Алан Стерн - За новыми горизонтами. Первый полет к Плутону

Одной из первых задач Глена было создать «книгу данных» по одобрению старта с источником атомной энергии. Эта солидная подборка документов представляет собой совокупность всей информации о ракете-носителе и космическом аппарате, необходимой, чтобы провести подробный анализ безопасности, рисков и воздействия на окружающую среду для получения одобрения пуска. Книга данных описывает все внешние воздействия, которые будет испытывать космический аппарат при различных сценариях наземных происшествий и аварий при старте, и то, как каждое из них может повлиять на целостность и сохранность источника атомной энергии — РИТЭГ. Если говорить короче, то книга данных содержит подробные ответы и обосновывающие их исследования, необходимые, чтобы определить вероятность выброса радиоактивного материала в окружающую среду и, если он случится, степень влияния на состояние окружающей среды и человека. В свою очередь, тщательно оцениваются вероятности того, что кто-то может погибнуть из-за облучения при различных сценариях отказа. Роль Глена состояла в том, чтобы собрать книгу данных, а затем провести весь процесс получения одобрения на пуск с источником атомной энергии вплоть до окончательного его подписания в Белом доме. Возможно, это было самой трудной задачей всего проекта. Алан:

Глен, несмотря на свою роль, всегда держится в тени, но он действительно вошел в историю космических полетов, проведя «Новые горизонты» через этот лабиринт, уложившись во временны́е рамки и дав нам возможность запустить аппарат в стартовое окно 2006 г. Его подвиг достоин того, чтобы о нем слагали легенды.

Помимо выхода из извилистого нормативно-правового лабиринта само производство запасов ядерного топлива для РИТЭГ было сложным и трудоемким, его для NASA выполняло министерство энергетики. Как и в предыдущих полетах в дальний космос с радиоизотопным генератором, таких как экспедиции «Вояджеров», «Галилео» и «Кассини», работа министерства была организована в несколько этапов. На одном из них подрядчик министерства энергетики по работе с РИТЭГ компания Lockheed Martin готовила генератор для полета на «Новых горизонтах». Независимо от нее Национальная лаборатория в Лос-Аламосе производила диоксид плутония в качестве топлива и упаковывала его в керамические таблетки для последующей установки в РИТЭГ. Затем генератору и диоксиду плутония предстояло «встретиться» для проверок в Национальной лаборатории министерства энергетики в Айдахо — в хорошо защищенной — с атомными реакторами, колючей проволокой, контрольно-пропускными пунктами и вооруженными охранниками, которые сопровождают посетителей повсюду, даже если те идут просто в туалет. После проверки РИТЭГ отправляли во Флориду, причем это путешествие больше напоминало какую-то шпионскую операцию. Министерство энергетики и NASA переправляли генератор через всю страну на мыс Канаверал с незаметным, но хорошо вооруженным сопровождением. На самом деле министерство посылало несколько групп сопровождения, при этом все из них, кроме одной, сопровождали поддельные РИТЭГ, чтобы злоумышленникам было труднее организовать диверсию или похитить плутоний.

Все, что министерство обороны делало для того, чтобы подготовить РИТЭГ и топливо для него, работало как часы, за одним исключением, которое едва не стало смертным приговором для всего проекта. Национальная лаборатория в Лос-Аламосе, которая также занималась производством ядерного оружия, была вынуждена прервать все работы из соображений безопасности. Расследование длилось месяцами, а команда «Новых горизонтов» томилась в ожидании возобновления производства так необходимого им ядерного топлива: не будет топлива, не будет и никакого полета к Плутону. Наконец, после того, как расследование службы безопасности завершилось, лаборатория была снова открыта. Времени на то, чтобы завершить производство диоксида плутония для «Новых горизонтов», едва-едва хватало. Но после этого, словно в кошмарной истории, из-за очередных происшествий Лос-Аламос закрыли снова. На этот раз это произошло из-за несчастного случая в какой-то лаборатории, который никак не был связан с «Новыми горизонтами». Но экспедиция попала в ловушку: становилось ясно, что к тому времени, когда должен состояться пуск, полностью заправленного топливом генератора не будет. Алан:

Наша команда инженеров не могла переделать аппарат так, чтобы он работал с меньшим энергопотреблением, — было слишком поздно. В качестве альтернативы они начали искать способы провести экспедицию так, чтобы расходовать меньше энергии, допустив больше рисков, собрав меньше данных, включая меньше приборов одновременно, и так далее. Мы действительно переживали кризис, который ставил под угрозу само наше существование: если мы не сможем додуматься, как нам управлять аппаратом при меньшем энергопотреблении, то никакого исследования Плутона не будет, так что мы хватались за любой возможный вариант.

Команда обнаружила, что, грамотно управляя аппаратом, экспедиция сможет достичь всех своих целей даже при такой низкой мощности, как 190 Вт у Плутона, — на 35 Вт меньше, чем при первоначальной разработке АМС. Это, а также некоторые дополнительные запасы плутониевого топлива, оставшегося от других экспедиций NASA, позволило добиться желаемого. В итоге все топливо, которое министерство энергетики загрузило в РИТЭГ, давало возможность получить 201 Вт электроэнергии во время пролета. Из-за ситуации с производством топлива экспедиция оказалась практически на волосок от гибели, чего до этого никогда не случалось ни с одним полетом с РИТЭГ, но, как бы то ни было, «Новые горизонты» пережили топливный кризис.

К весне 2005 г. ракета-носитель «Атлас» была собрана, а проблемы экспедиции с плутонием разрешились. В Лаборатории прикладной физики на «Новые горизонты» были установлены различные подсистемы аппарата, а также семь научных приборов. После того как все было поставлено на аппарат, каждая подсистема и каждый из приборов были подключены к электропитанию, чтобы проверить, работают ли они. Затем, когда космический аппарат был собран и заработал, он прошел через серию тестов в Лаборатории прикладной физики, начиная с испытаний на виброустойчивость во время старта и заканчивая тестированием акустических нагрузок и контроля из ЦУП.

Затем Лаборатория прикладной физики отправила космический аппарат, по размерам и форме приблизительно такой же, как кабинетный рояль, на юг, в Центр космических полетов имени Годдарда, в Гринбелте, штат Мэриленд, где в течение нескольких месяцев проводились проверки. Для этого «Новые горизонты» поместили в термовакуумную камеру, откуда откачивали воздух, чтобы имитировать космический вакуум. Затем аппарат попеременно то нагревали, то охлаждали, чтобы повторить условия, в которых он будет находиться в космосе. Это все делалось для того, чтобы убедиться: все системы, как основные, так и резервные, будут функционировать в полете так, как планировалось, а также чтобы отыскать слабые места, которые могут не выдержать таких условий.