Кейс: Как мы чуть не потеряли 2.5 млрд долларов из-за ошибки подрядчика

Всем привет, это NASA (NASAмом деле нет). Сейчас расскажем, как из-за невнимательности одного человека мы чуть не потеряли двенадцать лет работы и кучу денег американских налогоплательщиков.

Исследование космического пространства — одна из важнейших задач нашего агентства. Ранее мы делали это с помощью наземных телескопов. К сожалению, атмосфера Земли затрудняет наблюдение за небесными телами в инфракрасном диапазоне и снижает разрешающую способность оптики. А значит, наблюдать за звёздами надо из космоса.

Идея вывести телескоп на орбиту не была новой. Её предложил немецкий инженер Герман Оберт в 1923 году. В 1962 году британские коллеги вывели на орбиту телескоп для наблюдения за Солнцем. В 1966 и 1968 годах мы запустили две орбитальные астрономические обсерватории. У первой сели батарейки через три дня после старта, а вторая проработала четыре года — ровно в четыре раза больше запланированного срока. Успех нас вдохновил и агентство решило запустить в космос настоящий большой телескоп-рефлектор.

В 1970 году мы создали две научные группы. Первая проработывала технические аспекты проекта, вторая готовила план научных исследований. Запуск самого телескопа мы запланировали на 1972 год. Проект получил рабочее название LST (Large Space Telescope). Позже мы переименовали его в честь астронома Эдвина Хаббла.

С самого начала нас преследовали неудачи. Сначала Конгресс США отказал в финансировании и нам пришлось заняться лоббированием проекта. Учёные встречались с конгрессменами и сенаторами, писали во все инстанции, как могли доказывали, что проект перспективный и точно окупится. За бюджет мы сражались почти десять лет. Чтобы получить финансирование нам пришлось:

Последние пообещали дать немного денег, солнечные батареи и ряд необходимых инструментов. Взамен, мы должны были предоставить им доступ к телескопу.

В 1987 году Правительство США согласилось выделить нам 36 млн. долларов. Этого было мало, но мы всё равно взялись за работу. Запуск телескопа запланировали на 1983 год.

Фронт работ предстоял колоссальный. В условиях сжатых сроков и скромного бюджета нам предстояло разработать:

Первым нас подвёл подрядчик «Перкин-Элмер», который занимался оптикой. Он изготовил зеркало для телескопа только к концу 1981 года, сорвав дедлайн и превысив бюджет. Запуск «Хаббла» пришлось передвинуть на год вперёд. Создание других компонентов оптической системы тоже затянулось. И мы были вынуждены ещё несколько раз перенести дату запуска.

Потом нас подвёл ещё один подрядчик — Lockheed. Эти ребята обязались изготовить космический носитель для нашего телескопа — сложный аппарат, который должен уберечь электронику от воздействия окружающей среды. Подрядчик отстал от графика на три месяца и превысили изначальный бюджет на 30%.

Наши доноры из Конгресса проявляли обеспокоенность и требовали ответов на неудобные вопросы. Мы пообещали запуск в сентябре 1986 года и попросили ещё немного денег. К тому времени затраты на производство телескопа и сопутствующих агрегатов превысили 1 млрд долларов вместо запланированных 36 млн.

Потом мы немного поспорили с нашими европейскими коллегами по поводу бюрократических вопросов. В итоге решили создать совместный Научный институт космического телескопа для управления исследовательскими программами.

А 28 января 1986 года беда пришла откуда не ждали — на семьдесят третьей секунде полёта, взорвался шаттл «Челленджер». Все члены экипажа погибли и начальство решило заморозить программу «Спейс шаттл», на время проведения расследования. Так как «Хаббл» должен был лететь на шаттле, запуск отложили на неопределённый срок.

К тому времени телескоп и носитель были готовы. Их хранили в особых условиях: с частично включёнными системами, в стерильном помещении. Это обходилось в 6 млн долларов ежемесячно. Срок хранения составил четыре года. Ещё плюс 288 млн долларов к бюджету проекта.

В 1990 году, спустя 12 лет после официального начала программы, шаттл «Дискавери» вывел космический телескоп «Хаббл» на орбиту. К тому моменту бюджет проекта разросся до 2.5 млрд долларов.

Казалось, всё получилось, но первые снимки, которые прислал телескоп, нас неприятно удивили. Резкость картинки оказалась гораздо ниже заявленной. Это было даже хуже тех изображений, которые мы получали с помощью наземных обсерваторий. И теперь нам предстояло ответить разгневанным политикам на два: «Кто виноват?» и «Что делать?».

Мы проанализировали снимки и пришли к выводу, что проблема в зеркале телескопа. Его края оказались слишком плоскими из-за чего возник эффект сферической аберрации. То есть, свет отражённый зеркалом фокусировался не там, где надо.

Зеркало делал подрядчик «Перкин-Элмер». Мы убедили его провести внутреннее расследование и получили ответ на первый вопрос. Но сначала немного контекста.

Шлифовка зеркал для телескопа — сложный процесс. Он требует невероятной точности от исполнителя. Эту точность обеспечивает нуль-корректор — оптический прибор, который проверяет как зеркало отражает и фокусирует попавшие на него лучи.

Рабочий, который изготавливал нуль-корректор для нашего зеркала перепутал показания лазерного измерителя и неправильно разместил полевую линзу контролирующего устройства. В результате, между линзой и основной конструкцией нуль-корректора возник зазор толщиной 1.3 миллиметра. Чтобы зеркало не болталось, сотрудник подрядчика забил в зазор шайбу и сдал устройство в эксплуатацию.

Опираясь на неверные данные нуль-корректора, другие рабочие отшлифовали зеркало таким образом, что его края получились на 2 микрометра тоньше запланированной величины. Этого хватило для расфокусировки телескопа и катастрофической просадки резкости.

Первой идеей была замена зеркала. Но для этого надо спустить телескоп на Землю, переустановить деталь в лабораторных условиях и затем отправить обратно на орбиту. Это очень дорого и бюджета под такой манёвр нам никто не дал.

Тогда мы решили подойти к проблеме с другой стороны. Если нельзя заменить хрусталик космического глаза, то почему бы не надеть на него монокль? Так появился проект системы оптической коррекции COSTAR. Разработку «космического монокля» мы доверили компании Ball Aerospace & Technologies. Ребята отлично справились с заданием и 2 декабря 1993 года шаттл «Эндевор» STS-61 стартовал с первой экспедицией по техобслуживанию «Хаббла». Она продлилась одиннадцать суток. За это время астронавты заменили солнечные батареи, несколько камер и гироскопов, откорректировали орбиту аппарата и надели на телескоп COSTAR.

Орбитальный телескоп «Хаббл» находится на орбите уже 35 лет. За это время он передал на Землю почти сто терабайт данных: миллионы снимков небесных объектов и материалы для тысяч научных статей. В 2018, 2019 и в 2021 годах на телескопе происходили серьёзные аварии, но каждый раз нашим сотрудникам удавалось вернуть его в строй.

«Монокль» сняли в 2009 году. В рамках четвёртой экспедиции по техобслуживанию телескопа, астронавты установили новые камеры, которые автоматически корректируют аберрацию, и демонтировали COSTAR за ненадобностью.

Хочу есть, ищу работу. Самозанятый удалёнщик, зарегистрирован на Контур.Фриланс.

Моё резюме на HH.

Связь в ТГ: @AlexeyRud.

Благодарю за внимание. ;-P