Инженер NASA, исследовательница гиперскоростных ударов и автор «космического щита» Джин Ли Крюс посвятила карьеру тому, чтобы сделать космос безопаснее. Благодаря ее разработкам сегодня защищены МКС, спутники и астронавты. Forbes Woman рассказывает, как Крюс создала технологию, без которой невозможно представить современные космические полеты
Сегодня космос загрязнен не меньше, чем Земля. «Мертвые» спутники, использованные ступени ракет и их обломки превратили околоземное пространство в опасную зону. По данным NASA, сегодня на орбите находится более 25 000 отслеживаемых фрагментов мусора размером свыше 10 см и миллионы более мелких частиц. Их общий вес — около 9000 т, и все они движутся со скоростью до 10 км/с, и этого достаточно, чтобы даже крошечный осколок пробил корпус космического корабля.
Астронавтам на Международной космической станции приходится регулярно укрываться в спасательных капсулах или выполнять «маневры уклонения» — корректировать траекторию станции, чтобы избежать столкновения с обломками. В 2024 году, например, экипаж экстренно изменил орбиту из-за приближающихся обломков: российский корабль, пристыкованный к станции, включил двигатели на пять минут (что разрешено делать только в экстренном случае из-за четко рассчитанного расхода топлива), чтобы отвести станцию от опасной зоны. В 2009 году на телескопе Хаббл обнаружили почти 700 следов ударов мелкими частицами размером больше 0,3 мм. Эти повреждения проявляются в виде трещин, вмятин и кратеров, которые постепенно ослабляют корпус и сокращают срок службы аппарата.
Угроза распространения космического мусора получила название «синдром Кесслера» — в честь консультанта NASA Дональда Кесслера, который в 1978 году впервые предупредил, что столкновения крупных фрагментов будут порождать все больше мелких обломков, превращая орбиту в опасную ловушку. В 1980-х эту проблему взялась решать Джин Ли Крюс — инженер NASA, чьи разработки навсегда изменили подход к защите космических аппаратов. Именно она разработала технологию, которая оберегает МКС, спутники и космические корабли от разрушительных ударов.
Telegram-канал Forbes Woman
Про женщин, которые меняют мир
Мечта о космосе
Джин Ли Крюс родилась в 1939 году в США в семье летчика ВВС, и с самого детства ее окружала атмосфера полетов — отец часто рассказывал о самолетах и службе. Джин рано увлеклась наукой, и родители никогда не ограничивали ее любопытство. «Если мне нравилась астрономия — они покупали мне телескоп. Если я хотела рассматривать воду — у меня появлялся микроскоп. Что бы я ни захотела, родители всегда меня поддерживали. Думаю, это было самым важным — они никогда не говорили «ты не сможешь это сделать» или «это не для тебя». И это было прекрасно», — вспоминала потом Ли Крюс.
В 1957 году, когда СССР запустил первый искусственный спутник Земли, мир охватила космическая гонка. Для 17-летней Джин это стало моментом озарения. «Я помню, как увидела «Спутник» и сказала: «Вот это да». А потом подумала: «Хочу быть астронавтом», — рассказывала Ли Крюс. Тогда она еще не знала, что первыми астронавтами станут исключительно военные летчики-испытатели.
Чтобы приблизиться к своей мечте, Джин поступила в Техасский университет в Остине на инженерное направление. Аэрокосмических программ тогда еще не существовало, поэтому она выбрала аэронавтику. По результатам одного из учебных тестов ее пригласили на экспериментальную образовательную программу. «Я согласилась, не имея ни малейшего представления, во что ввязываюсь», — вспоминала позже Ли Крюс. Программа оказалась настоящим вызовом: первокурсники занимались бок о бок с аспирантами и изучали предметы, которых даже не было в основном учебном плане. «Сейчас это кажется смешным, — говорила Крюс, — но тогда мы были потрясены. Было страшно и сложно, но это подталкивало меня прыгать выше головы».
Диплом инженера в Техасском университете Ли Крюс так и не получила: выбранная ею экспериментальная программа была рассчитана на тех, кто планировал продолжить обучение и защищать докторскую диссертацию. «Я хотела скорее начать карьеру и попробовать попасть в космос», — вспоминала Джин. На последнем году обучения она перевелась в Университет Флориды в Гейнсвилле, там получила диплом по аэрокосмической инженерии, затем прошла углубленные курсы и окончательно определилась с выбором профессии: теперь ее путь к NASA стал более чем реальным.
Инженер NASA
После окончания университета Джин Ли Крюс недолгое время работала младшим математиком на военной базе Patrick Air Force Base во Флориде (сегодня — Patrick Space Force Base) неподалеку от мыса Канаверал вместе со своим отцом. База тогда была одним из центров космической программы США: здесь разрабатывались и тестировались технологии для будущих полетов в космос. Джин занималась обработкой данных с баллистических камер (они используются для съемки летящих снарядов) и участвовала в расчетах для систем ракетных запусков.
В 1964 году Джин Ли Крюс пришла работать в NASA и стала одной из первых женщин-инженеров агентства. «Я была единственной женщиной в отделе, и коллеги просто не знали, что со мной делать. В те времена все много курили, и за мной даже ходил молодой парень с маленькой пепельницей, повторяя: «Там женщина. Что нам с ней делать?» Мне приходилось работать вдвое больше, чтобы меня заметили. Это может звучать как стереотип — «трудись, и тебя заметят», — но моя жизнь действительно была такой. Команда просто не понимала, на что я способна», — описывала Ли Крюс начало работы.
Ее первые годы в NASA были посвящены программе «Аполлон» — Ли Крюс занималась разработкой аварийных методов навигации, которые могли пригодиться в случае отказа бортовых компьютеров. Она разработала систему, которая помогала ориентироваться по звездам и наземным объектам, для чего составила каталог таких объектов с точными координатами.
При работе над программой «Аполлон» Джин стала одной из первых женщин, совершивших полет в невесомости. «Добыть разрешение было невероятно сложно. Женщина в полете? Это казалось невозможным. Но я добилась своего. Единственное условие — мне пришлось надеть огромные мужские ботинки восьмого размера (примерно соответствует российскому 41-му размеру. — Forbes Woman). Я сказала: «Если придется прыгать, я их просто сниму». Мне ответили: «Правила есть правила, другого размера нет», — рассказывала она. Этот полет был не просто символическим: Ли Крюс лично проверила, насколько удобно астронавтам пользоваться навигационными материалами в условиях невесомости.
От коллег Джин Ли Крюс часто слышала: «Мы не хотим, чтобы журналисты знали, что у нас есть женщина-астронавт, поэтому тебя нельзя снимать, когда ты выходишь из кабины корабля». При этом Джин оказалась единственной, кто мог часами работать в симуляторе полета. Благодаря ее выносливости команда быстро разработала новую систему сближения космических кораблей.
Помимо работы над «Аполлоном», Джин Ли Крюс участвовала в создании орбитальной станции Skylab. «Когда начался Skylab, экспериментов было запланировано так много, что между учеными и астронавтами постоянно возникали конфликты, — вспоминала Джин. — Ученые видели только свою установку и боялись, что астронавт что-то сломает. А астронавты считали, что требования ученых нереалистичны. Тогда решили: «Пусть Джин будет посредником — возможно, она устроит обе стороны». До этого мне уже приходилось добиваться, чтобы группа астронавтов хотя бы о чем-то договорилась. Это было непросто: диспетчеры, представители ВМС И ВВС постоянно спорили. Чудо, что я вообще выжила».
Космический щит
В 1981 году The New York Times писала, что на орбите Земли находятся 3419 фрагментов космического мусора, «включая отработанные корпуса ракет, гайки, болты — обломки космических аппаратов, созданных не только Соединенными Штатами и Советским Союзом, но и всеми остальными странами». К концу ХХ века их уже было более 35 млн — общей массой свыше 3000 т. «Каждый раз, когда космический шаттл поднимается на орбиту, он сталкивается с частицами мусора. Пять самых больших попаданий, что мы фиксировали, были от объектов всего в 1–3 мм», — говорил в 1998 году доктор Джефф Тиалл, специалист по орбитальным обломкам NASA.
В 1980-х исследованиями таких гиперскоростных ударов занялась Джин Ли Крюс. К тому времени в NASA уже велись разработки специальных защитных экранов — например, задолго до первых полетов в космос, в 1940-х, инженер Фред Уиппл предложил конструкцию, представлявшую собой две алюминиевые пластины с зазором между ними (первая пропускала частицы, но гасила их ударную силу перед соприкосновением со второй). В 1982 году Ли Крюс начала разрабатывать бамперы из композитных материалов. Она комбинировала керамическую ткань (из нее делают изоляцию для промышленных печей), кевлар, вспененный алюминий, чтобы сделать экран одновременно прочным, гибким, тонким и легким. Ли Крюс разработала несколько вариантов таких экранов, один из которых до сих пор используется на МКС.
Инженер вспоминала, что ей порой приходилось доказывать важность своей работы: «Никто особо не хотел слышать о защите». Ли Крюс же постоянно думала о том, как собрать мусор на орбите, как уберечь от падений крупных объектов Землю. Она, например, предложила концепцию гигантского надувного «шара-ловушки» диаметром около 10 км, который мог бы замедлять и улавливать крупные фрагменты мусора на орбите. «Это может быть дорого и технически сложно, но это точно не безумие», — говорила ученая. Эта разработка так и осталась на бумаге, но начала дискуссию о том, как очистить околоземное пространство.
Ли Крюс вышла на пенсию в 2002 году, а исследовательский центр NASA и лаборатория, в которых она работала, были расформированы. «Первый год я чувствовала себя потерянной. Ты не знаешь, кто ты, — признавалась она. — Я должна быть Джин Ли Крюс, той — простите — стервой, которая заправляет лабораторией, ведьмой. Я не знаю, должна ли это говорить, но, в любом случае, для меня [оскорбления] были нормой. Меня это никогда не беспокоило. Я всегда знала, что сделала что-то хорошо, когда уходила с совещания на 200 человек и слышала: «Стерва». Спустя пять лет ученая признавалась, что скучает по работе, но осознает, что уже не успевает за прогрессом: «Безопасность экипажа — область, в которой нужно быть в курсе всех новейших данных. Да, я могла бы консультировать, но не стала бы получать деньги за то, в чем не уверена на 100%. Я не готова работать вполсилы».