Любая космическая миссия — это очень дорогой проект, а если речь об отправке аппаратов к другим планетам, то и подавно. В то же время каждая попытка освоения космоса несёт в себе большие риски, ведь множество вещей может пойти не так: от аппаратных поломок до глюков в программном обеспечении (а ведь ещё есть и «внешние» факторы наподобие столкновений с космическим мусором или метеоритами). Полностью осознавая это, инженеры космических агентств стараются продумать всё наперёд и обезопаситься, но их старания увенчиваются успехом далеко не всегда.
Одна из самых известных неудач космического масштаба (во всех смыслах этого слова) связана с обычным дефисом (почти). В этой статье разбираемся, как она возникла и какие выводы сделали учёные для избавления от подобных ошибок в дальнейшем.
Оплошность вдвойне досадна из-за того, что миссия была дебютной
22 июля 1962 года к Венере должен был направиться «Маринер-1» — первая автоматическая межпланетная станция программы «Маринер», предназначенной для изучения ближайших к Земле планет. Космический аппарат создавался для определения температуры Венеры, а также измерения магнитных полей и заряженных частиц вблизи планеты. По сути, на этом миссия «Маринера-1» и заканчивалось.
Тем не менее запуск первого аппарата на Венеру был важен не только для науки, но и по политическим соображениям: это было очередным этапом космической гонки США и СССР. После освоения Луны именно Венера стала наиболее привлекательной целью для учёных — как минимум потому, что она является ближайшей к Земле планетой.
Лучшее время для отправки миссий на нашу соседку наступает каждые 19 месяцев, когда Земля и Венера максимально приближаются друг к другу. Именно к этому моменту и решили привязываться учёные: в 1957 году ни у одной из сверхдержав не было необходимых технологий, а к 1959-му американцы не успели создать нужные зонды. В 1961 году США не запустили ни одну космическую миссию, а вот СССР отправил «Венеру-1» — он стал первым космическим аппаратом, пролетевшим мимо этой планеты.
После этого американцам нужно было дать свой ответ, и им стал «Маринер-1».
💡 В отличие от «Пионеров» и «Вояджеров», станции программы «Маринер» предназначались для сравнительно недолгого функционирования в космосе — от нескольких месяцев до трёх лет.
Роковой дефис (не совсем и не только он)
Миссия по запуску «Маринера-1» пошла не так с самого начала — практически сразу после взлёта ракета-носитель «Атлас-Аджена» стала отклоняться от заданной траектории. Учёные отправили ей корректирующие команды, но они привели к ещё большему отклонению, что создало угрозу кораблям в северной части Атлантического океана и близлежащим населённым пунктам. Из-за этого аппарат пришлось уничтожить — офицер безопасности полигона отправил ракете команду самоуничтожения всего через 293 секунды после старта.
На выяснение причин случившегося у специалистов было не слишком много времени из-за лимитированного стартового окна (периода, в который ракету можно отправить в космос без риска столкновения с другими аппаратами). Они выдвинули несколько гипотез, и официальное заключение было сделано менее чем через неделю. Причиной назвали комбинацию факторов.
По официальной информации, в ходе запуска ракета-носитель на короткое время потеряла связь. На тот момент такое уже было не редкостью, и ракету-носитель заранее запрограммировали на движение по заданному курсу до возобновления связи. Однако к моменту устранения неполадки программное обеспечение ошибочно зафиксировало неустойчивое колебание скорости и попыталась это исправить, что стало причиной для отклонения по курсу. Отправка корректирующих координат сделала ситуацию ещё хуже.
Комбинация двух факторов — потеря связи и некорректная работа бортового компьютера — и привела к тому, что корабль пришлось взорвать.
Впоследствии анализируя программное обеспечение, учёные обнаружили отсутствие в коде надчёркивания:
Без сглаживания, которое и обозначает чёрточка сверху (по-научному она называется «макрон»), программа воспринимала стандартные небольшие изменения скорости как чрезвычайно серьёзные — в результате ПО делало лишние поправки, сбивавшие ракету с курса.
Расследование показало, что макрон затерялся при переносе в программу написанного от руки уравнения. На самом деле, это случилось ещё до подготовки к миссии «Маринер-1» — чёрточка в значении отсутствовала и в предыдущем запуске ракеты-носителя «Атлас-Анджея», но он прошёл успешно, поскольку антенна не потеряла связь и бортовому компьютеру (в ПО которого была ошибка) не пришлось брать управление на себя.
Откуда же появилась история про дефис? Из официальных комментариев сотрудников NASA и прочих ответственных за этот проект, которым пришлось отчитываться перед Конгрессом и обычным населением США. Заявление об «ошибке в пропущенном дефисе» было гораздо проще и понятнее, чем объяснение роли макрона в той злополучной формуле.
Версия про «дефис» быстро разлетелась в СМИ и не только — газета New York Times и писатель Артур Кларк прозвали ошибку «самым дорогим дефисом в истории», что наверняка подогрело интерес общественности к этому случаю и сделало его одним из самых известных среди всех неудач в освоении космоса.
💡 Существует и другая версия неудачи «Маринера-1», согласно которой в выражении «DO17I = 1, 10» была поставлена точка вместо запятой, из-за чего язык Фортран воспринял это как присвоение числа 1.10 переменной DO17I, а не повтор выполнения цикла 10 раз. Впрочем, эта гипотеза не подтверждена официально.
Учёные сделали выводы и переосмыслили подготовку к космическим миссиям
Даже если не учитывать репутационный удар, потеря «Маринера-1» обошлась NASA в 18,5 млн долларов (около 185 млн долларов в пересчёте на курс марта 2023 года).
💡 У NASA была готова копия «Маринера-1» в лице «Маринера-2», и, поскольку проблему дебютанта выявили, его преемника удалось запустить довольно быстро — спустя два месяца, 27 августа 1962 года.
Случай с «Маринером-1» в очередной раз показал не только важность тщательной отладки программного обеспечения перед запуском, но и, что самое важное, подчеркнул необходимость разработки программ таким образом, чтобы незначительные ошибки в ПО не могли привести к критическим сбоям. Учёные полностью осознали это и изменили свой подход, что оказалось полезным на практике — в программах некоторых космических аппаратов проекта «Аполлон» (пилотируемые космические полёты на Луну) содержались ошибки, но они не привели к критическим последствиям в том числе благодаря опыту с «Маринером-1».
К тому же NASA прибегло и к ещё одной стратегии — некоторые космические аппараты программы «Маринер» она начала запускать парами для снижения риска неудачи.
