Строить нельзя ошибиться: четыре научных провала, которые обошлись в миллиарды
Мегапроекты всегда сопряжены с высокими рисками. Однако практика показывает: самые дорогие сбои происходят не из-за непреодолимых законов физики, а из-за глупых, но критичных ошибок в проектировании, управлении и финансовых расчётах. Мы проанализировали четыре знаковых научных проекта, совокупные потери по которым исчисляются миллиардами долларов. Разберёмся, что стоит за каждым из этих крупнейших провалов.
Mars Climate Orbiter: глупая ошибка на сотни миллионов
В 1999 году NASA потеряло свой Mars Climate Orbiter (MCO). Аппарат, предназначенный для изучения атмосферы и климата Марса, должен был стать ретранслятором для другого зонда, Mars Polar Lander. 23 сентября, при попытке аппарата выйти на орбиту, связь с ним была потеряна.
Расследование показало, что MCO вошёл в атмосферу Марса на губительно низкой высоте — 57 км вместо расчётных 140–150 км — и сгорел. Причина оказалась поразительно простой: навигационная ошибка из-за несоблюдения единиц измерения.
Дело в том, что навигационная команда в Лаборатории реактивного движения (JPL) NASA использовала метрическую систему (миллиметры и метры), что является стандартом для агентства. Тем временем компания-подрядчик, Lockheed Martin, которая строила аппарат, предоставила критические данные об ускорении в американской имперской системе (дюймы, футы и фунты).
Модуль Mars Climate Orbiter в представлении художника
Программное обеспечение на борту MCO ожидало данные о силе в ньютон-секундах, а получало их в фунт-секундах. Инженеры JPL не заметили, что данные не были преобразованы. Эта ошибка в расчётах траектории накапливалась в течение почти 10-месячного полёта к Марсу.
Стоимость самого аппарата составляла $125 миллионов. Общие затраты на миссию, включая разработку и запуск, составили $327,6 миллиона, или около $586,41 миллиона в эквиваленте 2024 года. Руководство NASA тогда чётко заявило: проблема была не в самой ошибке, а в «отказе системной инженерии NASA и в процессах, призванных находить и исправлять такие ошибки».
Телескоп «Хаббл»: маленький дефект ценой в миллиард
Когда космический телескоп «Хаббл» был запущен в апреле 1990 года, он обещал революцию в астрономии. Но вскоре после запуска учёные были шокированы: телескоп не мог сфокусироваться, а первые изображения были размытыми.
Проблема крылась в главном зеркале диаметром 2,4 метра. Оно было отполировано с микроскопической ошибкой, известной как сферическая аберрация. Внешние края зеркала оказались «слишком плоскими» всего на 2,2 микрона — это примерно в 50 раз тоньше человеческого волоса.
Причиной этого микроскопического дефекта стал неисправный измерительный прибор. Расследование показало, что зеркало изготовили в неправильной форме из-за ошибки сборки в тестовом инструменте — Отражающем Нулевом Корректоре. Этот прибор использовался для проверки точности поверхности зеркала во время полировки. Таким образом, дефектный измерительный прибор привёл к созданию дефектного продукта.
Летающий танк и атомный самолёт: 5 провальных проектов советских инженеров
К счастью, «Хаббл» изначально проектировался с возможностью обслуживания на орбите. В декабре 1993 года была проведена сложнейшая ремонтная миссия (SM-1). Астронавты установили корректирующую оптику COSTAR — по сути, «очки» для телескопа, — которая компенсировала дефект главного зеркала. Стоимость только этой первой миссии по обслуживанию оценивалась в диапазоне от $1,7 до $2,4 миллиарда (по другим данным — около $1,5 миллиарда). Эти расходы спасли проект, общие инвестиции в который к 2021 году составили около $16 миллиардов.
Сравнение изображений галактики M100 до и после установки корректирующей оптики на зеркало «Хаббла»
Ракета «Ариан-5»: ошибка в коде
Катастрофа первого полёта европейской ракеты-носителя «Ариан-5» (полёт 501) в 1996 году стала одним из самых дорогих программных сбоев в истории. Полёт проходил штатно 36 секунд. Но на 37-й секунде ракета внезапно отклонилась от курса, подверглась запредельным аэродинамическим нагрузкам, разрушилась и взорвалась.
Причиной стала критическая ошибка программного обеспечения в системе управления полётом. Инженеры повторно использовали блок кода из инерциальной эталонной системы (IRS) от предыдущей, более медленной ракеты «Ариан-4». Этот код содержал переменную, которая рассчитывала горизонтальную скорость. На «Ариан-5» значение этой скорости было значительно выше, чем то, на которое был рассчитан старый код. Программа попыталась преобразовать 64-битное число с плавающей запятой (данные о скорости) в 16-битное знаковое целое число.
Число оказалось слишком большим для 16-битной ячейки. Это вызвало арифметическое переполнение, что привело к сбою основной и резервной инерциальных систем. Система управления получила неверные данные и дала команду на резкое отклонение сопел, что и уничтожило ракету.
Потеря ракеты и её полезной нагрузки — четырёх научных спутников — стоила более $370 миллионов, а по некоторым оценкам, около $500 миллионов. Это стало хрестоматийным примером того, как повторное использование кода без полной переаттестации в новых условиях может привести к катастрофе.
Взрыв ракеты «Ариан-5»
Сверхпроводящий суперколлайдер: яма затрат
Отмена проекта Сверхпроводящего суперколлайдера (SSC) в 1993 году — это самый дорогой провал в нашем списке, вызванный не техническим сбоем, а фундаментальным провалом в управлении и политике.
SSC, строившийся в Техасе, должен был стать самым мощным ускорителем частиц в мире — он превзошёл бы Большой адронный коллайдер (БАК) в три раза. Его задачей было обнаружение бозона Хиггса, что он мог бы сделать на 15 лет раньше БАКа. Однако проект столкнулся с неконтролируемым ростом расходов.
- Первоначальная сметная стоимость составляла $5,9 миллиарда.
- К январю 1991 года официальная прогнозируемая стоимость была пересмотрена до $8,25 миллиарда.
- К 1993 году аудиторы правительства США предупредили, что общая стоимость, «безусловно, превысит $11 миллиардов».
Руководство проекта не смогло внедрить приемлемую систему контроля затрат и сроков и не смогло обеспечить прозрачность закупок оборудования и оплаты работ. Некоторые аналитики считают, что промоутеры проекта сознательно занижали первоначальные сметы, чтобы добиться одобрения финансирования. В итоге в октябре 1993 года, на фоне растущих расходов, Конгресс США проголосовал за прекращение финансирования. К этому моменту на проект было потрачено около $2 миллиардов невозвратных затрат.
Было прорыто 22,5 километра туннелей, которые остались заброшенными. США не только потеряли $2 миллиарда, но и упустили лидерство в физике высоких энергий, которое перешло к европейскому CERN.
В итоге
Колоссальные провалы научных мегапроектов редко являются результатом непреодолимых технических проблем. Они почти всегда коренятся в сбоях основополагающих процессов: плохой коммуникации между командами, халатности в разработке, ненадлежащем соблюдении протоколов и финансовых просчётах. Провалы подобного уровня неизбежны, но ни одна из них не прошла даром — уроки, извлечённые из этих неудач, позволили не допустить, возможно, куда более крупные и опасные ошибки.