Восстание машин отменяется! Мифы о роботизации - Дэвид Минделл

Вскоре Масгрейв и Хоффман открыли большие створки в борту телескопа-спутника, и Хоффман забрался внутрь. Работая подобно механику, обслуживающему автомобиль, Хоффман демонтировал несколько модулей, в которых гироскопы вышли из строя, и заменил их новыми.

Под конец рабочего дня, когда Масгрейв уже занимался другой задачей, Хоффман попытался закрыть эти створки – это была операция, хорошо отработанная им в гидролаборатории. «И вот, я закрываю створку, поворачиваю защелку и перемещаюсь вверх, чтобы запереть задвижку…» Но створка не закрылась. Хоффман вызвал Масгрейва, который, появившись, обнаружил, что может придерживать верхнюю часть створки, но запереть задвижку не в состоянии. «Нам требовалось пять рук, – вспоминал раздосадованный Хоффман, – а у нас было лишь четыре на двоих».

Чтобы решить проблему, они задействовали всю свою широкую сеть помощников, описав проблему инженерам на Земле, рассказав и показав обстановку в переданных цифровых фотографиях. Распределенная команда выработала решение – использовать устройство для фиксации полезной нагрузки, своего рода грузовой строп, чтобы мало-помалу прижать створку. Наконец она закрылась. Астронавты провели вне корабля почти восемь часов – только один выход в открытый космос в истории NASA длился дольше. По словам Хоффмана, он за это время устал умственно, не физически.

На следующий день астронавты Томас Эйкерс и Кэти Торнтон заменили поврежденные солнечные батареи космического телескопа. Кроме того, они с большой осторожностью установили на место аппаратуру COSTAR – сборку корректирующей оптики, предназначенной для компенсации главного оптического дефекта «Хаббла».

На шестые сутки полета, работая в ночное время в свете прожектора, бьющего из грузового отсека шаттла, Хоффман и Масгрейв заменили широкоугольную планетарную камеру телескопа. Вновь совершив перемещение на конце руки-манипулятора, управляемой Николлье, и воспользовавшись помощью парящего рядом Масгрейва, Хоффман извлек инструмент размером с концертный рояль из корпуса телескопа. Он поместил его в специальный фиксатор в отсеке полезной нагрузки и повторил процесс в обратном порядке с новой камерой, остро ощущая, что если он тряхнет или испачкает ее, то испортит все будущие снимки «Хаббла».

Еще три дня подобной акробатики потребовалось, чтобы заменить электронику приводов солнечных батарей и другие части аппарата. После кое-каких проверок Николлье снова ухватил телескоп манипулятором и затем выпустил его в открытый космос.

Масгрейв, рассказывая об этой миссии, оперировал терминами «хореография» и «балет», чтобы описать весь неторопливый и грациозный процесс пространственно-временного перемещения элементов, в котором недопустимы были ошибки. Он говорил, что астронавты сыграли роль деликатных связок между большими частями целой системы, состоявшей из телеуправляемых робототехнических средств и людей: «Мы просто глаза и руки, и мы – рабочие органы ЦУПа». Пилот шаттла Кэн Бауэрсокс назвал этот полет «уроком труда для пилотов и бортинженеров». Кроме того, напряжения добавлял тот факт, что в любой момент что-нибудь могло пойти не так, и тогда результаты оказались бы опасными, плачевными или дорогостоящими.

Миссия STS-61 ознаменовалась успехом, который позволил «Хабблу» стать самым продуктивным аппаратом в истории NASA, получить изображения объектов древнейшей Вселенной, измерить ее размеры и возраст, пронаблюдать возникновение инозвездных планетных систем и других явлений, открытие которых заставило переписать учебники астрономии.

Первый ремонт телескопа имени Хаббла был не просто хирургической операцией, потребовал не одной лишь ловкости человеческих рук, а стал результатом совместных действий людей и элементов роботизации. Человек на конце манипулятора стал его «рабочим органом», а также «глазами и ушами» роботочеловеческой системы планетарного масштаба.

Участники операции действовали в удивительном согласии: космический корабль, команда из пяти человек внутри него на соединении с Хьюстоном посредством голосовой связи, видеосвязи и каналов передачи данных; Николлье, наблюдающий сквозь иллюминатор за Хоффманом и Масгрейвом и точно управляющий всеми сочленениями механической руки; Эйкерс и Торнтон, оперирующие гигантским телеуправляемым «глазом» под руководством другой группы людей из другой части Соединенных Штатов. По мнению Фрэнка Сеполлины, этот полет доказал правоту точки зрения, которую он всегда отстаивал: «Мы не должны проводить программы обслуживания без совместного участия людей и роботов… роботы и люди действуют рука об руку».

В трех ремонтных полетах, которые последовали за первоначальным, – в 1997, 1999 и 2002 годах – астронавты продолжали вносить улучшения в конструкцию «Хаббла». Они добавляли камеры и спектрографы, заменяли износившиеся датчики и батареи и в целом поддерживали электронную начинку орбитального телескопа на современном уровне. Предполагалось, что заключительный полет для обслуживания аппарата состоится в 2004 году, а после него, в 2010 году, специальным рейсом шаттла «Хаббл» будет снят с орбиты и после приземления выставлен на Земле в музейной экспозиции.

Но в январе 2003 года шаттл «Колумбия» разрушился во время входа в атмосферу, при этом погибли семеро астронавтов. Все полеты оставшихся шаттлов были прекращены до тех пор, пока NASA не завершит расследование катастрофы и не переосмыслит свои задачи.

Год спустя после гибели «Колумбии» администратор NASA Шон О'Киф объявил, что ремонт «Хаббла» при помощи челночных кораблей проводиться больше не будет. В качестве довода О'Киф описал возможные риски: поскольку космический телескоп находится на орбите с необычно большим наклонением, астронавты не смогут повстречаться с космической станцией и использовать ее как «запасную гавань» в том случае, если история «Колумбии» повторится и возвращаться в атмосферу на поврежденном шаттле будет нельзя. Но решение О'Кифа было обнародовано через каких-то два дня после того, как президент Джордж Буш объявил об «Инициативе по исследованию космоса», основной задачей которой виделось возвращение людей на Луну. Полеты на низкую околоземную орбиту тогда вышли из фавора. Космические обозреватели рассматривали «Хаббл» как первую «вероятную жертву» новой политики Буша.

Сторонники продолжения работы телескопа принялись убеждать лиц из NASA и конгресса в необходимости отменить фатальное решение. Параллельно специалисты в относящемся к NASA Центре космических полетов имени Годдарда начали работать над осуществлением последней серии улучшений «Хаббла» в ходе непилотируемого полета автоматического аппарата. Начиная с марта 2004 года команда более чем из тысячи человек – в основном базировавшаяся в Центре Годдарда, но включавшая специалистов из других многочисленных относящихся к NASA организаций, а также нанятых по контрактам – более года прорабатывала эту задачу, имея целью выполнить операцию в 2008 году. Проект прошел через стадии предварительной оценки.

Майкл Гриффин, скептически относившийся к успеху автоматического аппарата в этой роли, стал администратором NASA в 2005 году. Его недоверие было подкреплено заключением Национального совета по исследованиям США[16], в котором полностью автоматический подход оценивался как чрезмерно рискованный и рекомендовалось прибегнуть к обслуживанию руками астронавтов. Гриффин немедленно отказался от дальнейшей проработки операции обслуживания роботом и вскоре объявил о предстоящем полете шаттла с той же задачей. Он получил обозначение SM4 (сокращение английской фразы «Программа обслуживания номер 4») и в конце концов состоялся в 2009 году как миссия с обозначением STS-125.

Автоматическая операция по ремонту, разработанная в Центре Годдарда, так и не была реализована. Тем не менее она заслуживает внимания с целью сопоставления ремонтных работ в космосе, проводимых роботом и человеком. Более того, планы, разработанные для робота, в итоге повлияли на то, как были спланированы действия в рамках пилотируемого полета, и это дает нам еще один пример совместного развития человеческих и телеуправляемых систем.

Команда из Центра Годдарда пришла к выводу, что планирование автоматической ремонтной программы является чрезвычайно сложной задачей, особенно в отношении инструмента наподобие «Хаббла», который был спроектирован для обслуживания людьми, а не роботами. Капризные гироскопы «Хаббла», например, были «упакованы» глубоко внутри конструкции космического телескопа. Шестерым астронавтам приходилось влезать по пояс внутрь аппарата для их замены. Во время трех предшествовавших программ обслуживания восемь гироскопов были заменены, и каждый раз эта операция была сопряжена с проблемами.

Артур Уиппл, инженер-разработчик систем как для автоматической операции обслуживания, так и для традиционной с участием людей, заключил, что, невзирая на все усилия по автоматизации процесса, «узел, который спроектирован так, что его сложно установить, нельзя упростить, как бы отчаянно вы над этим ни работали». Было сложно представить, что робот сумеет проникнуть внутрь корпуса «Хаббла» тем же образом, как это делал Хоффман, поэтому команда Центра Годдарда в итоге решила установить новые гироскопы на наружной стороне одного из блоков съемочных камер. Также они заключили, что в целом правильно при проектировании предусматривать возможность замены оборудования при помощи робота, то есть устанавливать его снаружи космического аппарата с возможностью простого доступа и демонтажа. Что хорошо для роботов, то хорошо и для людей; что затруднительно для людей, то, как правило, гораздо труднее сделать роботу.