14 мая 2013 года один из силовых маховиков «Кеплера» отказал. Это функционирующие по принципу гироскопа устройства, которые удерживают космический аппарат в заданном положении и позволяют наводить телескоп очень точно в сторону требуемого центра поля зрения. Отказ вызвал большую тревогу, потому что за год до этого еще один силовой маховик «Кеплера» перестал работать. Всего на его борту стояло четыре силовых маховика, но теперь из них остались в строю только два. А такому аппарату необходимо минимум три прибора ориентации, чтобы стабилизироваться достаточно точно для охоты на экзопланеты.

– Мы уже шесть месяцев ожидали, что это, возможно, произойдет, – говорит Томас Баркли. – Было очевидно, что дни второго силового маховика сочтены. Но то, что случилось, все равно стало для нас ударом, и мы все ходили удрученными. Но мы не переставали искать, что еще можно сделать, ведь в нашем распоряжении такой замечательный космический телескоп.

Отчасти утешало то обстоятельство, что, хотя «Кеплер» и не мог вести новые съемки, в результате его работы уже были накоплены терабайты данных для изучения и в них наверняка имелись следы присутствия новых экзопланет. Но был шанс и на то, что обсерватория «Кеплер» пригодилась бы для чего-то иного и ее новые задачи не потребовали бы такой, как прежде, точности наведения. NASA решило организовать конкурс идей путем рассмотрения оформленных технических предложений.

Тем временем инженер по имени Даг Ваймер из компании Ball Aerospace, построившей «Кеплер», занимался проблемами других спутников, у которых отказали силовые маховики. Это касалось на самом деле нескольких проектов, особенно таких космических аппаратов, которые уже отработали свой гарантийный срок.

Ваймер разработал теорию, в которой одним из действующих факторов было так называемое давление солнечного излучения. Когда Солнце освещает аппарат, в особенности когда свет падает на солнечные батареи с их большой площадью, составляющие его фотоны оказывают маленькое, но измеримое силовое воздействие, которое называется давлением излучения. Все, кто занимается управлением полетами спутников и других космических аппаратов, должны учитывать эту силу при вычислении траекторий полета, потому что она действительно влияет на движение аппаратов. Действие этой силы лежит в основе концепции использования солнечного паруса в качестве движителя для небольших искусственных космических тел.

Идея Ваймера заключалась в том, чтобы сориентировать «Кеплер» так, чтобы давление излучения равномерно распределялось бы по поверхности панелей солнечных батарей и работало бы вместо третьего силового маховика. Таким образом, одна из тех сил, которым противостоит система ориентации при нормальной работе космического аппарата, теперь помогала стабилизировать аппарат.

Группа инженеров из Ball Aerospace проверила идею на практике, и она оказалась работающей.

– Это было блистательное решение! – восклицает Уэсли Трауб. – Я должен заявить, что как руководитель научных работ по программе исследования экзопланет я целыми днями толковал с умнейшими инженерами в мире, но никому другому такая идея в голову не пришла. Это было прямо как в книжке или в кино, когда внезапно случается чудо и все оказываются спасены.

Несмотря на то что телескоп теперь не может нацеливаться так же точно, как раньше, стабильность его ориентации близка к требуемой. Платой за продолжение работы стала потеря возможности постоянно наблюдать за одним и тем же участком неба. Вместо этого околосолнечную орбиту «Кеплера» разделили на отдельные «сезоны», в течение которых он наблюдает определенный участок небесной сферы 83 дня, а затем, когда телескоп улетит достаточно далеко вдоль своего орбитального пути вокруг Солнца и направление давления солнечного света на него изменится, космический аппарат надо повернуть в другое положение, чтобы восстановить равновесие. Затем следующие 83 дня он наблюдает новый участок неба.

– Это оказалось фантастически прекрасным решением – первоклассная идея об уравновешивании спутника по отношению к давлению солнечного света, чтобы обеспечить его стабилизацию, – говорит Баркли, – и она сработала даже лучше, чем мы ожидали.

Но «Кеплер» больше не мог наблюдать за той областью неба, которую он изучал раньше, и поэтому родился новый этап проекта, обозначенный K2.

Проект «Кеплер» имел очень узконаправленную научную специфику, но K2 – это уже «совсем другая история», утверждает Баркли.

– Мы не просто используем старый «Кеплер» с чуть сбитым прицелом, мы ведем совершенно иной проект.

Программой K2 занимаются ученые в нескольких странах мира, и она является одним из немногих проектов NASA, для которых не требуется четкая постановка научной задачи. Поскольку программа управляется коллективно, совет ученых решает, как именно будет использоваться космический телескоп, делая выбор из определенного количества поданных заявок. Эти предложения формируются исходя из того, какой именно участок неба будет в поле зрения «Кеплера» в течение предстоящего 83-дневного наблюдательного сезона.

– Мы выполняем увлекательные, крайне продуктивные исследования, – говорит Баркли, который теперь возглавляет центр по обслуживанию сторонних наблюдателей по программе K2 в центре имени Эймса. – На такие исследования «Кеплер» изначально не был рассчитан. Мы ищем все что угодно – от гигантских черных дыр до сверхновых в далеких галактиках. Каждый раз, когда мы проводим конкурс предложений, наш наблюдательный кругозор делается все шире и шире.

Сверхновые – это невероятной мощи взрывы массивных звезд; никто не знает заранее, когда такое событие может случиться. Так как в программе K2 проводятся наблюдения больших участков неба, в течение 83 дней в пределах этого участка постоянно отслеживаются возможные вспышки сверхновых.

– Примерно одна сверхновая раз в сто лет взрывается в одной галактике, – рассказывает Томас, – поэтому, если вы смотрите на 10 000 галактик одновременно, вам повезет увидеть достаточное количество взрывающихся сверхновых.

И вот в марте 2016 года команда ученых проекта «Кеплер» объявила, что им впервые в мире удалось заснять яркую вспышку, отмечающую начальный момент взрыва сверхновой – это событие также называют «выход ударной волны», – когда поверхность звезды разрушается под действием взрыва. Выход ударной волны продолжается всего лишь около двадцати минут, и только теперь астрономам удалось увидеть, что происходит, когда звезда взрывается как сверхновая. До этого момента такие наблюдения не проводились; следя за последующим развитием взрыва, ученые получают много информации об этой космической феерии. Впервые наблюдение такого типа проводилось во время действия основной программы проекта «Кеплер», как говорит Баркли.

– «Кеплер» приоткрыл для нас дверь, за которой ждали наблюдения этих зрелищных явлений, а программа K2 широко ее распахнула, предоставив нам возможность наблюдать их десятками, и эти результаты – интригующее вступление к тому, чего еще можно ждать от K2!

Другие соперничающие предложения заключаются в программах наблюдения планет Солнечной системы, поскольку они теперь попадают в поле зрения телескопа при работе по программе K2. Тем не менее экзопланетам по-прежнему посвящена значительная часть проекта.

– Мы по-прежнему остаемся действующим «генератором экзопланет», – говорит Баркли. – Многие ученые перешли с «Кеплера» на K2, так что в нашем распоряжении готовое сообщество экспертов по экзопланетологии, которые могут быстро оценить новые данные. Мы отдаем предпочтение звездам, которые ярче и ближе расположены к нам – происходящее вокруг таких звезд легче понять и пронаблюдать с Земли. Мы стремимся отыскать самые лучшие и интересные планетарные системы.

Есть надежда, что программа K2 продолжится и в течение 2017 года. Существует ограничение по количеству оставшегося топлива в реактивных двигателях ориентации, после исчерпания которого аппарат не получится удерживать в нужном положении.

– Не так-то просто понять, сколько именно топлива у нас осталось, – объясняет Томас, – и на это есть две причины. Первая заключается в том, что мы измеряем давление в баке, а не на выходе реактивного сопла, а вторая та, что мы не знаем, получится ли у нас полностью израсходовать запас топлива в баке, или же какая-то часть топлива останется внутри. Так что оценить, как долго еще мы сможем работать, можно лишь с определенной долей дара пророчества.

Но «Кеплер» еще, быть может, удивит нас, потому что на его счету уже есть невероятная история преодоления трудностей.

– Мы прожили удивительные, нереальные события вместе с маленькой группой коллег, которые не были готовы сдаться и признать, что проект окончен, и вернули наш прибор в строй, – говорит Баркли. – Вместо того чтобы сложить руки, они создали фантастическую научную машину, которая неустанно обеспечивает данными все научное сообщество, чтобы ученые могли совершать новые удивительные открытия.