Алан Стерн - За новыми горизонтами. Первый полет к Плутону

Со всем усердием и старательностью Лесли и ее команда разработали каждое наблюдение, используя инструменты для планирования пролета — пакеты программного обеспечения, которые они создали, чтобы иметь возможность проверить все: от ожидаемого разрешения и отношения сигнала к шуму каждого отдельно взятого наблюдения до того, правильным ли является наведение приборов и как на наблюдении скажется, если аппарат отклонится от курса или если Плутон либо его спутники окажутся не совсем на тех местах, где они должны быть по математическим прогнозам.

Для того чтобы выполнять свою работу, команда PEP особенно тесно сотрудничала с двумя группами: группой управления научными операциями, которая планировала последовательности команд для всех семи научных приборов, и группой управления полетными операциями, которая планировала все действия космического аппарата от выхода на связь до сохранения информации, от контроля внутренней температуры до включения двигателей для коррекции курса. Вместе все три группы тщательно режиссировали каждый момент полетных операций во время пролета Плутона.

Кто-то мог бы подумать, что сделать это достаточно просто: нужно разместить все наблюдения по своим местам в расписании, но на самом деле требовалось гораздо более сложное и точное планирование. Все три вышеупомянутые команды играли во что-то вроде 20-мерных шахмат. Для каждого наблюдения им нужно было удостовериться, что космический аппарат во время него не выйдет из ограничений по затратам энергии, что выделено достаточно времени для маневра, чтобы повернуть «птичку» в том направлении, куда должны быть нацелены инструменты, что в бортовом накопителе информации достаточно свободного места, чтобы сохранить результаты, и так далее. Для того чтобы спланировать каждое наблюдение, требовалось учесть буквально десятки факторов. Вдобавок эти три команды должны были втиснуть в расписание резервный вариант для каждого из самых важных научных наблюдений, чтобы быть уверенными: если космический аппарат или один из приборов не сработают при критически важном сборе данных, то есть второй шанс получить ту же информацию.

Также команды стремились заложить в свои планы вероятность отказа приборов. Например, планировалось дублировать наблюдения камеры Ralph камерой LORRI, и наоборот. Также каждый прибор работал по циклу, от наблюдения к наблюдению переключаясь с основного набора электронной аппаратуры на резервный; в план даже были включены перезагрузки приборов по расписанию на случай, если какой-либо из них в какой-то момент зависнет в неподходящем режиме. Все это до мельчайших деталей должно было быть внесено в сценарий за годы до пролета, потому что маленькой команде просто не хватило бы времени сделать все это за год или два. Для команды «Новых горизонтов» обдумывание, планирование, проверка и тестирование всего плана шестимесячного пролета заняли бо́льшую часть времени в течение трех лет — с 2009 по 2012 г.

Если бы кто-то так подробно и скрупулезно планировал подобные научные исследования на Земле, это выглядело бы как навязчивое невротическое состояние. Но если что-то будет неверно разработано или не полностью продумано, то другой попытки сделать это правильно не будет. Поэтому все тщательное до одержимости планирование, все проверки и перепроверки были способом удостовериться в том, что экспедиция действительно принесет пользу человечеству, исследовав Плутон и его спутники.

Как руководитель экспедиции Алан считал, что часть его работы — это искать слабые места в плане пролета, задавать командам множество вопросов, проверять их предположения и просить что-либо изменить, чтобы улучшить план. Одним из таких слабых мест, которое он хотел исправить, был симулятор NHOPS.

К тому времени, когда семь различных этапов пролета были намечены и распланированы, Алан начал беспокоиться о симуляторе космического аппарата NHOPS, который использовали, чтобы протестировать все последовательности команд и выловить в них ошибки. Он опасался, что неисправность этого симулятора в 2015 г. может привести к остановке проекта. Его очень волновал тот факт, что отказ NHOPS в момент пролета, когда времени на ремонт будет очень мало, подвергает риску способность команды протестировать последовательность пролета. Резервный симулятор NHOPS-2 уже был на месте, но представлял собой урезанную версию, в которой отсутствовала возможность правильной имитации многих возможностей оригинала. Поэтому по указанию Алана Глен включил в планы и бюджет превращение NHOPS-2 в полноценную замену NHOPS, а также его тщательную проверку, какую проводили и для NHOPS, чтобы быть уверенными: в случае необходимости симулятор будет в распоряжении команды. Это решение оказалось критически важным в последние дни сближения с Плутоном.

Когда каждая из десятков последовательностей команд, которые вместе составляли сценарий всего пролета, была разработана и прошла экспертную оценку, группа управления полетом начала тестировать их на симуляторе космического аппарата NHOPS, чтобы посмотреть, будут ли они работать так, как этого ожидают. Ошибки часто находили, исправляли и в расписание вводили новые проверки на NHOPS. Группа управления полетом повторяла эти процедуры снова и снова, пока каждая из последовательностей не начинала работать абсолютно без ошибок. Для основной программы — критически важной девятидневной последовательности команд, которая указывала аппарату, как выполнять все действия во время максимального сближения, — потребовалось восемь попыток. Каждый из этих запусков основной программы на NHOPS занимал полные девять дней. Первая версия называлась V-1, вторая — V-2 и так далее. Каждый раз, обнаружив ошибки, команда переписывала содержащую их часть последовательности и запускала NHOPS снова, с чистого листа. Когда основная программа V-8 отработала без единой ошибки в течение девятидневного прогона на симуляторе, Алан отметил это, купив пару упаковок маленьких баночек с соком V-8 и вручив их каждому члену команды, чтобы они сохранили их как сувениры на память о долгой битве за безошибочную работу основной программы.

После того как этапы по исправлению ошибок прошли, главная последовательность была «окончательно утверждена» с помощью тщательно выверенного процесса «никаких изменений без скрупулезных проверок и одобрения», который называется «управление конфигурацией проекта». Это необходимо, чтобы удостовериться: любые изменения, даже самые незначительные, будут внесены в программу только после тщательных, суровых проверок. Еженедельные собрания группы под названием «Совет по контролю изменений встречи с Плутоном» (Encounter Change Control Board, ECCB) проводили, чтобы оценить требования к изменениям в основной программе и нескольких других последовательностей команд, которые будут управлять «Новыми горизонтами» с мая по июль 2015 г. Совет возглавлял Алан, в него входили главный инженер Крис Херсман, менеджер проекта Глен Фонтейн, глава группы управления полетом Элис Боуман, старший научный сотрудник проекта Хол Уивер, глава группы PEP Лесли Янг и менеджер встречи с Плутоном Марк Холдридж.