Пуск тяжелого носителя «Ариан-5» с космическим телескопом имени Джеймса Уэбба — JWST — осуществили 25 декабря 2021 года с Гвианского космического центра. Миллионы жителей Земли следили за стартом в прямом эфире. Признаться, и автор этих строк давно не испытывал подобного волнения. Ажиотаж был подогрет тем, что впервые в истории космонавтики запускался столь сложный в технологическом плане и уникально дорогой по стоимости аппарат. Финальный ценник JWST насчитывает сумму около 10 миллиардов долларов США. Его создание, инициированное в начале 2000 годов, было целой драмой — конструктора преодолевали серьезные технологические проблемы, администраторы NASA защищали проект на всех уровнях, Конгресс США в июле 2011 года внес законопроект о прекращении работ над проектом. В итоге телескоп был спасен при помощи международной кооперации — к NASA присоединились Европейское космическое агентство (ESA) и Канадское космическое агентство. Как показали дальнейшие события, роль европейцев оказалась ключевой в рождении нового космического телескопа. Но обо всем по порядку.
«Джеймс Уэбб». Как он есть
Космический телескоп имени Джеймса Уэбба — орбитальная инфракрасная обсерватория. Первоначально назывался «Космическим телескопом нового поколения» (NGST). В 2002 году переименован в честь выдающегося руководителя NASA Джеймса Уэбба, возглавлявшего агентство в 19611968 годах во время реализации программы Apollo.
Что это был за человек?
Уэбба в NASA пригласил президент Джон Кеннеди для того, чтобы сдвинуть с мертвой точки космическую программу США перед лицом успехов Советского Союза в космосе. Тогда Уэбб четко обозначил свою позицию: только полеты людей в космос помогут Соединенным Штатам создать такой ракетно-космический потенциал, который в дальнейшем позволит им решать любые задачи в сфере космической деятельности. Подобное отношение администратора NASA к пилотируемой космонавтике было продиктовано и политическими соображениями. Уэбб прекрасно понимал, что соревнование Восток — Запад проходило в основном на «поле» полетов кораблей с экипажами на борту. Итогом стало создание уникальной команды в составе Вернера фон Брауна, Курта Дебуса, Криса Крафта, Сэма Филлипса, Роберта Гилрута, реализовавших уникальную программу полетов на Луну, не имеющую равных и на сегодня. Но вернемся к телескопу.
JWST — самый большой космический телескоп, когда-либо созданный на нашей планете. Он должен стать преемником знаменитого орбитального телескопа «Хаббл», работающего уже более 30 лет и существенно обогатившего знание человечества о строении Вселенной. Для сравнения, зеркало «Хаббла» имеет диаметр 2,4 метра. Вспомним, что «Хаббл» — это побочный продукт американской системы детальной космической разведки, там применялась подобная оптическая система. Но его возможности уступают JWST, составное зеркало которого имеет диаметр 6,5 метра. Оно изготовлено из бериллия и покрыто тончайшей золотой пленкой. Размеры в сложенном состоянии 4 на 4 на 14 метров, в развернутом — 21 на 16 на 14.
Ученые надеются, что телескоп поможет им заглянуть в самые скрытые и отдаленные уголки Вселенной, расположенные на расстоянии до 13,5 миллиарда световых лет.
Возможно, мы сможем понять, как 13,5 миллиарда лет назад выглядела наша Вселенная. Телескоп прольет свет на загадки астрофизики, экзопланетологии. Одной из главных задач будет поиск признаков инопланетной жизни. JWST оснащен весьма совершенными спектрометрами. И их чувствительности достаточно, чтобы сделать анализ спектра планет и их атмосфер на расстоянии нескольких сотен световых лет.
Перипетии проекта
Вывести на орбиту «Космический телескоп следующего поколения» (NGST) — первое название обсерватории — решили еще в 1996-м. Годом ранее швейцарские астрономы Мишель Майор и Дидье Кело подтвердили существование первой известной нам планеты за пределами Солнечной системы. Это открытие, отмеченное в 2019 году Нобелевской премией по физике, можно считать отправной точкой миссии. В НАСА решили: если экзопланеты действительно существуют, то для их поиска и изучения необходим новый инструмент. Наземным обсерваториям такая задача не по силам: они видят только лучи, которые смогли преодолеть мощный фильтр земной атмосферы. Следовательно, новый аппарат должен вести свои наблюдения из космоса.
«В видимом спектре экзопланет не видно, поскольку они значительно меньше и слабее своих собственных звезд, — пояснил старший научный сотрудник Института космических исследований РАН Олег Угольников. — А вот в инфракрасной зоне экзопланеты вполне могут конкурировать со звездами. Ведь планеты значительно холоднее, а поэтому светят прежде всего именно в инфракрасном диапазоне».
NASA одобрило проект миссии стоимостью 500 миллионов долларов и запуск нового телескопа оптимистично назначило на 2007 год. За первый год стоимость работ выросла вдвое — до одного миллиарда. В следующие четыре года — еще в 2,5 раза.
Научный обозреватель BBC Николай Воронин пишет: «В 2010-м, когда на телескоп потратили уже пять миллиардов (то есть в 10 раз больше запланированного), а запуск многострадальной обсерватории все откладывали (на тот момент это был уже 2015 год), судьба JWST повисла на волоске. Каждая новая отсрочка увеличивала и без того астрономические издержки. Начали говорить, что долгострой слишком затянулся, превратив телескоп в «чемодан без ручки», — тот, что и нести неудобно, и бросить нельзя.
Чтобы разобраться в причинах катастрофического перерасхода, Конгресс США провел собственное расследование. По его итогам в журнале Nature появилась статья под названием «Телескоп, сожравший астрономию». Сообщали, что в целях экономии власти рассматривают все варианты: «В частности, возможный отказ от каких-либо приборов на телескопе либо вовсе отказ от него». Ситуация обострилась еще и тем, что возникли сложности с выводом подорожавшего телескопа на целевую орбиту. Никто из запускающих компаний США не хотел брать на себя риск возможной аварии. Аналогичной была и реакция страховых компаний. Представители Американского астрономического общества выступили с резким заявлением, назвав обсерваторию «краеугольным камнем космической астрономии США на ближайшие два десятилетия» и заверив: «Какие бы преимущества ни получил бюджет в краткосрочной перспективе благодаря закрытию JWST, причиненный этим решением ущерб нельзя переоценить».
Европа приходит на помощь
К счастью, проект JWST имел международный статус. Вовремя выделенная ESA сумма обеспечила продолжение работ над телескопом. Но главный козырь европейцы выложили в конце. В ESA заявили, что, обладая самым надежным тяжелым носителем в мире «Ариан-5», они берутся запустить телескоп, обеспечив все технические требования и беря на себя выплату страховки в случае аварии. Это предложение европейцев сыграло решающую роль, JWST обрел второе дыхание и стал готовиться к старту.
Уместно вспомнить, что ESA уже не раз в прошлом бросало спасательный круг американской космонавтике: при создании обитаемого модуля SpaceLab для челнока «Шаттл», после гибели «Чэлленджера» и последующего затем кризиса с выводом спутников США на орбиту. Хотя в начале 70-х между сторонами разразился кризис, когда неудачи в создании своей ракеты у Европы были очевидны. США к тому времени, рассчитывая, видимо, окончательно добить европейские попытки достичь независимого доступа в космос, предложили запуск их спутников по льготным расценкам. Однако когда европейцы решили выйти на рынок спутниковой связи со своим спутником «Симфония», случился инцидент — американский носитель «Атлас» «уронил» его в море. До сих пор в ESA убеждены, что таким образом американцы решили указать им место в коммерческом космосе.
Спасительная нить Ариадны
Выводы тогда были сделаны. По инициативе Франции разработали программу создания европейской линейки носителей, использующих проверенные решения и отличающихся умеренными характеристиками. К тому времени французы уже прошли свой путь, создав легкий носитель Diamant. Лишившись в результате обретения независимости Алжиром полигона «Хаммагир», Франция предложила для общеевропейского использования новый, пока крошечный космодром «Куру» во Французской Гвиане, расположенный на экваторе, что позже будет иметь решающее значение.
Нужен был результат, и необходимо было идти на риск. Чтобы исключить колебания партнеров, Франция, кроме своей доли в проекте, обязалась оплатить все расходы, если таковые превысят 120 процентов утвержденного бюджета создания носителей. В 1973 году было образовано Европейское космическое агентство (ESA). Общеевропейская организация занялась разработкой предложенной Францией линейки ракетоносителей. Ее назвали «Ариан» (Ariane). Нам слышится здесь мужское начало, но на самом деле в переводе это Ариадна — та самая, что помогла мифическому герою Тесею выбраться с помощью нити из смертельного лабиринта. Прошло немного времени, и «Арианы» различных модификаций заняли прочное место на мировом рынке пусковых услуг. Историки космонавтики считают, что отказ Великобритании участвовать в создании тяжелой ракеты «Ариан-5» (той самой, предназначенной для телескопа JWST) в 1987 году способствовал уходу страны на вторые роли в мире. Таковы цена ошибки и вес сегодняшней космонавтики.
Какие же качества определили выбор «Ариан-5» для старта «Джеймса Уэбба»?
Прежде всего это надежность. Последний раз авария с этим носителем была в далеком 2002 году. Уникальные характеристики — благодаря огромному грузовому отсеку шириной 5,4 метра и длиной 17 метров носитель способен выводить громоздкие космические аппараты, осуществлять парные запуски тяжелых спутников связи или целых группировок легких спутников. Благодаря месту старта, экваториальному космодрому, кроме высоких энергетических характеристик, носитель обеспечивает вывод аппаратов на все возможные наклонения орбит.
Однако приходит время смены поколений носителей. Сейчас в Гвианском космическом центре готовятся к первым полетам «Ариан-6», новая разработка ESA. А ветеран «Ариан-5» уходит в отставку, совершив напоследок главный пуск в своей яркой жизни.
