Пам’ятаю, в 1960–1970-ті я перечитував усі дослідження, що стосувалися рентгенівської астрономії. У 1974 році я прочитав п’ять лекцій у Лейдені (Оорт був серед слухачів), розповівши все про рентгенівську астрономію. Зараз щороку на цю тему виходять тисячі досліджень різних напрямів, утім жодне з них не може охопити всієї галузі. Багато дослідників присвячують усю наукову кар’єру вивченню однієї з десятків окремих тем: поодиноких зір, акреційних дисків, подвійних рентгенівських зір, кулястих скупчень, білих карликів, нейтронних зір, залишків наднової, чорних дір, спалахів рентгенівського випромінювання, рентгенівських струменів, галактичних ядер і скупчень галактик. Перші роки були для мене найфантастичнішими, хоча вони вимагали величезних зусиль: інтелектуальних, фізичних і навіть логістичних. Запуск повітряних куль був таким складним і недешевим, вимагав стільки часу й нервів, що мені важко передати це словами. Однак я спробую.
Вище за хмари: повітряні кулі, рентгенівські детектори й запуск
Перш ніж фізик почне працювати (якщо це не фізик-теоретик, якому достатньо лише аркуша паперу чи екрана комп’ютера), йому потрібно знайти кошти на обладнання, платню аспірантам, а часом і дуже далеку подорож. Щоб отримати фінансову підтримку для своїх досліджень, науковці подають заявки на гранти, які розподіляються в умовах гострої конкуренції. Розумію, що це виглядає не надто привабливо й романтично, але повірте — без цього в науці не відбувається нічого. Нічогісінько.
Ви можете мати чудову ідею експерименту або спостереження, але якщо ви не знаєте, як перетворити її на переможну заявку, то тупцюватимете на місці. Ми завжди змагалися з найкращими у світі, тому й конкуренція була нещадна. Вона досі така чи не для кожного дослідника в будь-якій галузі. Коли ви дивитеся на успішного вченого-експериментатора (у біології, хімії, фізиці, інформаційних технологіях, економіці, астрономії — не має значення), ви бачите людину, котра зрозуміла, як знову і знову обходити конкурентів. У більшості випадків таких людей не назвеш милими й приязними. Саме тому моя дружина С’юзан, що десять років пропрацювала в МТІ, любить повторювати: «У МТІ немає скромників».
Припустімо, ми одержали фінансування, що нам зазвичай вдавалося (мене щедро підтримували Національний науковий фонд і NASA). Підняти на висоту 50 кілометрів повітряну кулю з 900-кілограмовим рентгенівським телескопом (до якого прикріплений парашут), який потрібно повернути неушкодженим, — надзвичайно складно. Для запуску потрібна тиха погода, бо кулі такі чутливі, що найменший подув вітру міг усе зіпсувати. Щоб підняти аеростат високо в атмосферу і потім його відстежити, потрібна інфраструктура: пускові майданчики, засоби для підняття тощо. Оскільки я хотів здійснити спостереження приблизно в напрямку центра Чумацького Шляху (або галактичного центра), де розташовано багато джерел рентгенівського випромінювання, то мав спостерігати з Південної півкулі. Я обрав для запуску Мілд’юру та Еліс-Спрінгс в Австралії. Мені доводилося їхати дуже далеко від дому й сім’ї (у мене вже було четверо дітей), зазвичай на кілька місяців.
Усе, що пов’язано із запуском повітряних куль, коштує дорого. Самі кулі велетенські. Найбільша з тих, які я запускав (на той час вона була найбільшою в історії і, можливо, досі такою залишається), мала об’єм півтора мільйона кубічних метрів. Коли вона наповнювалася газом і летіла на висоті 45 кілометрів, її діаметр приблизно становив 72 метри. Аеростати було виготовлено з дуже легкого поліетилену завтовшки 0,01 міліметра, делікатнішого за харчову плівку і цигарковий папір. Якби під час запуску куля торкнулася землі, то порвалася б. Ці гігантські та прекрасні кулі важили приблизно 300 кілограмів. Зазвичай ми брали із собою одну про запас, і вартість кожної сягала 100 000 доларів — а сорок років тому це були чималенькі гроші.
Виготовлялися аеростати на величезних фабриках. Спершу робили окремі клини — деталі кулі, схожі на мандаринові часточки, — які потім з’єднували за допомогою термоклею. Виробники довіряли склеювання тільки жінкам, бо, за їхніми словами, чоловіки надто нетерплячі й постійно припускаються помилок. Потім нам потрібно було доставити в Австралію гелій для куль, щоб пізніше їх наповнити. А коштував він приблизно 80 000 доларів для однієї кулі. На сучасні гроші це більше ніж 700 000 доларів лише за одну кулю з гелієм, і це не враховуючи запасної кулі, витрат на проїзд, проживання та харчування. Саме так — тут, посеред австралійської пустелі, цілком залежні від погоди, ми намагалися дізнатися таємниці глибокого космосу. І я ще навіть не розповів про Джека. Незабаром я і до цього дійду.
Але повітряні кулі дешевші порівняно з телескопами. На будівництво одного телескопа, надзвичайно складного апарата вагою приблизно тонну, потребувалося орієнтовно два роки, а коштував він мільйон доларів, тобто 4 мільйони на сучасні гроші. Нам ніколи не вистачало грошей одразу на два телескопи. Тому якщо ми втрачали телескоп — а в нас подібне ставалося двічі, — доводилося чекати мінімум два роки. Ми не могли навіть розпочати виготовлення нового телескопа, не отримавши фінансування. Тому втрата цього приладу була справжнісінькою катастрофою.
І не тільки для мене, аж ніяк. Проблеми виникли б і в моїх аспірантів, які брали активну участь у будівництві телескопів, бо на основі наших спостережень, а отже, й цих апаратів, писали свої дисертації. Їхні наукові ступені зависали в повітрі разом з аеростатами.
Також ми потребували сприяння погоди. У стратосфері вирують шалені вітри, швидкість яких становить приблизно 160 кілометрів за годину, які півроку дмуть зі сходу на захід, а півроку — із заходу на схід. Двічі на рік ці вітри змінюють напрямок (ми називаємо це явище розворотом), і тоді їхня швидкість на висоті 45 кілометрів зменшується, що давало нам змогу здійснювати багатогодинні спостереження. Тому ми мали бути в місці, де могли б визначити напрямок і швидкість вітру для запуску кулі під час розвороту. Ми через день перевіряли атмосферу за допомогою метеозондів, які відстежувалися радаром. Зазвичай вони лопалися, щойно піднімалися на висоту приблизно 39 кілометрів. Але передбачати поведінку атмосфери — це не те саме, що пускати металеві кульки по жолобу під час лабораторної демонстрації. Атмосфера значно складніша й менш передбачувана, а наша справа залежала від надійності прогнозів.
І це ще не все. На висоті 9‒18 кілометрів у шарі атмосфери, яку називають тропопаузою, дуже-дуже холодно (−50 градусів за Цельсієм), тому наші кулі ставали надто крихкими. Там також були потужні повітряні течії, які, вдаряючись об кулю, могли пошкодити її. Могло виникнути безліч перепон. Якось мою кулю віднесло в море — кінець телескопу. Уламки обладнання знайшли за дев’ять місяців на пляжі в Новій Зеландії. За допомогою фахівців компанії Kodak нам дивом вдалося відновити дані, що були записані на плівку.
Ми готувалися до запуску знову й знову, а я все одно казав, що хоч би як ми готувалися, нам не бракувало б ще і крихти везіння. А подеколи й багато везіння. Ми привозили обладнання на нашу станцію, що була далеко в пустелі. Потім перевіряли телескоп і калібрували устаткування, щоб переконатися, що все працює. Тоді кріпили до телескопа парашут і нарешті з’єднували все з аеростатом. Уся перевірка на місці і підготовка до польоту займала десь три тижні, а за цей час могли зіпсуватися погодні умови. І нам не залишалося нічого іншого, як сидіти й чекати, підзаряджаючи акумулятори. На щастя, в Еліс-Спрінгс надзвичайно гарно. Це неймовірне місто, що стоїть у пустелі в самому серці Австралії. Ми почувалися наче на краю світу. Погода була ясна, а світанки, коли ми намагалися запустити кулю, — фантастично видовищні: Сонце розфарбовувало нічне темно-синє небо і пустелю в яскраві відтінки рожевого й оранжевого кольорів.
Коли все було готово, ми мали дочекатися вітру, який би дув у постійному напрямку зі швидкістю, меншою ніж 5 кілометрів за годину, упродовж трьох-чотирьох годин. Саме стільки часу потрібно для того, щоб ми змогли підняти аеростат у повітря (лише на те, щоб його надути, потрібно витратити 2 години). Тому зазвичай ми запускали кулі на світанку, коли вітер найслабший. Але часом наші прогнози не справджувалися, і тоді ми просто чекали, чекали й знову чекали сприятливої погоди.
