A Curiosity rover Marsra történő leszállásához vezető napokban és órákban a tévében gyakran láthatták Adam Steltzner-t, a globálisan várt esemény egyik kulcsszereplőjét, és elmagyarázta a fizikát, amikor óvatosan elhelyezik egy tonnás robotot, amely 13200 mérföldenként halad. egy óra alatt a bolygó sziklás szétszórt felületére. A Curiosity 2, 5 milliárd dolláros küldetés volt, több száz tudós és mérnök bevonásával, de Steltzner lett a nyilvános arca, és sok mindent elkészített az ő személyes stílusa, az ápolt hajától a nagy övcsatokig és a csípős cowboy csizmáig - a szikla divatos értelme. csillag, amire egyszer vágyakozott, és távoli síkban áll, központi casting szempontjából, amire az emberek gondolkodtak, mint a NASA szokásos mérnökei regaliumai.
Ebből a történetből
[×] BEZÁR
Adam Steltzner lehet a Curiosity erőfeszítéseinek nyilvános arca, ám ragaszkodik hozzá, hogy az egész csapata vonta le a leszállást. (Összetett fénykép: NASA képek; Brian Smale fotó illusztráció) 
Steltzner rock zenekarokban játszva találta meg a hívását. Egy este egy hazafelé haladva kíváncsi lett, miért költözött az Orion csillagkép. (Seltzner Adam gyűjtemény) 
A rover ejtőernyőjének telepítésének ünnepe. (Bill Ingalls / NASA) 
Steltzner és csapata hősök fogadására kerül sor a leszállás utáni sajtótájékoztatón. (Bill Ingalls / NASA) 
A művész megjelentette az „égdaru”, amely csökkentette a kíváncsiságot a Mars felszínén. A teljes leszállási sorozat kódneve „Audacity” volt (NASA / JPL-Caltech). 
Képgaléria
Aztán eljött az igazság pillanata. A Steltzner csapata által kidolgozott és koreográfált bonyolult manőver-sorozat csökkentette a leereszkedő rover sebességét, amíg biztonságosan le nem lehetett engedni a talajra egy lebegő, rakétaüzemű, égboltdarunak nevezett lövedékkel. Steltznerét, akárcsak a bolygó más milliói számára, idegesen figyelték a monitorra, bár az ő esetében a tízéves intenzív mérnöki munka csúcspontja volt, nem pedig a NASA felsőbbrendű lobbizása, hogy látása egy lövés.
"Gondolkodásomban arra vártam, hogy valami rosszul forduljon elő" - mondja Steltzner. "Ésszerűen magabiztos voltam és félelmetem érzelmileg."
Nem volt egyedül. John Holdren, a Fehér Ház tudományos tanácsadója állítólag annyira aggódott, hogy szinte fizikailag beteg volt. A Mars az űrkutatás Bermuda háromszöge. Az emberi lényeknek a Vörös Bolygóra küldött 41 küldetéséből csak 15 volt sikeres. Például 1999-ben a NASA Mars Climate Orbiter szétesett a légkörben - ez a hiba később a metrikus és az angol mérési egységek közötti műszaki eltérésnek tulajdonítható.
A kíváncsiság leszállása megengedte a zéró hibahatár elérését. És a föld és a Mars közötti rádió késés miatt a mérnökök nem voltak képesek valós időben irányítani az űrhajót. Ehelyett a Curiosity autonóm módon kezeli a süllyedést - mindegyik másodperces osztott manővert több mint 500 000 számítógépes kód diktálja. A NASA a hét percnyi terrornak hívta a vállalkozást.
Steltzner emlékeztet nekem a fehércsukló élményre egy hevesen forró nyári napon otthonában, Altadenában, Kaliforniában, nem messze a NASA sugárhajtómű-laboratóriumának (JPL) irodájából. Ma legfiatalabb lánya, Olive, beteg, és feleségével távol van, az 50 éves Steltzner otthonról dolgozik, és hétköznapiabb megjelenést - pólót, rövidnadrágot és szandált - sportol, bár a rockabilly haj még mindig bizonyított.
A Curiosity sikeres leszállítása 2012. augusztusában - a média spekulációja után, hogy vajon az „őrült” terv működni fog-e - és egy nagyon szükséges adag nyilvános túlélést biztosított abban az időben, amikor úgy tűnt, mintha az űrprogram legjobb napjai mögötte lennének. "Bizonyítja, hogy még a leghosszabb esélyek sem felelnek meg a találékonyság és az elszántság egyedülálló keverékének" - mondta Barack Obama elnök. Vagy amint Stephen Colbert kijelentette: „Mi Mars'd it!” A rover a legnagyobb, legkifinomultabb jármű, amelyet valaha egy másik bolygóra küldtek. A 17 fényképezőgépével a Curiosity elkészítette a Mars legfigyelemreméltóbb képeit (beleértve egy szelfi képet). Fúróval és egy egymillió wattos lézerrel felszerelve a rover nem hagy kőt megfordítatlanul (vagy nem párologtatva), mivel a bolygó kémiai és geológiai tulajdonságait vizsgálja. Felfedezett egy ősi folyóágyat és kémiai vegyületeket - például szén, hidrogén és oxigén -, amelyek az élethez szükségesek. A mobil laboratórium a 0.9 km / h sebességgel elindulva első tavasszal eléri elsődleges rendeltetési helyét, és lassan felmászik a Sharp hegy lábára, egy három mérföld magas csúcsra, amely agyag üledékekben gazdag, és amely régóta keresett válaszokat adhat a bolygó éghajlatának történetéről. .
És ezeket a káprázatos történelmi tudományos és műszaki látványosságokat egy srác tette lehetővé, aki meghiúsította a középiskolai geometriát.
***
Steltzner Kaliforniai Marin megyében nőtt fel, San Francisco-tól északra, egy önmagában leírt kiváltságos gyermek. „A szüleim nem dolgoztak” - mondja. „Apám az volt a vége, amely a Schiller fűszeripari társaságtól örökölt romló gazdagságot vonta be.” Egy ilyen gyermekkumnak megvannak a maga előnyei, de van egy sötét oldala is. „Örökölt gazdagság” - mondja Steltzner - „azt jelenti, hogy a múlt mindig jobb, mint a jövő” - a gyermek pszichológiailag elmosódott kilátása. Az egyetlen szférában lázadott, makacsul elutasítva a középiskolai órákban való részvételt, kivéve a drámaórát és a kapcsolódó színházi programot. Idősebb éve alatt éppen annyi iskolai munkát végzett, hogy befejezze a diplomát, bár soha nem zavarta, hogy megszerezze középiskolai diplomaját.
Apja összehúzta a kezét és kijelentette, hogy fia soha nem lesz több, mint árokásó. A következő néhány évben Steltzner mindent megtett, hogy igazolja őt. Rövid élettartama után a bostoni Berklee Zeneművészeti Főiskolán visszatért a Bay Area-ba, basszusgitárral játszva különféle helyi rock együttesekben. De nyugtalannak és elégedetlennek érezte magát. Felismerte egy zavaró tendenciát önmagában: találna egy tevékenységet, amelyet élvez, de amikor ez komolyvá válik és elkötelezettséget igényel, érdeklődése jelezni fogja. „Felébresztettem, hogy arra készültem, hogy várjak apám meghalására és pénzt örökölni” - mondja. „Nem tetszett neki az ötlet. Éhes voltam a valódi értelmet illetően.
Az útját egy roppán őszi éjszaka találta meg egy koncert után, miközben hazafelé hajtott az Aranykapu híd felett - egy olyan útvonalról, amely gyönyörű kilátást nyújt az Orion csillagképére. Észrevette, hogy Orion nem volt ugyanabban a helyen, mint este korábban, és úgy döntött, hogy többet megtud, miért mozognak a csillagok. A helyi közösség főiskolai csillagászati kurzusára beiratkozott, és előfeltételként elméleti fizikai kurzust vett igénybe.
Apjától eltérően, akit Steltzner intellektuális diletantának ír le, amely az absztrakt ötletek álmodozó világában él, Steltzner gyakorlati hajlammal rendelkezik. A fizika felé vonzódott, a kézzelfogható szabályokkal, amelyek az univerzum működéséről szólnak, és a mérnöki munkával, ezeknek a szabályoknak a valós problémákra való alkalmazására. „Itt volt alapkőzet” - mondja Steltzner, és olyan tudományterülettel és céllal folytatta magát, amelyben fizikát, matematikát és mérnököt tanulmányozott, és amelyet nem tudott, hogy rendelkezik. „Szerzetes lettem, hogy megtanuljam ezt a szart” - mondja, haját buzzra vágva és barna rizsre támaszkodva. "Úgy gondoltam, mint az életem megmentője."
Steltzner mérnöki diplomát szerzett a Davis-i Kaliforniai Egyetemen és 1991-ben a Caltech alkalmazott mechanikája mesterképzését. Első munkahelyét hideghívású JPL-tudósok révén szerezte, amíg valaki be nem egyezett az űrhajók szerkezetével és a dinamikával foglalkozó csoportban. . Végül a Wisconsin-Madison Egyetemen szerezte műszaki mechanika doktorátust, a tanév során távolról dolgozott a JPL-nél.
„Amikor először találkoztam Ádámmal, emlékeztetett nekem Elvis Presley-re” - mondja Gentry Lee, a JPL napenergia-feltárási programjának főmérnöke. Azonnal hozzákapcsolta Steltznerét, mint egy rokon szellemet: „Az egyik kreatív ember, aki nem akarja, hogy elmondják, mit kell tenni, és nem feltétlenül akarja követni a szabályokat.” Lee úgy véli, hogy a laboratórium kihívást jelent Steltznerre anélkül, hogy kreativitását kimerítené, vagy a személyes stílusa. „Úgy gondolom, hogy régen valaki rájött, hogy ha olyan helyet szeretne látni, amely egyedülálló mérnöki feladatokat lát el, akkor jobban gondoskodjon arról, hogy ne szorongassa az embereket túl szorosan, különben nem képes elvégezni a munkát. ”
A maga részéről Steltzner örömmel veszi tudomásul, hogy a laboratórium olyan kultúrát támogat, amely „felfedi az igazságot. Nincsenek szent tehenek, nincs dogmatika. ”Míg sok mérnök inkább a szakterületen szerezzen ismereteket, majd ragaszkodjon ahhoz, amit tud, Steltzner inkább azt választja, amit„ a tanulási görbe meredek végének ”nevez. Kiemelte magának a rést, mint a srác, aki tiszteletben tartotta a soha nem precedenst adó technikai feladatokat és problémákat: „Az emberek elkezdték mondani:„ Ez furcsa, adjuk ezt Ádámnak, és nézzük meg, mit tehet vele. ”
Kiderült, hogy ajándékot kapott a vezetés számára is, aki látta, hogy az egyes darabok hogyan illeszkednek egy egészbe. Tehát Steltzner-t úgy választották, hogy vezesse a gépészmérnöki csoportot a Curiosity belépési, leszállási és leszállási (EDL) rendszerének fejlesztésére - kihívás, mert a rover mérete miatt a korábbi küldetésekhez kifejlesztett módszerek nem működnek.
Steltzner és csapata három napig ötletbörze volt 2003-ban. A NASA ugyanazon év elején két másik Mars-rovert - Szellem és Opportunity - indított, amelyek mindegyike 400 fontot tett ki. A JPL mérnökei beépítették a rovereket légzsákba, lehetővé téve számukra a leszállást a bolygó felületére ugrálva, majd ütközésig gurulva az ütések eloszlatására. De ez a megközelítés nem működne a Curiosity számára, amely ötször tömegebb, mint a Lélek vagy a Lehetőség. A szükséges légzsákok túl nehézek lennének, és ezért túl költségesek lennének a bevezetéshez. Az ütés sok port is felszív, veszélyeztetve mind a rover, mind az érzékeny műszereket.
Aztán Steltzner és csapata megvizsgálta azt a megközelítést, amelyet a 700 fontos Mars Phoenix Lander számára terveztek, amelyet 2007-ben indítottak a bolygó északi pólusának tanulmányozására. A lökhárító rakéták fokozatosan leeresztették a járművet a felszínre egy háromlábú landoló tetején. De ha a tetején a nagyobb, nehezebb Curiosity lenne, a háromlábú landó túl instabil lenne. És ehhez erősebb rakétákra lenne szükség, mint a Phoenixénél, amelyek krátereket hozhatnak létre a talajban, megnehezítve a rover számára a leszállás után eljutni.
Végül a csapat megoldást talált: égdaru. "Maradjon ragaszkodva, kijön együtt, és elvégzi az összes repülését, majd közvetlenül a felszín felett, amikor tökéletes függőleges repülése van, végezze el a telepítést" - mondja Steltzner.
A JPL mérnökei által látott leszállási sorrend bonyolultsága példátlan volt. Először, a Curiosity-t hordozó űrtartalmú kapszula kiadja a hőpajzsát, és egy szuperszonikus ejtőernyőt helyez el, amely lelassulását 200 mph-ra lelassítja. Ezután egy sor csavar robbant fel, engedve el a csapot, és a futóműhöz csatlakoztatott rover néhány másodpercre szabadra esik, mielőtt a rakéta tolóerejét lövöldöznék. A futómű 60 láb tengerszint feletti magasságban mozogna, miközben egy daru kábelekkel leengedte a roverot a felszínre. Miután a rover leszállt, a kábelvágók levágják a láncot, lehetővé téve, hogy a daru elrohanjon, mielőtt összeomlik a poros marsi talajban. Nem csoda, hogy az EDL szekvencia kódneve „Audacity” volt.
***
A NASA röviden megfontolta egy hasonló égdaru-daru rendszert (amelyet rovernek egy kötélen neveznek) az 1997. évi Mars Pathfinder küldetés során, ám elhagyta az ötletet, mert a rögzített járműnek minden más tetején ingaerőkkel és szélnyírással kell szembenéznie. problémákat. De amikor a Curiosity EDL csapata elvégezte a megújult terv elemzését: „Meglepetésünkre az inga viselkedett” - mondja Miguel San Martin, az irányítás, navigáció és irányítás főmérnöke.
Ennek ellenére voltak más kihívások is. Tekintettel a nagyobb méretére, a rovernek lágy érintésre volt szüksége, és ehhez pontos radarrendszerre volt szükség a terep letapogatásának és térképének leereszkedésekor. Az EDL csapata úgy vizsgálta meg a radarot, hogy egy helikopterre szerelte - amely - akárcsak a javasolt leszálláshoz - képes volt lassan ereszkedni és aztán a felszín fölé lebegni - Kaliforniai Mojave-sivatag közepén. Így fedezték fel, hogy a homokdűnék problémát jelentenek a radarrendszer érzékeny érzékelőinek: A helikopter forgórésze homokszemcséket adagolt fel, ugyanúgy, mint a rover rakétaerősítői a Marson, ami nagy hibát okoz a mérésekben. Kevés volt, amit akkor tudtak tenni, hogy megváltoztassák a radar kialakítását, de kalibrálásuk során képesek voltak ezt a hatást figyelembe venni.
Ezen óvintézkedések ellenére lehetetlen volt előre megvizsgálni a teljes leszállási sorrendet. Az egyetlen teljes élő kísérlet maga a küldetés volt, amelyet a JPL vezérlőtermében megfigyelték 352 millió mérföld távolságban.
Először a Curiositynak ki kellett dobnia a rakéta utolsó szakaszát (a „hajózási szakasz”), amely a Mars felé hajtotta. Ezen a ponton a derékszögben be kellett lépnie a bolygó légkörébe, hogy elkerülje az égést. A hajózási szakasz különválasztása után félelmetes kilenc perc késés történt, mielőtt az első jel visszajött volna: A kíváncsiság megérkezett a marsi légkör szélére, és kezdte leereszkedését. Kezdetben a hír nem volt jó: „A béta katasztrófának nem felel meg.” (Fordítás: „A kíváncsiság túlságosan oldalra billen.”)
Egy újabb négy perc múlva a következő jel jött, jelezve, hogy minden normális volt. A kíváncsiság a légkörön keresztül jutott rá.
Most kezdődött a leszállási és leszállási sorrend. Az ejtőernyő kiállt, a hőpajzs elválasztott és a radarrendszer átvizsgálta a talajt. A repülési dinamika és a műveletek vezetője Allen Chen, aki a play-by-play-ot közvetítette, bejelentette az égdaru daru sorozatának kezdetét. - Valóban olyan vagyok? - emlékszik vissza Steltzner. "Kilenc év, és ez csak meg fog történni."
Három lényeges adat szükséges, hogy bejussanak. Először: a rover egy üzenetet küld, amelyben azt mondja az alkotóinak, hogy visszatért a Földre, hogy biztonságosan landolt. Ezután megerősítjük, hogy a Curiosity nem landolt a kráter falán, vagy hogy a még mindig csatlakoztatott leszállási szakasz húzta a felszínen. Végül a leszállási szakasznak a tervek szerint kellett repülnie, ahelyett, hogy a rover tetejére landolt volna, és UHF-antennáját összetörni kellett volna.
Az egyes üzenetek bejöttek.
- Tango delta nominális.
“RIMU stabil.”
"UHF jó."
Végül Chen bejelentette: „A Touchdown megerősítette”, ahogy a vad éljenzés tört ki. Az egész sorozat alig hajtott végre.
„Képzelje el, hogy kilenc éven keresztül versenyt futtat, és végül átlép a célvonalon” - mondja Steltzner, aki elismeri, hogy a következmények nehéz alkalmazkodási időszakot jelentettek számára. „Hogyan állítja le a testem a futást? Egy évtizeden keresztül adrenalin csöpögtem. Hogyan élhetek anélkül, hogy a stressz hormon lassan felszabadulna? ”Megoldása: dobja el magát a következő meredek tanulási görbe felé. Egy új küldetésnek nevezték ki, amelynek célja egy olyan jármű tervezése, amely nemcsak mintákat vesz a Marson, hanem azokat hermetikusan lezárt csövekbe csomagolja és visszaviszi a Földre. Az egyik lehetséges küldetés része, hogy egy földelt lerakóhelyet helyezze az Europaba, a Jupiter holdainak egyikébe, amely metán óceánjaival, jeges felületével és intenzív sugárzási robbantásával még kevésbé vendégszerető, mint a Mars. Mindkét misszió azonban a legkorábbi előzetes szakaszban van. "Azt hiszem, még mindig keresi a következő nagy kihívást" - mondja Lee.
Lehet, hogy Steltzner a Curiosity erőfeszítéseinek nyilvános arca, ám ragaszkodik hozzá, hogy az egész csapata vonta le a leszállást. „Ez az egyik legszebb dolog a mérnöki munkában. Ez együttműködő művészet ”- mondja. „Csak annak eredménye vagyunk, amit csoportként csinálunk.” Megpróbálta felkészíteni a csapata arra a napra, amikor szétszórták őket. "Korábbi leszállási tapasztalataimból tudtam, hogy ez a gyönyörű közösség, amelyet létrehoztunk, aznap este meghal, függetlenül az eredménytől" - mondja. "Azt mondtam nekik, hogy igazán szeretnek egymást, éljenek abban a pillanatban és igyanak a pohár mélyén, mert az a fickó, akit jelenleg utálsz, utálja a hangjának nagyon hangját - hiányozni fog tőle."
