הברק מאחורי התוכנית להקרנת הסקרנות במאדים

בימים ובשעות שקדמו לנחיתה של רובר הסקרנות במאדים, אדם סטלטנר, דמות מפתח שמאחורי אותו אירוע צפוי ברחבי העולם, נראה לעיתים קרובות בטלוויזיה המסביר את הפיזיקה של הפקדת עדין של רובוט אחד בטון שנסע בגובה 13, 200 מיילים ל שעה אל פני השטח של זרוע הסלע. סקרנות הייתה משימה של 2.5 מיליארד דולר בה היו מעורבים מאות מדענים ומהנדסים, אך סטלצנר הפך לפנים הציבוריות שלו, והרבה נוצר מהסגנון האישי והמצועצע שלו, החל מהשיער המקוצף ועד אבזמי החגורה הגדולים ומגפי הבוקרים המטונפים - תחושת האופנה של הסלע כוכב שהוא שאף פעם להיות ובוכה, מנקודת מבט מרכזית ליציקה, ממה שהאנשים חשבו שהם רגליות מהנדס נאס"א רגילות.

מהסיפור הזה

[×] סגור

אדם סטלטנר עשוי להיות הפרצוף הציבורי של מאמץ הסקרנות, אך הוא מאמין כי כל הצוות שלו הוא שגרם לנחיתה. (צילום מורכב: תמונות של נאס"א; איור תצלום מאת בריאן סמייל) סטלטנר מצא את קריאתו בזמן ששיחק בלהקות רוק. באחד הלילות נסע הביתה ממסע הופתע וסקרן מדוע עברה קבוצת הכוכבים אוריון. (אוסף אדם סלצנר) חוגג את פריסת המצנח של הרובר. (ביל אינגלס / נאס"א) סטלטנר וצוותו מקבלים את פניו של גיבור במסיבת העיתונאים שלאחר הנחיתה. (ביל אינגלס / נאס"א) העיבוד של האמן את "מנוף השמים" מוריד את הסקרנות על פני מאדים. שם הקוד עבור כל רצף הנחיתה היה "Audacity." (NASA / JPL-Caltech)

גלריית תמונות

ואז הגיע רגע האמת. רצף תמרונים מורכב שהגה וצוות הכוריאוגרפיה על ידי צוותו של סטלצנר הפחית את מהירות הרובוט היורד עד שניתן היה להוריד אותו בבטחה אל האדמה באמצעות מתקן מרחף מונע טילים המכונה מנוף שמיים. Steltzner, כמו מיליוני אנשים אחרים ברחבי העולם, היה דבוק למוניטור, צופה בעצבנות, אם כי במקרה שלו מה שעמד על כף המאזניים היה שיאן של תשע שנים של עבודה הנדסית אינטנסיבית ולא מעט שתדלנות של עליונות נאס"א לתת. החזון שלו ירה.

"בחלק האחורי של מוחי חיכיתי שמשהו ישתבש", אומר סטלטנר. "הייתי בטוחה רציונלית ומפחדת רגשית."

הוא לא היה לבד. על פי הדיווחים, ג'ון הולדרן, יועצו למדע של הבית הלבן, היה כל כך מודאג שהוא כמעט חולה פיזית. מאדים הוא משולש ברמודה של חקר החלל. רק 15 מתוך 41 המשימות ששלחו בני אדם לכוכב האדום הצליחו. בשנת 1999, למשל, התפורר האטמוספרה של מארס האקלים מאדים של נאס"א באטמוספרה - כישלון שיוחס מאוחר יותר לחוסר התאמה הנדסי בין יחידות מדידה מטריות ואנגלית.

הנחיתה של הסקרנות אפשרה אפס שגיאת שגיאה. ובגלל השהיית הרדיו בין כדור הארץ למאדים, המהנדסים לא הצליחו לשלוט בחללית בזמן אמת. במקום זאת, הסקרנות תתמודד עם ירידתה באופן אוטונומי - עם כל תמרון שבריר שנייה מוכתב על ידי יותר מ- 500, 000 שורות קוד מחשב. נאס"א כינתה את ההתחייבות "שבע דקות של טרור."

סטלטנר נזכר בפניי בחוויית הפרקים הלבנים יום קיץ חם ומבעבע בביתו באלטאדנה בקליפורניה, לא הרחק ממשרדו במעבדת ההנעה סילונית של נאס"א (JPL). כיום בתו הצעירה ביותר, אוליב, חולה, ואשתו משם, סטלצנר, 50, עובדת מהבית ומעצבת מראה מזדמן יותר - חולצת טריקו, מכנסיים קצרים וסנדלים - אף כי שיער הסלע הוא עדיין עדות.

הנחיתה המוצלחת של סקרנות באוגוסט 2012 - אחרי חודשים של ספקולציות תקשורתיות בשאלה האם התוכנית "המטורפת" תעבוד - סיפקה מנה נחוצה מאוד של העשייה הציבורית בתקופה בה נראה כאילו הימים הטובים ביותר של תוכנית החלל עומדים מאחוריה. "זה מוכיח שאפילו הסיכויים הארוכים ביותר אינם תואמים את התערובת הייחודית וההמצאה הייחודית שלנו, " אמר הנשיא ברק אובמה. או, כפי שהכריז סטיבן קולבר, "אנו מארס היינו!" הכביש הוא הרכב הגדול והמתוחכם ביותר שנשלח אי פעם לפלנטה אחרת. עם 17 המצלמות שלה, Curiosity תפסה כמה מהתמונות המפורטות להפליא ביותר של מאדים שצולמו אי פעם (כולל selfie). בנוסף, מצויד במקדחה ובלייזר של מיליון ואט, הרובר אינו משאיר שום אבן פונה (או לא מאודה) בזמן שהוא חוקר את הכימיה והגיאולוגיה של כדור הארץ. הוא גילה תרכובות כימיות עתיקות ותרכובות כימיות - כמו פחמן, מימן וחמצן - הכרחיות לכל החיים. מעבדת הנייד תפילה במהירות 0.9 קמ"ש ותגיע ליעדה העיקרי באביב הבא ותטפס לאט על רגליו של הר שארפ, פסגה שגובהה שלושה ק"מ עשירה במשקעי חימר שיכולה להכיל תשובות מבוקשות על ההיסטוריה של האקלים של כדור הארץ. .

ואת ההישגים ההיסטוריים והמדעיים ההיסטוריים המסנוורים האלה התאפשרו על ידי בחור שנכשל בגיאומטריה בתיכון.

***

סטלצנר גדל במחוז מארין בקליפורניה, מעט צפונית לסן פרנסיסקו, ילד בעל זכות תואר עצמי. "ההורים שלי לא עבדו, " הוא אומר. "אבי היה סוף שורה של עושר נרקב שירש מחברת התבלינים שילר." לילדות כזו יש יתרונותיה, אך יש גם צד אפל. "עושר בירושה", אומר סטילצנר, "פירושו שהעבר תמיד טוב יותר מהעתיד" - השקפה עגומה פסיכולוגית לילד. הוא מרד בתחום היחיד שיכול, וסירב בעקשנות להשתתף בשיעורים בתיכון, למעט שיעורי הדרמה והתוכנית התיאטרונית הנלווית. במהלך שנת הלימודים הבוגרת הוא עשה מספיק עבודות בית ספר כדי לסיים את לימודיו, אף שמעולם לא טרח להעלות את תעודת הבגרות שלו.

אביו הרים את ידיו והצהיר שבנו לעולם לא יהיה יותר מחופר תעלה. בשנים הבאות עשה סטילצנר כמיטב יכולתו להוכיח את צדקתו. לאחר קטע קצר מועד במכללת ברקלי למוזיקה של בוסטון, הוא חזר לאזור המפרץ, ניגן גיטרה בס בלהקות רוק מקומיות שונות. עם זאת הוא הרגיש חסר מנוחה ולא מרוצה. הוא זיהה נטייה מטרידה בפני עצמו: הוא היה מוצא פעילות שהוא נהנה ממנה, אך ברגע שזה נעשה רציני והצריך התחייבות, העניין שלו היה מסמן. "התעוררתי מהעובדה שאומנתי לחכות לאבא שלי למות וירשת כסף, " הוא אומר. "לא אהבתי את הרעיון של זה. הייתי רעב למשמעות אמיתית. "

הוא מצא את דרכו בסתיו פריך אחד לאחר הופעה, בעת שנסע הביתה מעל גשר שער הזהב - מסלול המספק נוף יפה של קבוצת הכוכבים אוריון. הוא הבחין כי אוריון לא נמצא באותו מקום כמו שהיה מוקדם יותר בערב, והחליט ללמוד יותר על הסיבות שכוכבים זזים. הוא נרשם לקורס אסטרונומיה במכללה לקהילה מקומית ולקח קורס פיזיקה רעיונית כתנאי מקדים.

בניגוד לאביו, אותו מתאר סטלצנר כדבר אינטלקטואלי המאכלס עולם חלומי של רעיונות מופשטים, לסטלצנר יש נטייה פרגמטית. הוא פנה לכיוון הפיזיקה, עם הכללים המוחשיים שלה לגבי אופן פעולתו של היקום, והנדסה, היישום של אותם כללים על בעיות בעולם האמיתי. "כאן היה סלע האם", אומר סטילצנר, והוא השליך את עצמו ללימודי פיזיקה, מתמטיקה והנדסה עם משמעת ותכלית שלא ידע שהיה ברשותו. "נהייתי נזיר ללמוד את החרא הזה, " הוא אומר ומגלח את שערו לחתוך זמזום ונמצא על אורז חום. "הסתכלתי על זה כמושיע חיי."

סטלטנר סיים תואר ראשון בהנדסה מאוניברסיטת קליפורניה, דייוויס, ושני תואר שני במכניקה יישומית מקלטק בשנת 1991. את תפקידו הראשון זכה במדעי JPL שהתקשרו אליו עד שמישהו הסכים להעסיק אותו בקבוצת החלליות והדינמיקה. . בסופו של דבר הוא סיים את לימודי הדוקטורט שלו במכניקה הנדסית מאוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון, ועבד מרחוק ב- JPL במהלך השנה האקדמית.

"כשפגשתי את אדם לראשונה הוא הזכיר לי את אלביס פרסלי, " אומר ג'נטרי לי, המהנדס הראשי של תוכנית הבדיקה במערכת השמש של JPL. הוא מיד תקע את סטטזנר כרוח קרובה, "אחד מאותם אנשים יצירתיים שלא רוצים שיגידו לו מה לעשות ולא בהכרח רוצים לפעול על פי הכללים." לי מאמין שהמעבדה מאתגרת את סטלצנר מבלי לבלום את היצירתיות שלו, או הסגנון האישי שלו. "אני חושב שלפני הרבה זמן מישהו הבין שאם אתה רוצה שיהיה לך מקום מפורסם בזכות ביצוע עבודות הנדסה יחודיות, כדאי שתוודא שאתה לא יתאם את האנשים שלך חזק מדי או שהם לא יהיו יכול לעשות את העבודה. "

Steltzner מצידו מתענג על העובדה שהמעבדה מטפחת תרבות ש"נערצת על האמת. אין פרות קדושות, אין דוגמטיזם. "בעוד מהנדסים רבים מעדיפים להשיג שליטה בתחום ייעודי ואז להישאר עם מה שהם יודעים, סטלצנר מעדיף את מה שהוא מכנה" הסוף התלול של עקומת הלמידה. "לדבריו, הוא גילף הניח לעצמו נישה כבחור שהתענג על המשימות והבעיות הטכניות שלא היה להם תקדים רב: "אנשים התחילו לומר 'זה מוזר, בואו ניתן לזה לאדם ונראה מה הוא יכול לעשות עם זה.'"

הוא גם התגלה כמי שיש לו מתנה למנהיגות, מסוגל לראות כיצד כל החלקים משתלבים זה בזה לשלמות. לכן נבחר סטלטנר לעמוד בראש צוות ההנדסה המכנית לפיתוח מערכת הכניסה, הירידה והנחתה (EDL) למען סקרנות - אתגר מכיוון שגודלו העצום של הרובר פירושו שהשיטות שפותחו למשימות קודמות לא יעבדו.

סטלטנר וצוותו סיעור מוחות במשך שלושה ימים בשנת 2003. מוקדם יותר באותה שנה, השיקה נאס"א שני משבי מאדים נוספים - רוח והזדמנות - שכל אחד מהם שוקל 400 ק"ג. מהנדסי JPL עטפו את השובבים בכריות אוויר, מה שאיפשר להם לנחות על ידי הקפצה על פני כדור הארץ ואז התגלגל לעצירה כדי להפיץ את ההשפעה. אבל גישה זו לא תעבוד עבור סקרנות, ששוקלת פי חמישה יותר מרוח או הזדמנות. כריות האוויר הנדרשות יהיו כבדות מדי ולכן יקרות מדי לשיגור. ההשפעה תגרום גם לאבק רב, ותפגע הן בסובב והן במכשור הרגיש שלו.

לאחר מכן, הציג סטלצנר וצוותו את הגישה שתוכננה עבור מאדים הפניקס לנדרי, ששטחה בשנת 2007 לחקר הקוטב הצפוני של כדור הארץ. רקטות הרעם הורידו את הרכב בהדרגה אל פני השטח על גבי נחת בעל שלוש רגליים. אבל עם הסקרנות הגדולה והכבדה יותר מלמעלה, הנחתת בעל שלוש רגליים תהיה יציבה מדי. וזה ידרוש רקטות חזקות יותר מזו של פיניקס, שעלולות ליצור מכתשים באדמה, מה שמקשה על הכביש לנסוע משם לאחר הנחיתה.

בסופו של דבר הצוות הגיע לפיתרון: מנוף שמיים. "אתה נשאר מחובר, יוצא יחד ועורך את כל הטיסה שלך, ואז ממש מעל לפני השטח, כשאתה בטיסה אנכית מושלמת, בצע את הפריסה", אומר סטילצנר.

המורכבות של רצף הנחיתה שאותם חזו מהנדסי JPL הייתה חסרת תקדים. ראשית, קפסולת החלל הנושאת את סקרנותה תזרוק את מגן החום שלה ותפרוס מצנח על-קולי, שיאט את ירידתו ל -200 קמ"ש. ואז מערך של ברגים יתפוצץ, ישחרר את הרצועה ויריד את הכביש - המחובר לציוד הנחיתה שלו - לנפילה חופשית למשך מספר שניות לפני שירה על דחפי טילים. ציוד הנחיתה היה מרחף בגובה של 60 מטר, ואילו מנוף הוריד את הכונן אל פני השטח באמצעות כבלים. לאחר שנחת הרודר, חותכי הכבלים היו מנתקים את הקישור ומאפשרים למנוף לזרוק את עצמו לפני שהוא מתרסק לאדמת המאדים המאובקים. לא פלא ששם הקוד לרצף EDL היה "Audacity."

***

נאס"א שקלה בקצרה מערכת מנוף שמיים דומה (המכונה "רובר על חבל") עבור משימת מאדים Pathfinder משנת 1997, אך גוננה את הרעיון מכיוון שרכב קשור יצטרך להתמודד עם כוחות מטוטלת וגזירת רוח על גבי כל האחרים בעיות. אך כאשר צוות ה- EDL של Curiosity ביצע את הניתוח שלו לעיצוב המחודש, "להפתעתנו המטוטלת התנהגה", אומר מיגל סן מרטין, מהנדס ראשי להדרכה, ניווט ובקרה.

ובכל זאת, היו אתגרים אחרים. בהתחשב בגודלו הגדול יותר, הרובר נזקק לנגיעה רכה וזה הצריך מערכת מכ"ם מדויקת לסריקה ולמיפוי השטח במהלך הירידה. צוות EDL בדק את הרדאר על ידי הרכבתו על מסוק - שכמו הנחת המוצעת היה מסוגל לרדת לאט ואז לרחף מעל פני השטח - באמצע מדבר Mojave בקליפורניה. כך הם גילו כי דיונות חול יכולות להוות בעיה עבור החיישנים העדינים במערכת הרדאר: הרוטור של המסוק הדביק גרגרי חול, ממש כמו שמאיצי הרקטות של הרובר עשויים לעשות על מאדים, ויוצר שגיאה גדולה במדידות. מעט היה יכול לעשות כדי לשנות את תכנון הרדאר עד אז, אך הם הצליחו להסביר את האפקט הזה בכיול שלהם.

למרות אמצעי הזהירות הללו, לא ניתן היה לבדוק מראש את כל רצף הנחיתה. הניסוי החי היחיד השלם היה המשימה עצמה, שעוקבה בחדר הבקרה של JPL ממרחק 352 מיליון מיילים.

ראשית, סקרנות נאלצה להוציא את החלק האחרון של הרקטה ("שלב השייט") שהניע אותה למאדים. בשלב זה היה צריך להיכנס לאטמוספירה של כדור הארץ בדיוק בזווית הנכונה כדי להימנע מבערה. היה עיכוב מחריף של תשע דקות לאחר ההפרדה משלב השייט לפני שחזר האות הראשון: הסקרנות הגיעה לפאתי האווירה של מאדים והתחילה לרדת. בתחילה, החדשות לא היו טובות: "בטא מחוץ לתחום קטסטרופלי." (תרגום: "הסקרנות נוטה יותר מדי לצד.")

לאחר ארבע דקות מתייסרות נוספות, הגיע האות הבא, המצביע על כך שהכל תקין. הסקרנות הגיעה לאווירה.

כעת החל רצף הירידה והנחיתה. המצנח נפרס, מגן החום נפרד ומערכת הרדאר סרקה את האדמה. דינמיקת טיסה ותפעול מוביל אלן חן, ששידר את ההצגה-לפי-מחזה, הודיע ​​על תחילת רצף מנוף השמיים. "אני כמו באמת?", נזכר סטלטנר. "תשע שנים וזה פשוט יקרה."

שלוש פיסות נתונים מכריעות שהיו צריכות להיכנס. ראשית, המשוטט היה שולח הודעה שמודיעה ליוצריה בכדור הארץ שהוא נחת בבטחה. הבא יהיה לאשר שהסקרנות לא נחתה על קיר מכתש או שנגררה לאורך השטח על ידי שלב הירידה המחובר עדיין. לבסוף, שלב הירידה היה צריך לעוף כמתוכנן, במקום לנחות על גבי הכביש ולמחץ את אנטנת ה- UHF שלו.

בזה אחר זה, ההודעות נכנסו.

"דלתא טנגו nominal."

"RIMU יציב."

"טוב UHF."

באותו רגע הודיע ​​חן, "Touchdown אישר, " כשפרצו תרועות בר. כל הרצף נעלם בקושי.

"תאר לעצמך לרוץ מרוץ במשך תשע שנים וסוף סוף אתה חוצה את קו הסיום, " אומר סטילצנר, שמודה כי לאחר התקופה הייתה תקופת הסתגלות קשה עבורו. "איך הגוף שלי מפסיק לרוץ? אני בטפטוף אדרנלין מזה עשור. איך אני חי ללא שחרור הורמוני הלחץ האיטי? "הפיתרון שלו: זרוק את עצמו לעיקול הלמידה התלול הבא. הוא הוצב למשימה חדשה, בעיצוב רכב המסוגל לא רק לאסוף דגימות על מאדים, אלא לארוז את הדגימות בצינורות אטומים הרמטית ולהעביר אותם חזרה לכדור הארץ. הוא גם חלק ממשימה אפשרית להציב נחת על אירופה, אחד מירחי יופיטר, שעם אוקיינוסים מתאן, פני השטח הקפואים ותקיעות קרינה עזות, הוא אפילו פחות מסביר פנים מאשר מאדים. עם זאת, שתי המשימות נמצאות בשלבים המקדימים הראשונים. "אני חושב שהוא עדיין מחפש את האתגר הגדול הבא שלו, " אומר לי.

סטלטנר עשוי להיות הפנים הציבוריות של מאמץ הסקרנות, אך הוא מאמין כי כל הצוות שלו הוא שגרם לנחיתה. "זה אחד הדברים היפים בהנדסה. זו אמנות שיתופית, "הוא אומר. "אנחנו רק התוצר של מה שאנחנו עושים כקבוצה." הוא ניסה להכין את הצוות שלו ליום בו הם יתפרקו. "ידעתי מחוויות הנחיתה הקודמות שלי שהקהילה היפה הזו שיצרנו הולכת למות באותו ערב ללא קשר לתוצאה, " הוא אומר. "אמרתי להם לאהוב אחד את השני באמת, לחיות ברגע ולשתות עמוק מהספל, כי הבחור הזה שאתה שונא כרגע, שונא את עצם הקול שלו - אתה מתגעגע אליו."