Ezek a tudósok kevesebbért küldtek rakétát a Marsra, mint amennyibe “A marslakó”

2013. november 5-én egy rakéta indult a Mars felé. Ez volt India első bolygóközi küldetése, a Mangalyaan, és egy óriási szerencsejáték. A nagy űrszervezetek – a NASA, Oroszország, Japán vagy Kína – által a Marsra küldött küldetéseknek mindössze 40 százaléka volt sikeres. Egyetlen űrszervezet sem járt sikerrel első próbálkozásra. Ráadásul az indiai űrszervezet, az ISRO nagyon kevés pénzzel rendelkezett: míg a NASA Mars-szondája, a Maven 651 millió dollárba került, addig ennek a küldetésnek a költségvetése 74 millió dollár volt. Összehasonlításképpen: A marslakó című film költségvetése 108 millió dollár volt. Ja, és az ISRO csak 18 hónappal azután küldte fel a rakétát, hogy elkezdődött a munka rajta. Néhány hónappal és több millió kilométerrel később az orbiter felkészült arra, hogy belépjen a Mars gravitációjába. Ez volt a kritikus pillanat. Ha az orbiter rossz szögben lép be a Mars gravitációjába, akár csak egy fokos eltéréssel, akkor vagy a Mars felszínére zuhan, vagy elrepül mellette, elveszve az űr ürességében.

Tovább

A Földön a tudósokból és mérnökökből álló csapata várta a jelet az orbitertől. Ritu Karidhal, a küldetés tervezője 48 órát dolgozott egyfolytában, a várakozástól fűtve. Minal Rohit gyerekkorában a tévében nézte az űrmissziókat. Most Minal várta a híreket az orbiterről, amelynek tervezésében ő és kollégája, Moumita Dutta segítettek.

Amikor végre megérkezett a jel, a küldetésirányító teremben kitört az ujjongás. Ha az ember egy ilyen szobában dolgozik, mondja Nandini Harinath műveleti igazgatóhelyettes, “már nem kell thrillerfilmet nézni ahhoz, hogy izgalmat érezzen az életben. Ezt a mindennapi munkád során érzed.”

Nem ez volt a küldetés egyetlen sikere. Egy kép, amelyen a tudósok ünnepelnek a misszió irányítótermében, vírusszerűen terjedt el. A lányok Indiában és azon túl új hősökre tettek szert: olyanokra, akik száriban járnak, virágot kötnek a hajukba, és rakétákat küldenek az űrbe.

A rakéta indul. Nem fog megvárni senkit.

Amikor Moumita Dutta kilencedikes volt, a fényt tanulmányozta, és lenyűgözőnek találta. Ez a megszállottsága vezetett a mérnöki tanulmányaihoz. 2006-ban az indiai Kolkata keleti városában tartózkodott, amikor az újságban olvasta, hogy India az első Hold-küldetésére készül. Ez egy esély volt arra, hogy bepótolja azt a nemzeti lehetőséget, amelyet India fél évszázaddal korábban elmulasztott. Az ISRO-t a 60-as évek végén hozták létre, a holdverseny sűrűjében. De mint egy újonnan függetlenné vált, rendkívül korlátozott erőforrásokkal rendelkező ország űrszervezete, az ügynökség soha nem vett részt benne. India 2008-as Hold-missziója hosszú időn át készült, és éppoly történelmi, mint amilyen úttörő volt. “Úgy gondoltam, hogy azok az emberek, akik ezen dolgoztak, nagyon szerencsések voltak.” Moumita otthagyta a külföldi PhD-felajánlást, és átköltözött a fél országon, hogy csatlakozzon az ISRO Hold-küldetéséhez.

Amikor az ISRO 2012-ben bejelentette a Mars-küldetést, az elsődleges cél az volt, hogy olyan képességet építsen ki, amellyel beléphet a Mars gravitációjába, és ha már ott van, tudományos kísérleteket végezzen. A küldetést, különösen az ország korlátozott erőforrásait figyelembe véve, rekordidő alatt kellett volna megvalósítani. A rakétát akkor kellett elindítani, amikor a Föld és a Mars közötti távolság a legrövidebb, 2013 közepén: mindössze 18 hónap állt rendelkezésre arra, hogy mindent megtervezzenek, megépítsenek és teszteljenek a fedélzeten. Az orbiternek a bolygó mögül kellett ellipszis alakú pályára állnia a Mars körül, megszakítva minden kommunikációt a Földdel a küldetés legkritikusabb szakaszában. Ehhez teljes autonóm képességet kellett kifejleszteni, hogy működőképes maradjon. Az orbiter 5 érzékelőt hordozhatna tudományos kísérletek elvégzéséhez. A kikötés: ezeknek együttesen 15 kilogramm, azaz 33 font alatt kellene maradniuk.

Moumita ismeri a szenzorokat. Most az volt a feladata, hogy megépítsen és teszteljen egy olyan tudományos műszert, amely a világon elsőként a Marson található metán kimutatására szolgál.

Kiderült, hogy az érzékelő, amelyen Moumita dolgozott, nem is lehetne időszerűbb. 2014-ben a NASA marsjárója, a Curiosity metánkitörést észlelt közvetlen környezetében. Mivel a metán jelenléte arra utalhat, hogy valaha élet vagy víz volt a Marson, ez izgalmas felfedezés volt. Az érdemi következtetések levonásához azonban olyan tudományos műszerre van szükség, amely a legkisebb mennyiségű metánt is képes kimutatni a Mars teljes felszínén, méghozzá minden évszakban, hónapokon és éveken át. Az összegyűjtött adatok átkutatása “olyan lenne, mintha Istent keresnénk”, ahogy Moumita fogalmaz, “persze ebben az esetben Isten a mi tudományos célunk.”

A keresés igényes érzékenysége alakította ki az ISRO Marsra szánt metánérzékelőjének tervezését. Moumita ezt a küldetést megelőzően 12-14 hasznos teherrel dolgozott, de ez egy másik állat volt. “Olyasmit építettünk, amit még soha nem építettek, így minden nap egy új kihívás volt” – mondja.”

Moumita és kollégái arra a következtetésre jutottak, hogy a legjobb esélyük a finom mérések rögzítésére egy olyan optikai szűrő kiválasztásában rejlik, amelyet még soha nem repültek bolygóközi küldetéseken: az etalon. Ezt nem tesztelték, de elég érzékeny volt ahhoz, hogy a legkisebb mennyiségű metánt is kimutassa, és az érzékelő súlyát 3 kg alá, azaz 6,5 fontra csökkentette volna. Moumita kitalálta, kifejlesztette és végrehajtotta az etalon tesztjeit. Annyira kritikus volt a kísérlet sikere, hogy az ISRO elnöke és igazgatói jelen voltak a teszteknél.

Főnökei szeme láttára az ideges Moumita megkezdte a próbaüzemet. “Betettem az etalont a tesztfelszerelésbe, annyira izgatottan vártam, hogy lássam, megadja-e azt a teljesítményt, amit kerestünk” – mondja. Ezután egy apró metáncellát helyezett az etalon és a párhuzamos fénysugarak közé a berendezésbe. Az etalonból érkező jel lecsökkent. “Amikor ezt megláttam, azt gondoltam, hogy “hűha!”. Elérzékenyültem. Amit építettünk, az valóban képes volt metánt detektálni. Tudtuk, hogy ez működni fog!”

A szenzor a Marsra repülne, és Moumita érintésével. Már csak hónapokig tartó 18 órás munkanapok voltak hátra, hogy a küldetés az abszurdan optimista időbeosztás szerint elinduljon. Moumita számára az időnyomás nem volt kérdés.

“Hosszú órák vannak” – mondja. “De amikor arra gondolok, hogy az érzékelő, amelyen dolgozom, a honfitársaim hasznára válik, úgy érzem, megéri.”

“Amikor a fikcióból valóság lesz, nem fogod tudni.”

India az ellentmondások országa. Van a gazdaságát növelő India, aztán van a szélsőségesen egyenlőtlen jövedelmű India. Az egyik India megmutatja a lányainak, hogy rakétatudósok lehetnek belőlük, a másik nem biztosítja neki az oktatáshoz és a biztonsághoz való jogot. Míg az egyik India a legrövidebb útvonalon halad a Mars felé, a másik India továbbra is megközelíthetetlen marad közúton.

A 80-as években az indiai Rajkot kisvárosban nőtt fel, Minal Rohit a televízióban nézte egy műhold indítását. Olyan izgalmas volt, hogy azt gondolta: “kaam karna hai toh aisa karna hai.”

Ha dolgozni kell, akkor ilyen munkát végezz.”

A küldetésorientált lányok és nők számára az indiai kultúra néha klausztrofób lehet, és a karrier a lázadás aktusának tűnhet. Minal szülei soha nem engedték, hogy ez a kultúra áthassa az otthonukat. Amikor azt javasolták neki, hogy ne folytasson további tanulmányokat – “Hogyan találna megfelelő házastársat?” -, az apja ezt nem tűrte. “Apám hajthatatlan volt” – mondja. Azt mondta, “majd ő maga talál magának párt, ha nem talál, de a lányom tanulni fog”. Ennek ellenére a mérnöki pálya akkoriban szokatlan pályaválasztás volt Rajkotban, különösen a nők számára, és Minal úgy döntött, hogy az orvostudomány megfelelőbb lenne. Minal szülei egy gudzsarati iskolából angol tannyelvű iskolába helyezték át. Amikor nem ment át az orvosi felvételi vizsgákon, arra bátorították, hogy inkább a mérnöki pályán próbálja ki magát.

Ez volt persze az, amiről gyerekkorában álmodozott.

Minal az ISRO-nál kezdte pályafutását, ahol az ügynökség kommunikációs műholdjainak segítségével orvosi és oktatási hozzáférést biztosított vidéki Indiában, ahol az ilyen szolgáltatások emberek ezreinek életét változtatják meg. Szerencsés volt, hogy szülei és férje is támogatták. De a lendülete nem csillapodott. “Az élet kényelmes, ezért meg kell találnom a módját, hogy a munkám során újra és újra kitörjek a komfortzónámból” – mondja. Különben “amikor a fikcióból valóság lesz, nem fogod tudni.”

A Mars-küldetés olyan messze volt a komfortzónától, amennyire csak egy küldetés lehet.”

A lehetetlen időzítés rákényszerítette az innovációt. Egy átlagos küldetés olyan, mint egy váltóverseny. Az alrendszer-csapatok, mint Moumita optikai csapata, megépítik az eszközeiket, majd átadják azokat a rendszerintegrációs csapatnak. Ez a csoport biztosítja, hogy az összes alrendszer – optika, elektronika, mechanika – harmonikusan működjön együtt, és megfeleljen a teljesítménykritériumoknak. Ezután a rendszert továbbítják, hogy integrálják az orbiter egy modelljébe, a minősítő modellbe, amely szigorú teszteknek vetik alá. Az orbiter, amely végül, végre repül, ennek a modellnek a másolata.

“Gondoljunk erre úgy, mint az idősebb fiúra és a kisebbik fiúra” – mondja Minal. “A fiatalabb fiú kapja az összes figyelmet, míg az idősebb fiúnak minden nehézségen át kell esnie. Tehát ha az idősebb fiú teljesíti a szigorú teszteket, az azt jelenti, hogy a fiatalabb fiú is biztosan teljesíteni fogja. Általában csak akkor gondolkodnak a repülési modellről, ha a kvalifikációs modell már elkészült.”

De nem ez volt a helyzet a Mars-küldetés esetében, amely nem engedhette meg magának azt a luxust, hogy váltóversenyt folytasson. Ez inkább egy zsonglőrködés volt. “A kvalifikációs modell és a repülési modell párhuzamosan épült” – mondja Minal.”

Az ő szerepe az volt, hogy segítsen a metánérzékelő összetevőit egy finoman hangolt tudományos műszerré integrálni. Normális esetben minden munkáját a minősítő modellben végezte volna, egy hibahatárral, amelyet a végleges repülési modellben lehetett volna korrigálni. De mivel a határidő betartása érdekében mindent átfedtek, ez a hibahatár nem létezett.

“Az űrben egyetlen hiba sem elfogadható” – mondja. “Mi ezt zéró hibának hívjuk.” Így amikor az utolsó fázisban minden műszer beérkezett tesztelésre mind a minősítő, mind a repülési modelleken, emlékszik vissza Minal, “nagy volt a nyomás. Egyetlen hiba sem volt elfogadható, még egyetlen vezeték csatlakoztatása sem. Azt mondanám, hogy még az a türelem is próbára volt téve ebben a küldetésben, amit a saját fiammal szemben nem tartok meg.”

Minal aprólékosan kidolgozta a metánérzékelő alrendszereinek integrálására vonatkozó terveket és eljárásokat. Általában, amikor az alrendszerek integrálásra megérkeznek Minal asztalára, az alrendszerek mérnökei már teljes körűen tesztelték és hitelesítették őket. Ennél a küldetésnél, meséli Minal, “még mindig az alrendszerek csapatai tesztelték őket. Szóval szóban kellett bíznunk, dokumentumok vagy tanúsítványok nélkül, csak a mérnöktől, aki azt mondta, hogy “oké, az én módszeremmel teszteltem, most már átveheted”. Ennyi!” Nevetve hozzáteszi: “Imádkoztam Istenhez, hogy amikor megnyomom a bekapcsoló gombot, bekapcsoljon, és ne robbantson fel valamit!”

Nem történt robbanás. Az orbiter felkészülhetett arra, ami számított: a robbanásra az űrbe.

“Néztem a sötétséget, és azon tűnődtem, mi van mögötte.”

A Föld és a Mars közötti átlagos távolság 225 millió kilométer. Ez azt jelenti, hogy a Mars orbitertől érkező jelnek 12 percbe telik, mire megérkezik a földi irányításhoz. Tizenkét gyötrelmes perc, mire potenciálisan tudod, hogy valami nincs rendben, és további 12 végtelen perc, mire a korrekcióra vonatkozó parancsod eléri az orbitert. Ha az orbiter a katasztrófa szélén áll, akkor ez a 24 perc valószínűleg végzetes lehet.

Ez az oka annak, hogy egy Mars körüli keringő űrhajónak képesnek kell lennie a teljesen autonóm működésre. Az ISRO tudóscsapata minden egyes űrmisszióval bővíti képességeit. A 2007-es Hold-küldetés során a Föld gravitációjából való kilépés képességét fejlesztették ki. A Mars-missziónak ehhez egy olyan autonóm szoftverrendszert kell hozzátennie, amely elég fejlett ahhoz, hogy bármilyen problémát diagnosztizáljon és önkorrigáljon, ami a világűrben felmerülhet.

A rendszer tervezését és fejlesztését Ritu Karidhal missziótervező vezette. “Olyan, mint az emberi agy. Olyan szenzoroktól kap jeleket, mint a szemed, a füled, az idegvégződések. Ha bárhol a testedben probléma van, az agyad azonnal reagál. Ezt kellett megépítenünk az orbiterhez tíz hónap alatt a semmiből. Minden egyes elemet – érzékelőket, aktivátorokat, motorokat – meg kellett fognunk, és meg kellett értenünk, hogyan viselkedhetnek vagy viselkedhetnek rosszul.”

Amikor Ritu először kezdett érdeklődni az űr iránt, nem igazán gondolta, hogy ennyire technikai lesz. Aztán megint csak három éves volt. “Mindig azt kérdeztem, hogy miért nő egyre nagyobbra és kisebbre a Hold. Néztem a sötétséget, és azon tűnődtem, mi van mögötte” – emlékszik vissza Ritu. “Azt hittem, az űrkutatás csak a csillagászatról szól, a csillagok megfigyeléséről. A valóságban ez nagyon technikai munka.”

Tizenkilenc évvel ezelőtt Ritu elhagyta szülővárosát, az indiai Lucknowt, és átköltözött az országon, hogy tudós legyen. “Nem volt könnyű döntés, de a szüleim mindig támogattak” – mondja.”

A 2013 novemberi kilövés napján ezek az álmok találkoztak a valósággal, amikor Ritu a küldetésirányító teremben a monitorokat bámulta. Az autonóm rendszerét a végső tesztre szánták.

A teremben volt még Nandini Harinath, a küldetés műveleti igazgatóhelyettese.

Nem volt egy konkrét pillanat, ami kiváltotta Nandini érdeklődését a tudomány iránt. “Édesanyám matematikatanár volt, édesapám a fizika nagy szerelmese. Azt hiszem, számomra a tudomány mindig is ott volt” – mondja Nandini. A matematika olyan gyakori beszédtéma volt otthon, hogy Nandini úgy véli, már azelőtt megismerkedett vele, hogy megtanult volna beszélni. Emlékszik, hogy édesapjával együtt addig tanulmányozta a csillagképeket, amíg fel nem ismerte a különböző csillagokat Bangalore éjszakai égboltján. “Természetesen nem gondoltam, hogy valaha is csatlakozom az ISRO-hoz, de 21 évvel ezelőtt ez csak úgy megtörtént.”

A Mangalyaan esetében Nandini végezte a matematikát, hogy meghatározza a Marsra vezető pályát.

A felszállások során Nandini azt mondja: “Mindig pillangók vannak a gyomromban”. Miután az orbiter elindult, a csapatnak kritikus műveleteket kellett végrehajtania, hogy az elhagyja a Föld gravitációját a Mars felé. Ahogy Nandini leírja, ezek “egyszeri esetek voltak. Vagy jól csinálod, vagy nem”. Az orbiter egy előre meghatározott csúzli-szerű pályát követett, hatszor-hétszer megkerülve a Földet, minden egyes fordulatnál beindítva a hajtóműveket, míg végül elég sebességre tett szert ahhoz, hogy pontosan a megfelelő szögben hagyja el a Föld befolyási övezetét a vörös bolygó felé. A küldetés első szakasza véget ért.

Kilenc hónappal később az orbiter készen állt arra, hogy egy új világba lépjen: A Mars.

A köztes időben Nandini a küldetésirányításon dolgozott, hogy megbizonyosodjon arról, hogy a Mars-szonda követi a pályát, amelynek kiszámításában és megtervezésében ő is segített. Ha a kapszula letért a tervezett pályáról, a csapatának megvoltak az eszközei, hogy visszairányítsa. Miközben Nandinit a Mars-küldetésen tesztelték, a lánya az érettségi vizsgáit tette le. Nandini éjfélkor tért vissza a küldetésirányító szobából, és hajnali 4-kor ébredt, hogy a lányával együtt tanuljon.

De 2014. szeptember 24-én már nem volt lehetőség a kiigazításra: eljött az idő, hogy a Mangalyaan magától repüljön, azzal a rendszerrel, amelynek tervezésében Ritu segített. Aznap reggel 7 órakor az orbiter jelet küldött, amely megerősítette, hogy a fedélzeti autonóm rendszer szekvenálója elindult. Készen állt arra, hogy belépjen a Mars gravitációjába. Az orbiter aktivátorok és kerekek segítségével addig tájolta magát, amíg egy fokos hibahatáron belüli behatási szöget nem ért el.

Huszonegy perccel később, a terveknek megfelelően, a hajtómű beindult. Négy perccel ezután a jel leállt. Az orbiter a Mars mögé került. Ha a megfelelő szögben lépett be a Mars gravitációjába, akkor jelet küldött volna vissza a Földre. Ha nem, a Mangalyaanról soha többé nem hallottunk.

“Minden percben – emlékszik vissza Ritu – nyomon követtük az adatokat, hogy megpróbáljuk kiszámítani, történt-e anomália”. De természetesen nem volt mód arra, hogy magát a küldetést megváltoztassuk. A következő 26 percben Ritu és Nandini csapatai a küldetésirányító terem teljes csendjében vártak.”

Akkor, reggel 8 órakor egy jel érkezett a Földre. És a világ látta az ünneplést, nemcsak az indiai tudománynak, hanem a középpontjában álló csodálatos nőknek is.

“Világszerte az agyak fele a nőkben van.”

Asztrofizikus Vera Rubin, aki felfedezte a sötét anyagot, híres írása szerint három alapfeltevése van a nőkkel kapcsolatban a tudományban:

“Nincs olyan probléma a tudományban, amelyet egy férfi ne tudna megoldani, és amelyet egy nő ne tudna megoldani. Világszerte az agyak fele nőkben van. Mindannyiunknak engedélyre van szüksége a tudományhoz, de a történelemben mélyen gyökerező okokból ezt az engedélyt gyakrabban adják meg a férfiaknak, mint a nőknek.”

Nandini szomorúan egyetért azzal, hogy hazájában még mindig ez a helyzet a legtöbb nő esetében. “Talán a kultúránk miatt van ez így” – mondja. “Olyan nagy nyomást helyez a nőkre, hogy még ha ambiciózus is, és megvan a tehetsége ahhoz, hogy messzire jusson, akkor sem tud, hacsak nem kap teljes támogatást otthon.”

Mégis az ISRO női dolgozói hatással lehetnek erre. Ezek a hősök a lehetőségeiket a szüleik engedélyéből és – csendes vagy egyéb – támogatásából merítik. Az indiai űrügynökség névsora azt jelzi, hogy mások is követik őket. Ma, mondja Moumita, “Az ISRO-nál az űrkutatásban dolgozó nők száma az elmúlt néhány évben az egekbe szökött. Ez azt mutatja, hogy nagyobb a támogatottsága annak, hogy a nők bekapcsolódjanak az ilyen munkába.”

Az ISRO műszaki személyzetének csaknem negyede ma már nő. Hosszú út áll még előttünk, de az űrmissziók olyan trükkösek, hogy minden kéznek – minden agynak – a fedélzeten kell lennie. Ha a csillagok után nyúlunk, nem építhetünk üvegplafont a Föld és az űr közé.”

Ez az, ami a pályára állókat az űrbe, a tudósokat pedig a rivaldafénybe repíti. És aztán a körforgás folytatódhat – egy stafétafutás, amelynek eljött az ideje -, ahogy a lányok meglátják a küldetésirányításban a sáriákat, és rájönnek, hogy ők is képesek erre.

“Ha van egy igaz kívánságod, el fogod érni, akár így, akár úgy” – mondja Minal Rohit, akinek érzékelője továbbra is metánt mér a Marson. “Mindig azt mondom, tartsatok rövid távú célokat, hogy megtaláljátok a motivációt a teljesítésükhöz. Aztán tarts valahol az agyadban egy végső célt, egy világos kijelentést arról, hogy mit akarsz az életben. One big dream, many small dreams.”

“Helping the common man is my big dream,” she says, “Mars was a small dream. Now I think: what next?”

The sky is not the limit.