелись Скалистые горы, и сказал: «Это словно новые земли на Западе, которые мы еще не исследовали. Мы должны отправиться туда и изучить их. Что там, за горизонтом?» Я понимала, что он прав, и это меня по-настоящему воодушевляло.

Открытие пояса Койпера дало ученым дополнительные мотивы поднять приоритет экспедиции к Плутону. Чтобы подчеркнуть, что этот давно лелеемый в их душе проект теперь должен не просто исследовать Плутон, но и изучить новую третью зону Солнечной системы, экспедиция была переименована в «Плутон – Койпер экспресс».

«Плутон – Койпер экспресс» был пятой попыткой организовать путешествие к Плутону. Первой был еще «Плутон-350», а затем проект корректировался, переделывался и переименовывался снова и снова, чтобы приспособиться под новые условия и попытаться отыскать ключ, которым можно было бы отпереть денежные сундуки NASA. Фанаты Плутона, у которых всегда хватало настойчивости, энергично двинулись вперед, работая над новой концепцией Лаборатории реактивного движения.

Чтобы на «скелете» «Плутон – Койпер экспресс» появилось хоть какое-то «мясо», а также для того, чтобы подготовиться к проведению конкурса на научные приборы для экспедиции, Хантресс создал из экспертов по Плутону и поясу Койпера Научную рабочую группу (Science Definition Team, SDT). В ее обязанности входило определить научные цели экспедиции к Плутону, а также основные спецификации приборов, которые будет нести аппарат, чтобы выполнить эти цели. Это было очень хорошим показателем.

Создание такой команды означало, что у агентства снова появились серьезные планы на полет к Плутону, потому что NASA использовало SDT, чтобы начать официальное планирование и создать «новый старт» для экспедиции. Возглавить эту команду Хантресс попросил планетолога Джонатана Лунина, который ранее был главой Подкомитета по исследованию Солнечной системы. В команду Лунина входили Алан и многие другие давние участники «Плутонового андеграунда» и члены Научной рабочей группы внешних планет. Появились и новые лица – эксперты по изучению пояса Койпера. Команда Лунина проработала почти год, чтобы создать прочное научное обоснование экспедиции, список необходимых приборов и тех, которые хорошо бы было иметь, а также детальную научную аргументацию. Появление их доклада вызвало восторженные отклики в самых разных сообществах ученых-планетологов.

В результате все снова завертелось. Но в конце 1998 г. давний сторонник полета к Плутону и глава научных исследований штаб-квартиры NASA Уэс Хантресс ушел из агентства. (В 2016 г. он рассказал нам, что в связи со своим уходом больше всего сожалел, что не смог обезопасить новый старт пролетной экспедиции к Плутону.) К несчастью, его преемником на посту заместителя администратора по науке стал астроном по имени Эд Вайлер, которого Плутон интересовал намного меньше.

Тем не менее Вайлер в некотором объеме продолжал финансирование, и в 1999 г., после того как команда Лунина выпустила свой доклад, он объявил конкурс на приборы для «Плутон – Койпер экспресс», победители которого должны были получить средства для их разработки и создания. Это также выглядело многообещающим: настоящие деньги, чтобы построить настоящие приборы, которые полетят к Плутону. Приборы были сгруппированы так, что на «Плутон – Койпер экспресс» должно было быть четыре типа сенсорных систем (камеры, спектрометр химического состава, атмосферный спектрометр и радиотехническое оборудование для измерения давления и температуры атмосферы), но выбрать предстояло только двух победителей: одного по разработке первых трех систем («комплекта дистанционного сбора данных») и еще одного – по радиотехническому оборудованию, которое на самом деле представляло собой совершенно иной вид приборов, естественным образом не сочетающихся с остальными. Конкурс предложений превратился в «дуэль» ради того, чтобы вскочить на борт первого и последнего «поезда» до Плутона. Победить или умереть – вопрос ставился только так. Соревнующиеся команды создавались в различных университетах и лабораториях по всей стране, в каждой из них был лидер, которого, как мы уже указывали ранее, NASA определяло как научного руководителя.

Группа Алана предложила один из комплектов приборов, получающих изображения и измеряющих спектр. В группе было много молодых ребят, которые с самого начала входили в «Плутоновый андеграунд» и состояли в Рабочей группе внешних планет. Алан считал, что их главный соперник – сильная команда ветеранов проекта «Вояджер» из Лаборатории реактивного движения, которую возглавлял специалист по геологии планет из Геологической службы США Ларри Содерблом. Его имя относилось к разряду самых уважаемых в сообществе ученых-планетологов, в своей области он тогда считался практически богом. Как Алан и его относительно молодая команда могли соревноваться с имеющей опыт группой Содерблома? Ну, во-первых, Алан обзавелся своим собственным божеством – он привлек Юджина Шумейкера, которого воспринимали как основателя планетарной геологии и который приложил руку практически к каждой межпланетной экспедиции. Возможно, Шумейкер без преувеличений принадлежал к наиболее уважаемым и любимым людям в этой отрасли. Ничье мнение не было столь весомым. Алан:

Я чувствовал, что Ларри знает все ходы и выходы. У него было больше связей в штаб-квартире NASA, у него была первоклассная команда инженеров из Лаборатории реактивного движения и действительно выдающаяся научная команда. У меня тоже была прекрасная научная команда, но я всегда ощущал, что по сравнению с мастером – парнем, который работал с «Вояджером» и многими другими проектами – мы в большей степени представляем собой группу молодых бунтарей. Нам казалось, что они лидируют, а им – что мы проигрываем. Идея привлечь на свою сторону Юджина Шумейкера должна была нас уравновесить. Мы создали нашу команду, ожидая конкурса от NASA позднее, в 1998 г. или 1999 г. В то время Юджину было 69 лет, и мне действительно пришлось его уговаривать принять участие в проекте, который должен был продлиться 15–20 лет, но в конце концов он согласился. Помню, он сказал мне: «Десять лет назад я думал, что уже стар, чтобы принять участие в проекте „Кассини“ (аппарате на орбите Сатурна), но ваша затея мне кажется слишком веселой, чтобы все пропустить!»

Алан и его команда без устали работали над своим предложением, доводя его до совершенства в течение почти полутора лет. Чтобы улучшить проект, приглашенные со стороны эксперты критиковали каждую деталь предложения, и это помогло усовершенствовать конструкцию, организацию работ, образовательный план, взаимодействие с общественностью, расписания и многое другое. Другие участвующие в соревновании команды, разумеется, делали то же самое.

К весне 2000 г. предложения, наконец, были готовы. Тогда NASA собрало отзывы группы экспертов, чтобы оценить все проекты. Летом того же года Алан по неофициальным каналам узнал, что его команда выиграла конкурс по комплекту камера / спектрометр. Это воодушевляло, но дальше… была только тишина. Алан:

Мы все ждали и ждали, когда NASA сообщит нам о победе, но затем, нежданно-негаданно, в конце августа мне позвонил Роб Стаэль и сказал: «Похоже, что Вайлер решил вообще все отменить». Как это могло случиться, когда, по всей видимости, решение о выборе приборов уже было принято, а новый старт уже, казалось, был неизбежен? Я был просто раздавлен.