I dagene og timene før landingen av Curiosity-roveren på Mars, ble Adam Steltzner, en nøkkelfigur bak den globalt forventede hendelsen, ofte sett på TV som forklarer fysikken med forsiktig å deponere en ett-tonns robot på 13 200 mil pr. time inn på planetens steinete overflate. Nysgjerrighet var et oppdrag på 2, 5 milliarder dollar som involverte hundrevis av forskere og ingeniører, men Steltzner ble dets offentlige ansikt, og mye ble laget av hans knallharde personlige stil, fra det pomaded håret til de store beltespennene og snaz cowboy-støvlene - motesansen til rocken stjerne han en gang ønsket å være og en far cry, fra et sentralt casting synspunkt, fra hva folk hadde kommet til å tenke på som standard NASA ingeniør regalia.
Fra denne historien
[×] STENGT
Adam Steltzner er kanskje det offentlige ansiktet for nysgjerrighetsinnsatsen, men han er fast på at det var hele teamet hans som trakk landingen. (Sammensatt foto: NASA-bilder; Fotoillustrasjon av Brian Smale) 
Steltzner fant sitt kall mens han spilte i rockeband. Han kjørte hjem fra en spillejobb en natt, og ble nysgjerrig på hvorfor stjernebildet Orion flyttet. (Adam Seltzner-samlingen) 
Feirer utplasseringen av roverens fallskjerm. (Bill Ingalls / NASA) 
Steltzner og teamet hans får en helt velkomst på pressekonferansen etter landing. (Bill Ingalls / NASA) 
Kunstnerens gjengivelse av "himmelkranen" som senker nysgjerrigheten på overflaten til Mars. Kodenavnet for hele landingssekvensen var "Audacity." (NASA / JPL-Caltech) 
Fotogalleri
Så kom sannhetens øyeblikk. En komplisert manøvresekvens som ble unnfanget og koreografert av Steltzners team, reduserte hastigheten til den fallende roveren til den trygt kunne senkes ned til bakken via en svevende, rakettdrevet prevensjon kalt en himmelkran. Steltzner, som millioner av andre mennesker over hele planeten, ble limt fast på en monitor og så nervøst på, men i hans tilfelle var det som sto på spill kulminasjonen på ni år med intensivt ingeniørarbeid og ikke en liten lobbyvirksomhet fra NASAs overordnede for å gi visjonen hans et skudd.
"I bakhodet ventet jeg på at noe skulle gå galt, " sier Steltzner. "Jeg var rasjonelt selvsikker og følelsesmessig livredd."
Han var ikke alene. John Holdren, vitenskapens rådgiver i Det hvite hus, var angivelig så bekymret at han nesten var fysisk syk. Mars er Bermuda Triangle of space exploration. Bare 15 av de 41 oppdragene som mennesker har sendt til den røde planeten har vært vellykkede. I 1999 oppløste for eksempel NASAs Mars Climate Orbiter i atmosfæren - en fiasko senere tilskrevet et ingeniørmessig samsvar mellom metriske og engelske måleenheter.
Curiositys landing tillot null feilmargin. Og på grunn av radioforsinkelsen mellom Jorden og Mars, var ingeniørene ikke i stand til å kontrollere romskipet i sanntid. I stedet ville nysgjerrigheten takle sin nedstigning autonomt - med hver manøvre på hvert sekund diktert av mer enn 500 000 linjer med datakode. NASA kalte forpliktelsen "syv minutter med terror."
Steltzner husker den hvitknekkede opplevelsen for meg en brennende varm sommerdag hjemme hos ham i Altadena, California, ikke langt fra kontoret sitt på NASAs Jet Propulsion Laboratory (JPL). I dag er hans yngste datter, Olive, syk, og med sin kone borte, Steltzner, 50, jobber hjemmefra og sporter et mer uformelt utseende - T-skjorte, shorts og sandaler - selv om det rockabilly håret fremdeles er bevis.
Den vellykkede landing av nysgjerrighet i august 2012 - etter måneder med mediespekulasjoner om hvorvidt den “gale” planen ville fungere - ga en tiltrengt dose dose av offentlig glede i en tid da det virket som om romprogrammets beste dager sto bak. "Det beviser at selv de lengste oddsene ikke stemmer med vår unike blanding av oppfinnsomhet og besluttsomhet, " sa president Barack Obama. Eller, som Stephen Colbert erklærte, “We Mars'd it!” Roveren er det største, mest sofistikerte kjøretøyet som noen gang er sendt til en annen planet. Med sine 17 kameraer har Curiosity tatt noen av de mest bemerkelsesverdige detaljene av Mars noen gang tatt (inkludert en selfie). Og utstyrt med en boremaskin og en laser på 1 million watt, etterlater roveren ingen stein urørt (eller ufordampet) når den studerer kjemien og geologien til planeten. Den har oppdaget en gammel strømbunn og kjemiske forbindelser - som karbon, hydrogen og oksygen - som er nødvendige for livet. Puttering langs 0, 9 mph, vil mobillaboratoriet nå sin primære destinasjon neste vår og langsomt klatre ved foten av Mount Sharp, en tre mil høy topp med rike sedimenter som kan inneholde lenge etterspurte svar om historien til klodens klima .
Og disse blendende historiske vitenskaps- og ingeniørkampene ble muliggjort av en fyr som mislyktes på gymnasiets geometri.
***
Steltzner vokste opp i Californias Marin County, like nord for San Francisco, et selvbeskrevet barn av privilegium. "Foreldrene mine jobbet ikke, " sier han. "Min far var slutten på en linje med råtnende formue arvet fra Schiller-krydderfirmaet." En slik barndom har fordelene, men det er også en mørk side. “Arvelig formue, ” sier Steltzner, “betyr at fortiden alltid er bedre enn fremtiden” - et psykisk dystre utsikter for et barn. Han gjorde opprør i den eneste sfæren han kunne, og nektet hardnakket å delta på klasser på videregående, bortsett fra dramaklasse og det tilhørende teaterprogrammet. I løpet av hans seniorår gjorde han akkurat nok skolearbeid til å fullføre graden, selv om han aldri gidder å hente ut videregående vitnemål.
Faren kastet hendene og erklærte at sønnen aldri ville være mer enn en grøftegraver. De neste årene gjorde Steltzner sitt beste for å bevise ham rett. Etter en kortvarig stint ved Boston's Berklee College of Music, kom han tilbake til Bay Area og spilte bassgitar i forskjellige lokale rockeband. Likevel følte han seg rastløs og misfornøyd. Han kjente igjen en urovekkende tendens i seg selv: Han ville finne en aktivitet han likte, men i det øyeblikket den ble alvorlig og krevde en forpliktelse, ville hans interesse flagge. "Jeg våknet av at jeg hadde fått opplæring i å vente på at faren min skulle dø og arve penger, " sier han. “Jeg likte ikke ideen om det. Jeg var sulten etter virkelig mening. ”
Han fant banen sin en skarp høst natt etter en spillejobb, mens han kjørte hjem over Golden Gate Bridge - en rute som ga en fin utsikt over Orion-stjernebildet. Han la merke til at Orion ikke var på samme sted som det hadde vært tidligere på kvelden, og bestemte seg for å lære mer om hvorfor stjerner beveger seg. Han meldte seg inn i et astronomikurs ved et lokalsamfunns høyskole og tok et konseptuelt fysikk-kurs som en forutsetning.
I motsetning til faren, som Steltzner beskriver som en intellektuell dilettante som bor i en drømmende verden av abstrakte ideer, har Steltzner en pragmatisk bøyning. Han graviterte mot fysikk, med dens håndfaste regler om hvordan universet fungerer, og prosjektering, anvendelsen av disse reglene på problemer i den virkelige verden. “Her var det grunnfjell, ” sier Steltzner, og han kastet seg inn i å studere fysikk, matematikk og ingeniørfag med disiplin og formål han ikke hadde visst at han hadde. "Jeg ble munk for å lære den dritten, " sier han og barberer håret i en surr og holdt på brun ris. "Jeg så på dette som frelseren i livet mitt."
Steltzner oppnådde en bachelorgrad i ingeniørfag fra University of California, Davis, og en mastergrad i anvendt mekanikk fra Caltech i 1991. Han fikk sin første jobb ved forkallende JPL-forskere inntil noen gikk med på å ansette ham i romfartøyets strukturer og dynamikkgruppe . Etter hvert fikk han sin doktorgrad i ingeniørmekanikk fra University of Wisconsin-Madison, og jobbet eksternt for JPL i løpet av studieåret.
"Da jeg møtte Adam første gang, minnet han meg om Elvis Presley, " sier Gentry Lee, sjefingeniør for JPLs letesystem for solsystem. Han festet umiddelbart Steltzner som en slekt ånd, "en av de kreative menneskene som ikke vil bli fortalt hva de skal gjøre og ikke nødvendigvis vil følge reglene." Lee mener at laboratoriet utfordrer Steltzner uten å tøffe kreativiteten, eller hans personlige stil. "Jeg tror for lenge siden noen var klar over at hvis du vil ha et sted kjent for å gjøre enestående ingeniørarbeid, bør du sørge for at du ikke korrelerer folket ditt for stramt, eller at de ikke vil være i stand til å få jobben gjort. ”
Steltzner liker på sin side at laboratoriet fremmer en kultur som «respekterer sannheten. Det er ingen hellige kuer, det er ingen dogmatisme. ”Mens mange ingeniører foretrekker å beherske seg på et spesialisert område og deretter holde seg til det de vet, foretrekker Steltzner det han kaller“ den bratte enden av læringskurven. ”Han sier at han har hugget ut en nisje for seg selv som fyren som likte de tekniske oppgavene og problemene som ikke hadde mye presedens: "Folk begynte å si: 'Det er rart, la oss gi det til Adam og se hva han kan gjøre med det.'"
Han viste seg også å ha en gave til ledelse, i stand til å se hvordan alle brikkene passer sammen til en helhet. Så Steltzner ble valgt til å lede leder for maskiningeniør for å utvikle inngangs-, nedstignings- og landingssystemet (EDL) for Curiosity - en utfordring fordi den røde størrelsen på roveren betydde at metodene som ble utviklet for tidligere oppdrag ikke ville fungere.
Steltzner og teamet hans brainstormet i tre dager i 2003. Tidligere samme år hadde NASA lansert to andre Mars-rovere - Spirit and Opportunity - som hver veide 400 pund. JPL-ingeniører hadde innkapslet roverne i kollisjonsposer, slik at de kunne lande ved å sprette på planetens overflate og deretter rulle til et stopp for å spre støt. Men den tilnærmingen ville ikke fungere for Nysgjerrighet, som veier fem ganger mer enn Spirit eller Opportunity. De nødvendige kollisjonsposene ville være for tunge og derfor for kostbare å lansere. Påvirkningen vil også gi mye støv og skade både roveren og dens følsomme instrumentering.
Så så Steltzner og teamet hans på tilnærmingen som ble utviklet for det 700 kilos Mars Phoenix Lander, som ble lansert i 2007 for å studere nordpolen på planeten. Thruster-raketter senket bilen gradvis til overflaten på toppen av en trebenet lander. Men med den større, tyngre nysgjerrigheten på toppen, ville en trebeint lander være for ustabil. Og det vil kreve kraftigere raketter enn Phoenix, som kan skape kratre i jorden, noe som gjør det vanskelig for roveren å kjøre bort etter landing.
Etter hvert kom teamet til en løsning: en himmelkran. "Du blir knyttet, kommer ut sammen og gjør alt du flyr, og så rett over overflaten, når du er i perfekt vertikal flyging, gjør du utplasseringen, " sier Steltzner.
Kompleksiteten i landingssekvensen som JPL-ingeniørene så for seg, var enestående. Først ville romkapslen som bærer Curiosity, kastet ut varmeskjoldet og distribuert en supersonisk fallskjerm, som ville redusere nedstigningen til 200 mph. Da ville en rekke bolter eksplodere, og løslat røret og slipp roveren - festet til landingsutstyret - i fritt fall i noen sekunder før avfyring av rakettstrustere. Landingsutstyret skulle sveve i 60 fot høyde, mens en kran senket roveren til overflaten ved hjelp av kabler. Etter at roveren kom i land, ville kabelskjærere koble koblingen, slik at kranen kunne kaste seg bort før han krasjet ned i den støvete Marsjorda. Lite rart at kodenavnet for EDL-sekvensen var "Audacity."
***
NASA hadde kort vurdert et lignende himmelkransystem (kalt "rover på et tau") for Mars Pathfinder-oppdraget fra 1997, men hadde skrinlagt ideen fordi et bundet kjøretøy ville måtte kjempe med pendelstyrker og vindskjær på toppen av alt det andre problemer. Men da Curiositys EDL-team gjorde en analyse av den fornyede designen, “til vår overraskelse oppførte pendelen seg, ” sier Miguel San Martin, sjefingeniør for veiledning, navigasjon og kontroll.
Likevel var det andre utfordringer. Gitt sin større størrelse, trengte roveren et mykt touchdown, og dette krevde et presist radarsystem for å skanne og kartlegge terrenget under nedstigningen. EDL-teamet testet radaren ved å montere den på et helikopter - som i likhet med den foreslåtte lander var i stand til en langsom nedstigning og deretter sveve over overflaten - midt i Californias Mojave-ørken. Slik oppdaget de at sanddyner kan utgjøre et problem for de ømfintlige sensorene i radarsystemet: Helikopterrotoren pisket opp korn av sand, omtrent som roverens rakettforsterker kan gjøre på Mars, og skaper en stor feil i målingene. Det var lite de kunne gjøre for å endre designen på radaren da, men de kunne redegjøre for denne effekten i kalibreringene.
Til tross for disse forholdsreglene, var det umulig å teste hele landingssekvensen på forhånd. Det eneste komplette live-eksperimentet var selve oppdraget, overvåket i JPL-kontrollrommet fra 352 millioner miles away.
For det første måtte Curiosity ta ut den siste delen av raketten ("cruisestadiet") som hadde drevet den til Mars. På det tidspunktet trengte det å komme inn i planetens atmosfære i akkurat den rette vinkelen for å unngå å brenne opp. Det var en opprivende ni-minutters forsinkelse etter separasjonen av cruisetappen før det første signalet kom tilbake: Nysgjerrighet hadde ankommet i utkanten av den Martiske atmosfæren og begynte sin nedstigning. Til å begynne med var nyhetene ikke gode: “Beta utenfor katastrofene.” (Oversettelse: “Nysgjerrigheten vipper for mye til siden.”)
Etter ytterligere plagsomme fire minutter kom det neste signalet, noe som indikerte at alt var normalt. Nysgjerrighet hadde kommet seg gjennom atmosfæren.
Nå begynte nedstigningen og landingssekvensen. Fallskjermen utplassert, varmeskjoldet skiltes og radarsystemet skannet bakken. Flight Dynamics and Operations Lead Allen Chen, som sendte play-by-play, kunngjorde starten på himmelkransekvensen. “Jeg er, egentlig?” Minnes Steltzner. "Ni år, og det kommer bare til å skje."
Tre viktige dataopplysninger måtte til for å komme inn. For det første ville roveren sende en melding der de sa til skaperne sine tilbake på jorden at den hadde landet trygt. Det neste ville være å bekrefte at Curiosity ikke hadde landet på en kratervegg eller ble dratt langs overflaten av det fortsatt tilkoblede utforkjøringsstadiet. Til slutt måtte nedstigningstrinnet fly av sted som planlagt, i stedet for å lande på toppen av roveren og knuse UHF-antennen.
Én etter en kom meldingene inn.
“Tango delta nominell.”
“RIMU stabil.”
“UHF bra.”
I kø meldte Chen, "Touchdown bekreftet, " da vill jubel brøt ut. Hele sekvensen hadde gått uten problemer.
"Se for deg å løpe i ni år, og du kommer til slutt over målstreken, " sier Steltzner, som innrømmer at etterspillet har vært en tøff justeringsperiode for ham. “Hvordan slutter kroppen min å løpe? Jeg har gått på adrenalindråpe i et tiår. Hvordan lever jeg uten den sakte frigjøring av stresshormon? ”Hans løsning: kaste seg på den neste bratte læringskurven. Han har blitt tildelt et nytt oppdrag, og designet et kjøretøy som ikke bare er i stand til å samle prøver på Mars, men pakke disse prøvene i hermetisk forseglede rør og transportere dem tilbake til Jorden. Han er også en del av et mulig oppdrag for å sette en lander på Europa, en av Jupiters måner, som med sine metanhav, isete overflate og intense strålinger er enda mindre gjestfrie enn Mars. Begge disse oppdragene er imidlertid i de tidligste foreløpige stadiene. "Jeg tror han fortsatt leter etter sin neste store utfordring, " sier Lee.
Steltzner kan være det offentlige ansiktet for nysgjerrighetsinnsatsen, men han er fast på at det var hele teamet hans som trakk av landingen. “Det er noe av det vakre ved konstruksjon. Det er en samarbeidskunst, sier han. ”Vi er bare et produkt av det vi gjør som en gruppe.” Han prøvde å forberede teamet sitt på dagen da de ville bli oppløst. "Jeg visste fra mine tidligere landingsopplevelser at dette vakre samfunnet vi hadde opprettet, skulle dø den kvelden uansett utfall, " sier han. "Jeg ba dem virkelig elske hverandre, leve i øyeblikket og drikke dypt av koppen, fordi den fyren du for tiden hater, hater selve lyden av stemmen hans - du kommer til å savne ham."
