Якось під час запуску в Мілд’юрі — ми ще навіть не почали наповнювати кулю — усупереч прогнозу синоптиків несподівано здійнявся вітер. Повітряну кулю було пошкоджено, але телескоп, на наше щастя, не постраждав. Уся підготовка і 200 000 доларів пішли за вітром за кілька секунд. Болісні спогади. Усе, що нам лишалося, — чекати кращої погоди, щоб спробувати ще раз із запасним аеростатом.
Невдачі не забуваються. У моїй останній експедиції в Еліс-Спрінгс просто під час запуску ми втратили одну за одною обидві повітряні кулі через прикрі помилки техніків, відповідальних за запуск. Хоча експедиція закінчилася повним фіаско, телескоп уцілів. Йому так і не судилося піднятися в повітря. У 1980 році, під час моєї останньої експедиції в Палестін (штат Техас), ми успішно провели восьмигодинний політ, а коли за допомогою радіокоманди завершували його, то втратили телескоп, бо не відкрився парашут.
Запуск повітряної кулі навіть сьогодні далеко не завжди закінчується вдало. У квітні 2010 року в Еліс-Спрінгс під час запуску, здійснюваного NASA, повітряна куля луснула, намагаючись злетіти, й обладнання вартістю в кілька мільйонів доларів було втрачено. Ще трохи — і постраждали б глядачі. Ви можете прочитати про це тут: cutt.ly/cwrxEKw.
За всі роки я, напевно, запустив близько двадцяти повітряних куль. Із них тільки п’ять не змогли злетіти або піднятися на потрібну висоту (можливо, це сталося через витік гелію). Така частка успішних спроб (75 відсотків) вважається непоганою. У вклейці ви можете побачити фотографію, на якій кулю наповнюють гелієм, а також момент запуску.
За кілька місяців до поїздки на місце запуску ми зазвичай тестували експериментальне обладнання на фірмі у Вілмінгтоні (штат Массачусетс). Ми встановлювали телескоп у вакуумну камеру та зменшували тиск до такого самого рівня, як високо в небі — приблизно три тисячних від одної атмосфери. Потім ми знижували температуру до −50 градусів за Цельсієм і запускали телескоп — умикали всі детектори й протягом доби кожні двадцять хвилин по десять секунд відстежували рентгенівське випромінювання від радіоактивного джерела. Телескопи деяких наших конкурентів (ми сприймали інші команди, які займалися подібними дослідами, як конкурентів) часом підводили, тому що за низької температури в них розряджалися акумулятори, або вони взагалі виходили з ладу. Оскільки ми дуже ретельно перевіряли своє устаткування, з нами такого ніколи не ставалося. Якщо під час тестування ми бачили, що акумулятори втрачають потужність, знаходили спосіб підзарядити їх, аби живлення не припинялося.
Або візьмімо проблему коронного розряду — іскріння від високовольтних провідників. Частина нашого обладнання працювала на дуже високій напрузі, а розріджене повітря, тиск якого низький, створює ідеальні умови для іскріння провідника. Пам’ятаєте, як у розділі 7 я згадував про гудіння високовольтних ліній електропередач? Це і є коронний розряд. Будь-який фізик, котрий має справу з високою напругою, знає, що можна отримати коронний розряд. На лекціях я показую, як виникають такі іскри. Там коронний розряд — це веселе видовище. На висоті 45 кілометрів — це справжня катастрофа.
Якщо висловлюватися мовою не науковців, обладнання почне тріщати й за електронним шумом ви не зможете вловити рентгенівські фотони. Чим це загрожує? Цілковитим провалом — ви не отримаєте жодних корисних даних. Щоб цього не сталося, ми ізолюємо всі високовольтні провідники силіконовим каучуком. Щоправда, інші робили так само, але все одно отримували коронні розряди. Наша ретельна підготовка й тестування виправдали себе. У нас ніколи не було коронних розрядів. І це лише одна з десятків складних технічних проблем, пов’язаних із виготовленням телескопів. Саме тому їх так довго збирають і саме тому вони коштують чималих грошей.
Отже, ми підняли телескоп високо в атмосферу. Як ми виявляли рентгенівські промені? Відповідь на це запитання непроста, тому, будь ласка, озбройтеся терпінням. По-перше, ми використовували не пропорційні лічильники (наповнені газом), як на ракетах, а особливі детектори (кристали йодистого натрію), що могли виявляти промені з енергією понад 15 кеВ. Коли в такий кристал потрапляє рентгенівський фотон, він вибиває з орбіти електрон і віддає йому свою енергію (це явище називають фотоелектричним поглинанням). Цей електрон, своєю чергою, створює у кристалі низку йонів, а потім зупиняється. Коли йони нейтралізуються, то вивільняють енергію, здебільшого у вигляді видимого світла. Унаслідок цього з’являється світловий спалах — у нього перетворюється енергія рентгенівського фотона. Що вища енергія рентгенівських променів, то сильніші світлові спалахи. Ми фіксували ці спалахи за допомогою фотоелектричного помножувача й перетворювали їх на електричні імпульси: яскравішим спалахам відповідали імпульси вищої напруги.
Потім ми посилювали імпульси й скеровували їх на дискримінатор, який визначав напругу електроімпульсів і сортував їх за величиною, що вказувала на енергетичний рівень рентгенівського випромінювання. У перші роки ми фіксували рентгенівське випромінювання лише на п’яти енергетичних рівнях.
Щоб записати дані випромінювання, які ми отримували після польоту аеростата, в перші роки ми реєстрували їх на борту, вказуючи енергетичний рівень і час виявлення. Із дискримінатора відсортовані імпульси потрапляли на світлодіоди, які створювали послідовність світлових спалахів на згаданих п’яти окремих енергетичних рівнях. Потім ці спалахи фіксував фотоапарат, який працював безперервно.
Якщо світло було, воно залишало на плівці доріжку. Загалом запис спостережень був схожий на послідовність рисок і ліній. Повернувшись у МТІ, ми «читали» плівку за допомогою спеціального пристрою, який сконструював Джордж Кларк. Прилад переносив лінії та риски на перфострічку — паперову стрічку з отворами. Потім ми за допомогою світлочутливих діодів зчитували дані з перфострічки й записували їх на магнітну стрічку. Ми навіть написали комп’ютерну програму мовою Fortran (розумію, це звучить архаїчно) і за її допомогою зчитували інформацію з магнітної стрічки в пам’ять комп’ютера, отримуючи — нарешті! — дані про рентгенівські випромінювання як функцію часу для п’ятьох різних енергетичних каналів.
Розумію, це дещо нагадує абсурдно складні пристрої з карикатур Рубена Ґолдберґа. Але подумайте про нашу мету. Ми намагалися виміряти швидкість підрахунку (кількість рентгенівських променів за секунду) й енергетичні рівні рентгенівських фотонів, а також визначити місцерозташування джерела, яке їх випускало. Тисячі років вони зі швидкістю світла розліталися галактикою. Потік фотонів безперервно зменшувався на квадрат відстані, яку вони подолали. І на відміну від стаціонарного оптичного телескопа, система керування якого дозволяє стежити за однією точкою впродовж багатьох годин, а потім щоночі повертатися до неї, ми могли максимально скористатися з наявного в нас часу (здебільшого раз на рік), який завжди вимірювався годинами, тоді як наш 900-кілограмовий телескоп летів на крихкій повітряній кулі на висоті 45 кілометрів над Землею.
Поки аеростат був у повітрі, я летів за ним на невеликому літаку на висоті 1,5‒3 кілометрів, зазвичай тримаючи його в полі зору (це протягом дня). І так годинами — можете уявити? Я людина не низького зросту. Перебувати в цих маленьких чотиримісних літаках по вісім, десять, дванадцять годин поспіль було страх як незручно. Крім того, весь час, поки повітряна куля летіла, я неабияк нервувався. Розслабитися можна було тільки, коли ми тримали дані в руках.
Аеростат був таким велетенським, що коли на нього потрапляло сонце, його було дуже добре видно навіть на висоті майже 45 кілометрів. За допомогою радара ми могли стежити за повітряною кулею на великій відстані від стартового майданчика, доки цьому не перешкоджала кривизна земної поверхні. Саме тому ми оснащували аеростат радіопередавачем, і вночі нам доводилося повністю переходити на стеження за допомогою радіомаяка. Хоч ми й активно розміщували в місцевих газетах статті про запуск, це не завжди спрацьовувало: повітряну кулю могло віднести за сотню кілометрів, і ми отримували різноманітні повідомлення про НЛО. Це було смішно, але цілком логічно. А що ще могли подумати люди, краєм ока побачивши в небі щось загадкове незрозумілого розміру на величезній відстані? Для них це справді був невизначений об’єкт, який літає. У вклейці ви можете побачити фотографію кулі, зроблену телескопом на висоті 45 кілометрів.
