Źródło zdjęcia: NASA / JPL
Oto miałem: 26 lat, nigdy wcześniej nie pracowałem nad projektem lotniczym i wszystkie oczy były skierowane na mnie. Za każdym razem, gdy przechodziłem przez biuro projektu Pathfinder, Tony Spear, kierownik projektu, obejmował mnie ramieniem i ogłaszał: „Cześć wszystkim, cała misja jedzie tutaj na tego faceta”.
Naszym zadaniem było zaprojektowanie i zbudowanie poduszek powietrznych do lądowania Pathfindera na Marsie, którego nigdy nie używano w żadnej misji. Poduszki powietrzne mogą wydawać się prostym, mało zaawansowanym technologicznie produktem, ale odkrywanie, jak mało wiemy o nich, okazało się otwarte. Wiedzieliśmy, że jedynym sposobem, aby dowiedzieć się, czego musimy się nauczyć, było zbudowanie prototypów i przetestowanie ich. Po prostu nie wiedzieliśmy, jak bardzo będziemy ignorantami.
Poduszki powietrzne wielu ludziom wydawały się szalonym pomysłem. Nikt nigdy tego nie powiedział, pamiętajcie, ale wydawało się, że powszechne jest uczucie, że poduszki powietrzne nie będą działać. „Pozwolimy wam odejść i wygłupiać się, aż padniecie na twarze”. To była niewypowiedziana wiadomość, którą otrzymywałem dzień po dniu.
Wszyscy obawiali się, że skorzystają z tych gigantycznych poduszek powietrznych, że lądownik zostanie pochowany w oceanie tkanin, gdy poduszki powietrzne zostaną wypuszczone. Zacząłem szukać rozwiązania, budując modele poduszek powietrznych i lądownika w małej skali i przez kilka miesięcy bawiłem się nimi w biurze.
Modele zbudowałem z kartonu i plastiku i okleiłem taśmą pakunkową, którą dostałem ze sklepu ze sprzętem i wstążką ze sklepu z materiałami. Użyłem małego nadmuchiwacza tratwy, który miałem w domu, aby napompować moje modelowe poduszki powietrzne. W kółko napełniałem miniaturowe poduszki powietrzne, a następnie pozwalałem im się opróżniać, obserwując, co się stało.
Wygłupiałem się z kilkunastoma podejściami, zanim w końcu wymyśliłem coś, co moim zdaniem działało. Powoli, ale pewnie, wpadłem na pomysł użycia sznurków, które zygzakują przez szlufki w poduszkach powietrznych. Pociągnij za sznurki w określony sposób, a sznury wciągną cały materiał i go zatrzymają. Poczekaj, aż otworzysz lądownik, aż wszystkie poduszki powietrzne się cofną, a materiał będzie schowany dokładnie pod spodem.
Testowanie w innej skali
Po zbudowaniu modeli na dużą skalę do przeprowadzania testów upadków, zaczęliśmy od prostych spadków pionowych, najpierw na 30 stóp, a następnie na 70 stóp. Worki spisały się dobrze, choć interesujący był sposób, w jaki odbijały się jak gigantyczna kula. Ludzie zaczęli zdawać sobie sprawę, że koncepcja może być rozsądna. Ale nadal mieliśmy naszych wątpiących. Nawet po tym, jak opracowaliśmy mechanikę poduszek powietrznych, pozostało duże pytanie: co z kamienistym terenem marsjańskim?
Lądując na Marsie, musieliśmy zaakceptować wszystko, co dała nam Matka Natura. Pathfinder nie miałby lądowiska. Aby zasymulować warunki na Marsie, przynieśliśmy duże skały lawowe wielkości małego biurka. Były to prawdziwe skały lawowe, które nasi geolodzy wybrali i wybrali; jeśli spróbujesz poradzić sobie z jednym z nich, rozetniesz sobie ręce.
Im więcej symulacji krajobrazowych przetestowaliśmy, tym bardziej zaczęliśmy podrywać poduszki powietrzne. Sprawy nie wyglądały dobrze. Po raz kolejny zdaliśmy sobie sprawę, że był to obszar, którego po prostu nie rozumieliśmy. Wyzwanie polegało na ochronie warstwy pęcherza, zasadniczo wewnętrznej rurki systemu poduszek powietrznych, przy użyciu możliwie jak najmniejszej ilości materiału, ponieważ projekt nie mógł sobie pozwolić tylko na masę przy problemie. Próbowaliśmy materiał po materiale, między innymi Kevlars i Vectrans, stosując je w dziesiątkach różnych konfiguracji na zewnątrz poduszki powietrznej.
W końcu wiedzieliśmy, że możemy po prostu wrzucać coraz więcej materiałów i wymyślić rozsądnie działający system poduszek powietrznych, ale ciężar tego rozwiązania musiałby kosztować coś innego, co musiałoby zostać poświęcone innemu składnikowi Pathfindera. Nie jechaliśmy jednak na Marsa, żeby tam wylądować i zrobić kilka zdjęć. Chcieliśmy tam iść i robić naukę, a my potrzebowaliśmy instrumentów, aby to robić. Było więc wiele motywacji, aby wymyślić system poduszek powietrznych o najniższej masie i wydajności, jaki mogliśmy.
5, 4, 3, 2, 1
Każdy test stał się rytuałem, ponieważ przygotowanie systemu zajęło od ośmiu do dziesięciu godzin, w tym transport poduszek powietrznych do komory próżniowej, podłączenie całego oprzyrządowania, uniesienie poduszek powietrznych na szczyt komory, upewnienie się, że wszystkie skały były we właściwym miejscu i przygotowywały sieci.
Komora próżniowa, w której przeprowadziliśmy testy zrzutu, zużyła tyle mocy, że mogliśmy ją przetestować tylko w środku nocy. Po zamknięciu drzwiczek komory próżniowej pompowanie komory trwało trzy lub cztery godziny. W tym momencie wszyscy albo przerwali obiad, albo poszli odpocząć, zanim wrócą o północy lub o dowolnej innej wyznaczonej godzinie. Potem mieliśmy kolejne 45 minut na przejrzenie wszystkich instrumentów, przejrzenie list kontrolnych, a następnie odliczanie.
Ostatnie 30 sekund odliczania były dręczące. Całe to oczekiwanie, a potem cały wpływ trwał krócej niż sekundę.
Kiedy zakończyliśmy test upadku, od razu wiedzieliśmy, czy to sukces, czy porażka. Brian Muirhead, kierownik systemu lotów, zawsze nalegał, żebym natychmiast do niego zadzwonił - bez względu na to, jak późno było. O 4 rano zadzwoniłbym do niego do jego domu i musiałem przekazać mu wiadomość: „Brian, nie zdaliśmy kolejnego testu”.
Po każdym teście nastąpiła gorączka pod wysokim ciśnieniem, aby dowiedzieć się, co poszło nie tak, jaki test przeprowadzić w następnej kolejności, jak naprawić mocno uszkodzone torby i jak jednocześnie uwzględnić każdą nową „eksperymentalną poprawkę”, którą wymyśliliśmy. Jako zespół ustaliliśmy sposób działania, zwykle w opryskliwym, pozbawionym snu nastroju przy tłustym śniadaniu w lokalnej restauracji. Następnie ludzie z ILC Dover odkryli wszelkie nowe wzory, które musiałyby zostać wygenerowane, a także szczegółową inżynierię, aby zapewnić, że szwy i projekty ściegów wytrzymają obciążenia testowe. Naszym bohaterem był nasz główny kanał ściekowy, który przypadkowo uszył szaty księżycowe Neila Armstronga i Buza Aldrena. Pracowała w mniej niż idealnych warunkach, podczas gdy my spaliśmy i przekształcaliśmy nasze czasem niezwykłe pomysły w rzeczywistość. Zwykle następnego dnia byliśmy gotowi, by to wszystko zrobić od nowa.
Tony Spear i Brian zrozumieli wyzwania, przed którymi stoimy. Wiedzieli, że mamy solidny zespół pracujący nad tym i zawsze informowałem ich o postępie technicznym. Zawsze rozumieli, ale to nie znaczy, że zawsze byli szczęśliwi.
Powrót do tablicy kreślarskiej
Powiedzieliśmy: „OK, zacznijmy od analizy, komputerowego modelowania poduszek powietrznych i zderzenia z kamieniami”. Jednocześnie rozszerzyliśmy nasz program testowy, aby zrozumieć, jak zoptymalizować tę warstwę ścieralną poduszki powietrznej.
Okazało się, że czas, pieniądze i wysiłek włożony w modelowanie komputerowe się nie opłaciły. Chociaż uruchomiliśmy najbardziej zaawansowane programy dostępne w 1993 i 1994 roku, wyniki nie pomogły nam zaprojektować warstwy ścieralnej. Musieliśmy polegać na naszych prototypach.
Po przeprowadzeniu dziesiątek prób upuszczenia, przejrzeniu danych i przestudiowaniu tego, co się dzieje, zaczęliśmy zdawać sobie sprawę, że jedna warstwa ciężkiego materiału nie jest rozwiązaniem. Wiele warstw lekkiego materiału może okazać się mocniejsze.
Byliśmy zmuszeni zdecydować o ostatecznym projekcie warstwy ściernej, aby spełnić nasze zaplanowane testy spadkowe kwalifikacji. Mówiąc o statku kosmicznym, ma to być ostatni test, który przeprowadzisz, aby zakwalifikować swój ostateczny projekt. Zanim dotrzesz do tego punktu, nie powinno być żadnych wątpliwości, czy masz w pełni funkcjonujący system, który spełnia wszystkie wymagania misji. To ma być proces sprawdzania, czy system jest gotowy do lotu. Problem polegał na tym, że w tym momencie wciąż odnosiliśmy jedynie częściowy sukces; nigdy nie mieliśmy tej oceny A +, 100% na żadnym z naszych testów zrzutowych.
Przylatując, by obejrzeć ostatni test zrzutu, mój samolot był opóźniony. Jeden z moich kolegów z ośrodka testowego zadzwonił i zapytał: „Czy chcesz, żebyśmy na ciebie czekali?” Powiedziałem mu: „Nie, śmiało”.
Kiedy dotarłem do obiektu, ekipy testowej tam nie było. Wszedłem do pokoju kontrolnego i wpadłem na faceta, który przetwarza kasety wideo. "Więc co się stało?" Zapytałem go. „Czy zrobiliście test?” Wskazał na magnetowid i powiedział: „Film jest tam. Po prostu idź dalej i naciśnij play. ”
Więc uderzyłem grać. W filmie pojawia się poduszka powietrzna, która uderza na platformę i katastrofalnie eksploduje. Moje serce utonęło. Nie zamierzamy tego zrobić. Ale potem zdałem sobie sprawę, że w wideo, które właśnie oglądałem, było coś dziwnie znajomego. W jednej chwili doszło do mnie; włączyli taśmę wideo z naszego najgorszego testu upuszczenia. Praktyczny żart może oznaczać tylko jedno: przeszliśmy pomyślnie test upadku i wreszcie mogliśmy zacząć.
Oryginalne źródło: NASA / JPL Story
