Mokslo ir technologijų pasaulis

Du kosminiai skrydžiai. 107 dienos kosmose. Trys išėjimai į atvirą kosmosą, kur skafandre praleista 21 valanda. Tokia yra astronauto Garretto Reismano karjeros NASA agentūroje viršūnė. Bet dabar šis inžinierius siekia naujos viršūnės – jis padeda bendrovei „SpaceX“ įgyvendinti naujas kosmines žmonijos svajones. Ir apie šias svajones jis pasakojo Vilniuje vykusioje konferencijoje „Innovation Drift“.

„Pirmosios savo misijos metu kosmose praleidau 95 dienas. Išduosiu paslaptį: išbūti kosmose 95 dienas yra ganėtinai nuvilianti patirtis. Nes išbuvusiems kosmose 100 dienų duodami antsiuvai. Antsiuvų už 95 dienas kosmose nėra. Prabuvus kosmose 95 dienas manęs laukė kosminio erdvėlaivio „Discovery“ įgula, o Tarptautinės kosminės stoties įgulos vadas Markas Kelly sakė: „Garrettai, tau laikas namo. Lipk vidun.“ Sakau, „Markai, man betrūksta penkių dienų. Gal galėtume dar kelis kartus apskrieti aplink Žemę? Manai, kas nors tą pastebėtų?“ Bet jis man neleido pasilikti. Tai ir antsiuvo negavau“, – pokštavo gerai nusiteikęs G.Reismanas. Vėliau jis surimtėjo ir prisipažino, kad iš tikrųjų ta patirtis buvo nuostabi.

Anot astronauto, adaptacija prie nesvarumo sąlygų užtruko visą mėnesį – tik po tiek laiko tampa normalu, kai aplink skraido daiktai ir kad prabudus ryte pusryčiauti ne einama, o skrendama.

Astronautas konferencijos lankytojams parodė ir filmuką, į kurį sudėtos linksmiausios ir įdomiausios jo darbo NASA akimirkos (pateikiame jums išplėstą to paties filmuko variantą):

G.Reismanas nuo pat vaikystės svajojo būti astronautu. Tačiau tai atrodė vargiai įmanoma: visi „Apollo“ misijų astronautai buvo pilotai-bandytojai. O Garretto mama paniškai bijojo skraidymo – skraidymo komercinėmis avialinijomis, ką jau kalbėti apie karo lėktuvų bandymus. Tad ir Garrettui apie lėktuvų pilotavimą galima buvo tik pasvajoti. Ir jis savo ateities tikslus apribojo iki inžinieriaus arba mediko specialybės.

Bet tada šis tas nutiko: G.Reismanui besimokant koledže NASA atrinko naują astronautų kartą. Ir tai jau nebebuvo vien pilotai-bandytojai. Tai buvo ir mokslininkai, ir inžinieriai, ir medikai. Ir G.Reismanui vėl atsivėrė akys: gal visgi įmanoma. Galų gale užsispyrėliškas tikslo siekimas pasiteisino: jis iš tiesų tapo astronautu.

Koks jausmas kilti su raketa?

„Pasirengimas startui yra tarsi sėdėjimas ant raketos viršūnės“, – pusiau pokštaudamas, pusiau rimtai (nes tai – visiškai tiesiogine prasme – ir yra tiesa) sakė astronautas.

„Prabundi ryte ir tada su savo įgulos draugais ir dar penkiais drąsiais žmonėmis važiuoji iki raketos. Visi kiti sveiko proto žmonės laikosi ne mažesniu nei penkių mylių atstumu nuo to daikto. Nes jis pilnas skysto vandenilio, skysto deguonies, hidrazino ir kitų bjaurių degalų. Triukšmas siaubingas, viskas girgžda, tai yra tarsi gigantiškas žvėris, tarsi drakonas, kuris yra gyvas ir pasirengęs pakilti nuo Žemės. Niekas nenorėtų būti arti to. Tuomet pakyli liftu, kol pasiekiamas tiltelis, vedantis į erdvėlaivio liuką. Bet prieš įlendant pro liuką reikia atlikti šį tą labai svarbaus. Bokšto viršūnėje yra paskutinis tualetas Žemėje“, – apie pasirengimo skrydžiui procedūrą pasakojo G.Reismanas.

Prieš pat raketos startą astronautai negirdi nieko panašaus į atgalinį skaičiavimą, kuris yra skirtas daugiau plačiajai visuomenei – skrendama ne po to, kai suskaičiuojama nuo 10 iki 0, o po to, kai atliekami visi inžineriniai patikrinimai – ar visur tinkamas degalų lygis, ar visi varikliai dirba optimaliu režimu, ar visos sistemos veikia taip, kaip numatyta. Po šių techninių procedūrų įjungiami trys varikliai, esantys erdvėlaivio gale – jie patys savaime nėra pakankamai galingi, kad pakeltų erdvėlaivį ir su juo sujungtą milžinišką raketą nuo Žemės paviršiaus. Be to, raketą prie pakilimo aikštelės laiko aštuoni varžtai (po keturis kiekvienam šoniniam varikliui) – visi jie yra maždaug rankos storumo. O tų varžtų veržlėse – taip pat milžiniškose, įtaisyti specialūs sprogmenys.

Tad užsidegus erdvėlaivio varikliams visas į dangų kilsiantis rinkinys iš pradžių šiek tiek pasvyra į priekį, tuomet išsitiesina, o tada įvyksta sprogimas. Užsidega kietaisiais degalais varomi šoniniai varikliai. Ir tai iš esmės yra riba, žyminti, kad kelio atgal nėra ir skrydžio atšaukti nebeįmanoma, nes tų variklių taip lengvai neužgesinsi. Vėliau susprogdinamos ir raketą prilaikančios veržlės – jos tampa suvenyrais astronautams.

Raketos viduje starto akimirką žmonės pajunta tarsi spyrį. Raketa iškart išvysto milžinišką pagreitį – iki to laiko, kol iškylama virš starto aikštelės bokšto, raketa jau juda didesniu nei 160 km per valandą greičiu. Ir ausis užgula siaubingas triukšmas – tai šiek tiek primena amerikietiškus kalnelius atrakcionų parke. Kiek neįprastas dalykas yra perkrova, siekianti 3G. Karo pilotams tai nė kiek nebaisu – jie yra pratę ir iki 6G ar net didesnių perkrovų. Tačiau lėktuvų pilotai, atlikdami akrobatines figūras, tas perkrovas jaučia vos po kelias sekundes. Su raketa nuo žemės kylantys žmonės 3G perkrovą jaučia kelias minutes. O tai reiškia, kad per tą laiką išvystomas milžiniškas greitis: per 8,5 minutės – nuo 0 iki daugiau nei 28 000 km/h.

Pasiekus tam tikrą ribą kosmose varikliai išjungiami. Ir akimirksniu 3G pavirsta 0G – visišku nesvarumu. O tada kūnas, kuris buvo įspraustas į kėdę, tarsi šauna pirmyn ir rankos pačios pakyla. O labiau patyrę kolegos astronautai žiūri į pirmą kartą skrendančius ir juokiasi: „Tik pažiūrėk į naujokėlį.“

Pirmas žvilgsnis į Žemę iš kosmoso

Kitas dažnas klausimas, kurį tenka išgirsti astronautams – koks jausmas buvo pirmą kartą pamačius Žemę iš kosmoso.

G.Reismanas iškart po pakilimo į kosmosą nepuolė prie iliuminatoriaus – po starto darbų grafikas erdvėlaivyje būna labai intensyvus, tad žvalgytis nebuvo kada. Ir tik po pusvalandžio jis akies krašteliu pamatė blyškų žydrą švytėjimą pro iliuminatorių. Ir suprato, kad tai yra Žemės šviesa. Užsimerkė, morališkai pasiruošė kvapą gniaužiančiam vaizdui. O tuomet nusklendė prie lango ir atsimerkė.

„Tai yra labai sunkiai žodžiais nusakomas jausmas. Na, gražu – ir ruda, ir žalia, ir mėlyna. Bet lygiai to ir tikėjausi. Visa tai jau buvo matyta nuotraukose. Turime netgi aukštos kokybės tiesioginę vaizdo iš kosmoso transliaciją. Turime fantastiškus vaizdus pašvaisčių, kurių plika akimi net nepamatysi. Aš tikėjausi ko nors pasakiško, tartum religinės patirties, bet jokio angelų choro nebuvo“, – vėl pokštavo G.Reismanas.

Bet vienas dalykas, kurį supranta žmonės, pažvelgę į Žemę iš kosmoso – tai kad iš aukštai sienų tarp valstybių nesimato. Ir žmonės yra vieninga rūšis, gyvenanti Žemėje, o valstybių sienos yra žmonių sugalvotas dalykas mums patiems atsiskirti nuo savęs.

Kur kas įdomesnį dalyką G.Reismanas pamatė žvelgdamas į Žemės horizontą. Ties Žemės paviršiumi iš kosmoso matosi plonutė mėlyna juostelė – atmosfera. Tokia plona, kad ištiestos rankos mažasis pirštelis yra dešimt kartų už ją storesnis. Tikslus atmosferos pakraštys yra nežinia kur, bet sutarta manyti, kad riba, nuo kurios prasideda kosmosas, yra 100 km aukštyje. G.Reismanas stebėjosi tuo, kad viskas, kas mums svarbu ir kas gyva – oras, vanduo ir visos gyvybės formos – telpa į plonutį sluoksnelį nuo atmosferos viršaus iki didžiausios vandenyno gelmės (kuri yra apie 10 kartų seklesnė už atmosferos storį), o planeta yra tokia milžiniška, kad uždengia visą stebėjimo lauką. „Visa gyvybė telpa tokiame sluoksnyje, kurį su Žeme galima palyginti tarsi luobelę su obuoliu ar lukštą su kiaušiniu. Tad Žemė iš tiesų yra didelė, negyva uoliena su be galo brangiu plonučiu išoriniu sluoksneliu“, – sakė astronautas.

Todėl G.Reismanas ragino susirinkusiuosius suprasti, kad Žemė – toji jos dalis, kurioje mes galime gyventi – nėra didelė. Ji yra labai maža, o mokslininkai, sakantys, kad žmonija sumovė visą planetą, yra teisūs. Ir kad atsarginio plano – planetos B, kurioje galėtume gyventi taip pat patogiai kaip Žemėje – nėra. Todėl turėtume labiau rūpintis savo namais ir mažiau juos dergti.

Sugrįžimas

„Žmonės dažnai nori sužinoti, koks jausmas būna grįžtant į Žemę. Filmuose viskas atrodo labai dramatiškai – visi prakaituoja, karšta. Tai nieko panašaus. Karšta tik išorėje. Pažiūrėję į langą tikrai pamatysite visas tas oranžines liepsnas, tarsi būtumėte ugnies kamuolio viduje. Išorėje temperatūra skaičiuojama tūkstančiais laipsnių. Net nesvarbu – Celsijaus ar Farenheito. Tūkstančiai! Todėl išorėje būti nesinorėtų. Bet karščiui atsparios plokštelės kuo puikiausiai atlieka savo darbą. Skafandruose yra aušinimo sistemos, tad būna labai patogu. Ir nusileidimas švelnus – visą nusileidimo laiką. Kol sulėtėjama maždaug iki 1 macho greičio. Tada pradeda jaustis nestiprus drebėjimas. Tarsi gerą dieną skrendant „Ryanair“ lėktuvu“, – sakė astronautas, matyt, prieš tai išsiaiškinęs, kokios yra dažniausiai pašiepiamos europietiškos avialinijos.

Kosminių skrydžių aukso amžius

G.Reismanas, dar dirbdamas NASA, stebėjo, kaip privati bendrovė – „SpaceX“ – pasiuntė į kosmosą ir iš jo susigrąžino kapsulę, kuri du kartus apskriejo aplink planetą. Tai buvo pirmas kartas, kai tokią procedūrą sugebėjo atlikti privati bendrovė. Maža to, tokių technologijų sukūrimas kainavo net 10 kartų mažiau, nei galima būtų tikėtis kažką panašaus kuriant su NASA pajėgumais. Astronautui tapo aišku, kad kosmoso pramonėje artėja perversmas, kad randasi naujas nuostabus būdas vykdyti kosminę veiklą.

„Todėl nuskridau į Kaliforniją ir susitikau su Elonu Musku. Sakiau: „Man labai patinka tai, ką čia darote. Norėčiau imtis ko nors sudėtingo. Noriu atsisakyti paties geriausio darbo pasaulyje – skraidymo į kosmosą raketomis – ir noriu padėti jums parengti raketas žmonių skrydžiams, nes tai atvers naują, drąsią ateitį kosmose.“ Ir jis davė man darbą“, – įsidarbinimo istoriją nupasakojo G.Reismanas.

Būtent dabar, anot astronauto, yra kosminių skrydžių aukso amžius, o jo pagrindinis variklis yra privatus sektorius, ir ypač – trys beprotiškai turtingi žmonės – Elonas Muskas, Richardas Bransonas ir Jeffas Bezosas. Tik jų vizijos yra kiek skirtingos. E.Muskas nori įkurti koloniją Marse. J.Bezosas nori visą sunkiąją pramonę iškelti į artimąjį kosmosą, taip apsaugant žemę nuo taršos. R.Bransonas, panašu, tiesiog nori pasilinksminti. Kartais jų ambicingumas net peržengia įprastų žmonių fantazijos ribas, dėl ko iš jų gali būti ir šaipomasi.

Bet daugiau nei prieš 50 metų, kai bendra visų JAV atliktų žmogaus kosminių skrydžių trukmė buvo 50 minučių, Johnas F.Kennedy paskelbė ambicingą JAV planą nuskraidinti žmogų į Mėnulį ir saugiai parskraidinti jį atgal. „Ne dėl to, kad tai lengva, bet dėl to, kad tai sunku“ – tai yra vienas žinomiausių šio prezidento sakinių. Ir tas planas, kuris buvo realizuotas neįtikėtinai sėkmingai buvo gerokai ambicingesnis, nei bet kas, ką ketina padaryti E.Muskas, J.Bezosas ar R.Bransonas.

Daugkartinės raketos

NASA ir kitos nacionalinės kosmoso agentūros išvystė kosminių skrydžių technologijas, o privačios kosmoso verslo kompanijos stengiasi paversti tuos skrydžius pelningais.

„Vienas iš dalykų, kurių siekia „SpaceX“ – tai susigrąžinti raketas. Ar įsivaizduojate, kaip kvaila pasiųsti tas raketas į kosmosą ir po to jas išmesti? Taigi, paprastai raketą sudaro dvi pakopos. Praėjus kelioms minutėms po starto pirmoji pakopa išeikvoja savo degalus ir tampa nereikalingu svoriu. Todėl ji atjungiama ir išmetama. Antra pakopa su naudingu kroviniu tęsia savo kelionę į reikiamą orbitą. Bet didžiąją raketos kainos dalį sudaro pirmoji pakopa. Ir ji būna išmetama. Įsivaizduokite skrydį iš Vilniaus į Niujorką. Ir po nusileidimo Niujorke visas lėktuvas – „Boeing 777“ – išmetamas, o atgaliniam skrydžiui į Vilnių pagaminamas visiškai naujas lėktuvas. Kiek kainuotų skraidymas lėktuvais? Be proto brangiai. Skraidytų tik vienas kitas laimingesnis valstybės aparato darbuotojas ir labai, labai turtingi žmonės“, – pasakojo G.Reismannas.

Tad tai ir yra esminė E.Musko ir „SpaceX“ verslo plano detalė: raketas naudoti ne po vieną kartą, o tarsi įprastus lėktuvus. Kai atsiskiria antroji pakopa, pirmojoje pakopoje turi likti šiek tiek degalų. Ji turi apsigręžti ir saugiai nusileisti ant Žemės.

Žinoma, anais laikais, pačioje „SpaceX“ egzistavimo pradžioje, niekas netikėjo, kad tai yra įmanoma. Ir patys „SpaceX“ tą iš dalies įrodė – pirmasis jų bandymas nutupdyti pirmąją raketos pakopą buvo nesėkmingas. Antras taip pat. Ir trečias, ir ketvirtas. Penktas ir šeštas – taip pat. Tačiau E.Musko esminis privalumas buvo tas, jog jis leido savo darbuotojams klysti. Ir netgi ragino klysti kuo greičiau – kol tos klaidos kainuoja nedaug: raketos, kurios iš principo nebuvo skirtos daugkartiniams skrydžiams, bet kokiu atveju nebūtų naudojamos antrąkart. Todėl finansinės naudos iš jų išgelbėjimo niekas ir nesitikėjo. O štai iš jų sprogimo priežasčių analizės – tikėjosi labai daug.

„Greičiausias būdas pasiekti teisingą inžinerinį sprendimą – judėti greitai. Klysti greitai. Išsiaiškinti nesėkmės priežastis ir bandyti dar kartą. Klysti, klysti ir klysti, kol pavyksta. Ir klientams, kurie bijojo kelti savo krovinius mūsų raketomis, paaiškinome, kodėl jos sprogsta. Elonas tą vertino labai rimtai. „Noriu, kad klystumėte. Jei neklystame, nieko neišmokstame“, – sakydavo jis. Todėl savo klaidų neslėpėme. Sukūrėme iš jų filmuką.“

NASA išsigando inovatyvumo

Kai buvo vykdoma „Apollo“ programa, buvo suvienyti patys aštriausi inžineriniai protai. Sukurtos galingiausios raketos. Sukurta programinė įranga, kuri valdė raketos skrydį iki Mėnulio ir atgal – ir visa jos apimtis buvo skaičiuojama tiesiog juokingais dydžiais – dešimtimis kilobaitų. Technologinis šuolis buvo stulbinantis.

Praėjo keli dešimtmečiai, ir dabar NASA kuria naujos kartos raketas nešėjas – SLS (Space Launch System). Bet jos skirtumai nuo „Apollo“ programos ar daugkartinio naudojimo šatlus kėlusių raketų – minimalūs. Varikliai tie patys, kaip buvo montuojami daugkartiniuose erdvėlaiviuose. Šoninės kietaisiais degalais varomos pakopos – beveik tokios pačios, tik truputėlį galingesnės. Degalų bakus gamina ta pati gamykla, kuri pagamino ir oranžines daugkartinių erdvėlaivių kėlimo pakopas. Kitaip tariant, paimta ta pati „Shuttle“ raketa, pakeista jos konfigūracija ir štai, prašom, naujutėlaitė SLS. Už milijardą dolerių. Be jokios daugkartinio naudojimo galimybės. Ir naujų technologijų tose naujausiose raketose ne tiek jau daug.

Kodėl? Todėl, kad NASA klaidų kaina buvo skaičiuojama ne doleriais, o gyvybėmis. Pirmiausiai – „Apollo 1“ įgula. Vėliau – „Challenger“ ir „Columbia“ įgulos. Kiekvienąkart po nelaimės išaugdavo NASA budrumas. Bet ilgainiui jis išblėsdavo. O tada – vėl nelaimė. Ir dar kartą. Bet astronautai sakydavo, kad saugiausia į kosmosą skristi iškart po nelaimės – kitas skrydis po jos būna pats saugiausias.

Budrumas yra tarsi jūros bangos: po nelaimės išauga, prabėgus laikui atslūgsta. O štai nepakantumas rizikai po kiekvienos nelaimės agentūroje augo negrįžtamai. Nors ir ne po daug – po „Apollo 1“ gaisro ir įgulos žūties praėjus vos dvejiems metams Neilas Armstrongas ir Buzzas Aldrinas vaikštinėjo Mėnulio paviršiumi. Bet po „Challenger“ baimė rizikuoti išaugo reikšmingai. O „Columbia“ katastrofa tapo priežastimi, dėl kurios NASA apskritai prarado norą rizikuoti.

Viena iš šios rizikos baimės apraiškų – biurokratinė aplinka: jei tik nori pasiūlyti kokią nors naujovę, privalai ją pademonstruoti dešimtims įvairių NASA tarybų ir kiekvieną jų atskirai įtikinti, kad naujovė yra saugi ir efektyvi. Todėl einama lengviausiu keliu: vietoj inovacijų renkamasi daryti taip, kaip jau buvo daryta. Tuomet visą patvirtinimų grandinę galima įveikti labai greitai. Tokia aplinka nėra palanki inovatyvumui.

Versle – viskas kitaip

Tuo tarpu „SpaceX“ viskas daroma visiškai kitaip. Ten sprendimų ir tarybų grandinė yra šiek tiek supaprastinta: turi inovatyvią idėją – neši ją Elonui Muskui. Gauni palaiminimą – judi pirmyn. Negauni – grįžti prie braižymo lentos. Ir tai galioja visiems „SpaceX“ darbuotojams, nuo paprastų inžinierių iki grupių vadovų.

G.Reismanas padėjo pasamdyti specialistą, kuris sutvarkytų raketų gamybos liniją. Ir tam prireikė ne raketų gamybos specialisto – „SpaceX“ pasirinko BMW inžinierių, kuris vadovavo „Mini Cooper“ surinkimo linijai. Jis labai greitai inžinierių darbą optimizavo taip, kad raketų gamybos apimtys išaugo nuo 4 iki 40 per metus. Ir toliau auga.

Kitas veiksnys, padedantis išlaikyti „SpaceX“ veržlumą ir inovatyvumą – ne patyrusių inžinierių paieška, o studentų, ką tik baigusių inžinerijos studijas, atranka – tipinis „SpaceX“ inžinierius yra apie 25 metų amžiaus. Nes jis dar nežino, kad kas nors yra neįmanoma.

Vyriausiasis „SpaceX“ inžinierius – Tomas Muelleris – yra patyręs raketų mokslininkas. Tačiau geriausia jo savybė yra ne ta, jog jis žino viską, ką žmogus šiais laikais gali žinoti apie raketas. Jis jauniesiems inžinieriams neaiškina, ko nereikėtų daryti. Jis leidžia inžinieriams bandyti, daryti kitaip, nei jis pats kadaise darė. O tai, anot G.Reismano, yra labai reta ir labai vertinga savybė.

Tikslas – planas B žmonijai

Priežastis, dėl kurios E.Muskas įsteigė „SpaceX“, buvo padėti žmonijai tapti tarpplanetine rūšimi. Nes jis suvokė, kad nepriklausomai nuo to, kokia nuostabi yra Žemės planeta, mūsų visi mūsų civilizacijos kiaušiniai yra sudėti į vieną krepšį. Čia turime viską, bet jeigu kas nors Žemei nutiktų, neturėtume nieko. Atsarginės planetos neturime. Ir kiekvienas, dirbantis „SpaceX“, žino, koks yra galutinis tikslas.

Paskutinis didžiausias „SpaceX“ pasiekimas – pati galingiausia šiuo metu naudojama raketa-nešėja „Falcon Heavy“. O pagrindinis G.Reismano projektas įmonėje „SpaceX“ yra „Crew Dragon“ – žmonių gabenimui skirta kapsulė.

Pirmasis šios kapsulės bandymas – be įgulos – buvo sėkmingas. Kapsulė autonominiu režimu nuskrido iki Tarptautinės kosminės stoties, prisijungė prie jos, atsijungė ir grįžo į Žemę. O jau per artimiausius metus JAV ketina susigrąžinti gebėjimą iš savo teritorijos į kosmosą kelti žmones – jis buvo prarastas nutraukus „Shuttle“ erdvėlaivių programą.

„Artimiausi 10–20 metų bus fantastiški. Mes ne tik vėl galėsime skraidinti NASA astronautus į kosminę stotį, bet ir galėsime prigaminti daugiau raketų ir daugiau kapsulių bei paskraidinti jus. Jei tik susimokėsite už bilietą. Ir netrukus kiekvienas, norintis skristi į kosmosą, turės tokią galimybę. Lygiai, kaip šiandien visi norintys gali paskraidyti lėktuvu. Stebėkite!“ – optimistiniu nusiteikimu dalijosi G.Reismanas.