Изображение предоставлено NASA / JPL.
Мне было 26 лет, я никогда не работал над проектом полета, и все смотрели на меня. Каждый раз, когда я проходил мимо офиса проекта Pathfinder, Тони Спир, менеджер проекта, обнимал меня и говорил: «Привет всем, вся миссия на этом парне прямо здесь».
Нашей задачей было спроектировать и изготовить подушки безопасности для посадки Pathfinder на Марс - подход, который никогда не использовался ни в одной миссии. Подушки безопасности могут показаться простым, не требующим высоких технологий продуктом, но было очень приятно узнать, как мало мы о них знаем. Мы знали, что единственный способ выяснить, что нам нужно, - это создать прототипы и протестировать их. Мы просто не знали, насколько невежественными мы будем.
Подушки безопасности казались многим безумной идеей. Никто никогда не говорил этого, заметьте, но, казалось, было широко распространенное чувство, что подушки безопасности не сработают. «Мы позволим вам, ребята, уходить и дурачиться, пока вы не упадете на лицах». Это было невысказанное сообщение, которое я получал день за днем.
Все боялись использования этих гигантских подушек безопасности, потому что спускаемый аппарат погрузился бы в океан ткани, когда подушки безопасности сдулись. Я начал поиск решения с создания масштабных моделей подушек безопасности и спускаемого аппарата и пару месяцев играл с ними в моем офисе.
Я построил модели из картона и пластика и склеил их упаковочной лентой, которую я купил в магазине, а ленту в магазине тканей. Я использовал маленький надувной плот, который у меня был дома, чтобы накачать мои подушки безопасности. Снова и снова я заполнял миниатюрные подушки безопасности и затем позволял им сдуваться, наблюдая за тем, что произошло.
Я дурачился с дюжиной или более подходов, прежде чем, наконец, придумал что-то, что, как я думал, сработало Медленно, но верно мне пришла в голову идея использовать шнуры, которые зигзагообразно проходят через петли для ремня внутри подушек безопасности. Потяните за шнуры определенным образом, и шнуры вытянут всю ткань и удержат ее. Дождитесь, пока откроется посадочный модуль, пока все подушки безопасности не уберутся, и ткань не будет аккуратно заправлена внизу.
Тестирование в другом масштабе
После того, как мы создали крупномасштабные модели для проведения испытаний на падение, мы начали с простых вертикальных падений, сначала на 30 футов, а затем до 70 футов. Сумки работали хорошо, хотя было интересно наблюдать за тем, как они подпрыгивают, как гигантский шар. Люди начали понимать, что концепция может быть достаточно разумной. Но у нас все еще были наши сомневающиеся. Даже после того, как мы выяснили механику подушек безопасности, остался большой вопрос: как насчет скалистой марсианской местности?
Приземлившись на Марс, мы должны были принять все, что дала нам Мать-Природа. У Pathfinder не было бы взлетно-посадочной полосы. Чтобы смоделировать условия на Марсе, мы принесли большие лавовые камни размером с небольшой офисный стол. Они были настоящими лавовыми камнями, которые наши геологи вышли и собрали; если бы ты попытался справиться с одним из них, ты бы порезал руки.
Чем больше ландшафтных симуляций мы тестировали, тем больше мы начинали разрывать подушки безопасности. Вещи выглядели не очень хорошо. Мы снова поняли, что это та область, которую мы просто не поняли. Задача состояла в том, чтобы защитить слой мочевого пузыря, в основном внутреннюю трубу системы подушек безопасности, как можно меньшим количеством ткани, потому что проект не мог позволить себе просто бросить массу на проблему. Мы пробовали материал за материалом тяжелые кевлары и вектрансы, в том числе применяя их в десятках различных конфигураций к внешней стороне подушки безопасности.
В конечном счете, мы знали, что можем просто набрасывать все больше и больше материала и придумывать разумно работающую систему подушек безопасности, но вес этого решения пришел бы за счет чего-то другого, которым пришлось бы пожертвовать другим компонентом Pathfinder. Однако мы не собирались на Марс просто приземлиться там и сделать несколько снимков. Мы хотели пойти туда и заняться наукой, и нам нужны инструменты для этой науки. Таким образом, у нас была большая мотивация, чтобы создать самую низкую по массе и самую эффективную систему подушек безопасности, которую мы могли бы.
5, 4, 3, 2, 1
Каждое испытание стало чем-то вроде ритуала, потому что для подготовки системы потребовалось от восьми до десяти часов, включая транспортировку подушек безопасности в вакуумную камеру, подключение всей контрольно-измерительной аппаратуры, поднятие подушек безопасности до верхней части камеры, убедившись, что все камни были в нужном месте, и готовили сети.
Вакуумная камера, в которой мы проводили испытания на падение, потребляла столько энергии, что мы могли проводить испытания только посреди ночи. Как только двери вакуумной камеры были закрыты, потребовалось три или четыре часа, чтобы откачать камеру. В этот момент все либо обедали, либо отдыхали, а потом возвращались в полночь или в другое назначенное время. Затем у нас было еще 45 минут, чтобы просмотреть все контрольно-измерительные приборы, просмотреть контрольные списки и, в конечном счете, обратный отсчет.
Последние 30 секунд отсчета были мучительными. Все это ожидание, а затем и весь удар длились менее одной секунды.
Когда мы закончили дроп-тест, мы сразу поняли, был ли это успех или неудача. Брайан Муирхед, менеджер систем полетов, всегда настаивал на том, чтобы я немедленно позвонил ему, независимо от того, сколько было уже поздно. В 4 часа утра я позвонил ему домой и сообщил ему: «Брайан, мы провалили еще один тест».
За каждым тестом следовал бросок высокого давления, чтобы выяснить, что пошло не так, какой тест выполнить дальше, как починить сильно поврежденные пакеты и как одновременно включить любое новое «экспериментальное исправление», которое мы придумали. Как команда, мы согласовали курс действий, обычно в угрюмом, лишенном сна настроении за жирным завтраком в местной закусочной. Затем сотрудники ILC Dover будут выяснять любые новые рисунки, которые необходимо сгенерировать, а также детальное проектирование, чтобы швы и конструкции стежков могли выдерживать испытательные нагрузки. Нашим героем была наша свинцовая канализация, которая случайно шила лунные костюмы Нила Армстронга и Буз Алдрена. Она работала в не совсем идеальных условиях, пока мы спали, и превращали наши порой необычные идеи в реальность. Обычно на следующий день мы были готовы сделать все заново.
Тони Спир и Брайан понимали проблемы, с которыми мы столкнулись. Они знали, что над этим работает сплоченная команда, и я всегда информировал их о техническом прогрессе. Они всегда понимали, но это не значит, что они всегда были счастливы.
Вернуться к доске для рисования
Мы сказали: «Хорошо, давайте начнем проводить анализ, компьютерное моделирование подушек безопасности и воздействия на камни». В то же время мы расширили нашу программу испытаний, чтобы понять, как оптимизировать этот слой абразивного износа подушки безопасности.
Оказалось, что время, деньги и усилия, которые мы потратили на компьютерное моделирование, не окупились. Хотя мы запустили самые сложные программы, доступные еще в 1993 и 1994 годах, результаты не помогли нам спроектировать слой истирания. Нам пришлось положиться на наши прототипы.
Проведя десятки испытаний на падение, изучив данные и изучив происходящее, мы начали понимать, что один слой тяжелого материала не является решением. Несколько слоев легкого материала могут оказаться сильнее.
Мы были вынуждены принять решение об окончательном дизайне абразивного слоя, чтобы выполнить запланированные испытания на падение квалификации. С точки зрения космического корабля, это должно быть последним тестом, который вы проводите, чтобы квалифицировать ваш окончательный проект. К тому времени, когда вы дойдете до этого момента, не должно быть никаких сомнений в том, что у вас есть полностью функционирующая система, которая отвечает всем требованиям миссии. Предполагается, что это процесс проверки, что система готова к полету. Проблема заключалась в том, что на тот момент мы все еще имели частичный успех; у нас никогда не было 100% оценки на наших тестах на падение.
Прилетев, чтобы посмотреть последний тест на падение, мой самолет задержался. Один из моих коллег в испытательном центре позвонил мне и спросил: «Вы хотите, чтобы мы вас ждали?» Я сказал ему: «Нет, продолжай».
Когда я добрался до объекта, испытательной бригады там не было. Я вошел в диспетчерскую и столкнулся с парнем, который обрабатывает видеокассеты. "Так что случилось?" Я спросил его. «Вы, ребята, сделали тест?» Он указал на видеомагнитофон и сказал: «Видео там. Просто идите вперед и нажмите кнопку воспроизведения ».
Итак, я нажал на игру. На видео вниз падает воздушная подушка, она падает на платформу и взрывается катастрофически. Мое сердце замерло. Мы не собирались это делать. Но потом я понял, что в видео, которое я только что посмотрел, было что-то странно знакомое. В одно мгновение это пришло ко мне; они вставили видеозапись с нашего худшего теста на падение. Практическая шутка могла означать только одно: у нас был успешный тест на падение, и мы, наконец, были в порядке.
Первоисточник: NASA / JPL Story
