Пуск шаттла «Индевор» в декабре 1993 года положил начало одному из самых дерзких предприятий за все время действия программы «космического челнока». Планом полета было предусмотрено пять сеансов внекорабельной деятельности, и еще два могли быть выполнены в случае необходимости. Через сутки после запуска «Индевор» сблизился на орбите с «Хабблом». За это время команда успела проверить работу всего оборудования. Вскоре астронавты заметили несчастный телескоп, и тут же стало ясно, что у него есть еще одна проблема: действующие панели солнечных батарей оказались повреждены. На следующий день, чтобы подготовить аппарат к ремонту, из наземного центра управления в Мэриленде «Хабблу» были посланы команды перейти в защитный режим и сложить антенны.
Под контролем компьютера шаттл на двигателях малой тяги все ближе и ближе подбирался к телескопу. В конце концов командир Ричард Кови взял управление на себя и подвел корабль к «Хабблу», заставив его зависнуть на расстоянии около 10 м от телескопа, который казался совершенно неподвижным. Хоффман вспоминал: «Это была какая-то чертовщина… Представьте себе: вы видите, как этот огромный телескоп неподвижно парит над отсеком полезной нагрузки, и в то же время и вы, и он мчитесь со скоростью 29 000 км/час».
Швейцарский астронавт Клод Николлье при помощи руки-манипулятора корабля «Индевор» захватил телескоп и поместил его на безопасное причальное устройство в отсеке полезной нагрузки. «Мы обменялись рукопожатиями с телескопом мистера Хаббла», – прокомментировал Кови по радио. После этого пойманный телескоп был зафиксирован в отсеке замками. Команда стала изучать свое поле деятельности с помощью камеры, передававшей изображение с конца руки-манипулятора.
На третий день полета Масгрейв и Хоффман стали надевать скафандры для своего первого выхода в космос. Их инструменты свисали с контейнеров, закрепленных на груди, а также с длинного приспособления со множеством крючков, которое они называли «кукан».
Оказавшись в пустоте за бортом космического корабля, увешанные торчащими во все стороны инструментами и механическими конечностями, астронавты начали обустраивать свое рабочее место в грузовом отсеке шаттла. Они делали это по образцу того, как слесарь обустраивает верстак: рядом с местами, подлежавшими ремонту, помещали инструменты – какие-то из них были действительно необходимы, а другие имелись на всякий случай. «У нас были молотки, ножовки, монтировки, – вспоминает Масгрейв. – К счастью, ни один из этих грубых инструментов не потребовался, но мы были готовы применить и их».
Затем Хоффман укрепил ножной якорь на конце руки-манипулятора шаттла и пристегнул свои ноги к нему. Николлье, управляя манипулятором изнутри «челнока», отправил длинную механическую руку и своего коллегу Хоффмана вместе с ней в «путешествие» вокруг телескопа, чтобы получить возможность поближе рассмотреть его. Поначалу Хоффман отдавал Николлье команды, как именно его перемещать на манипуляторе, но по мере того, как набирался опыт, Николлье научился предвидеть действия Хоффмана и в нужный момент передвигал его, куда требовалось, – так между ними установилась бессловесная связь.
В какой-то момент случилось то, что потом назвали «великая охота на винтик»: небольшой винт выскользнул из сумки с инструментами и стал улетать прочь из отсека полезной нагрузки – а он мог представлять собой опасность и для «Хаббла», и для тонких механизмов самого шаттла. Николлье повез Хоффмана далеко за пределы отсека, чтобы тот мог поймать винт, но манипулятор двигался слишком медленно, и догнать винтик не получалось. Пилот корабля Кэн Бауэрсокс, который также был и дублером-оператором руки-манипулятора, воспользовался компьютером и изменил кое-какие параметры настройки. У него получилось ускорить перемещения руки, и так Хоффман поймал винтик.
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.