讓詹姆斯·韋伯太空望遠鏡成功運行的NASA工程師 - 《華爾街日報》
Ben Cohen
《成功科學》是一個新專欄,旨在揭示新聞背後隱藏的人物、意想不到的力量和市場變化,試圖回答一個重大問題:為什麼個人、企業和理念會成功或失敗?
這座天文台如此強大,甚至讓哈勃太空望遠鏡相形見絀。它此刻正在外太空展開壯麗探險,距地球百萬英里之遙。這項任務可能徹底改變我們對生命本質的認知。
但詹姆斯·韋伯太空望遠鏡首先必須成功運轉。
“成功與失敗之間鴻溝巨大,“NASA科學任務理事會主任托馬斯·祖布臣表示,“而跨越這道鴻溝的關鍵行動往往寥寥無幾。”
下週韋伯望遠鏡首批圖像的發佈,將標誌着這個歷時數十年的項目迎來歷史性時刻——最激動不已的觀眾正是那些曾以為永遠看不到這一天的人們。多年來,韋伯望遠鏡始終在成敗光譜上危險地靠近失敗端。它耗資驚人且屢屢延期,項目數次瀕臨取消。但除了投入的頂尖科學智慧與工程巧思,真正扭轉局面的關鍵因素卻另有玄機。準確地説,是某個人。
當我們想到NASA最偉大的成就時,會想起尼爾·阿姆斯特朗。但我們也該記住格雷格·羅賓遜。
韋伯太空望遠鏡通過32小時內72次曝光,拍攝了這張遙遠恆星與星系的工程測試照片。圖片來源:NASA、CSA和FGS/法新社/Getty Images將一場史詩級失敗逆轉為不可思議成功的歷程,始於2018年的管理層重組。當時NASA提拔羅賓遜先生擔任韋伯項目主任,他的任務是將這台望遠鏡送入繞日軌道——這難度不亞於要求他順道登個月。
即便在萬人團隊運作的百億美元項目中,個人的力量仍能扭轉乾坤。而改變局面的往往出人意料。你可能不知道他的名字,聽他講話也聽不出端倪,但去年聖誕節韋伯望遠鏡的成功發射,地球上沒有人比羅賓遜先生貢獻更大。他創造瞭如此奇蹟,以至於他的上司稱讚他是"NASA史上最高效的任務領導者”。
若非韋伯肩負着從太陽系到早期宇宙遙遠星系的宇宙探索使命,這樣的讚譽或許顯得誇張。這不僅是望遠鏡,更是時光機。憑藉比哈勃靈敏百倍的紅外觀測能力回溯數十億年曆史,韋伯讓我們探索兩個永恆命題:人類從何而來?宇宙中是否只有我們?
諾貝爾獎得主、韋伯望遠鏡高級項目科學家約翰·馬瑟花費數十年準備回答這些問題,這段時間足以讓他構思出不同的提問方式。當一位意大利同事詢問他受到哪些藝術啓發時,他想到了西斯廷教堂天頂的《創造亞當》,繼而想到了韋伯望遠鏡。
“我們不認為宇宙真是那樣形成的,“馬瑟博士談及米開朗基羅的壁畫時説,“但究竟如何形成的?對我來説,這才是令人振奮的問題:這一切究竟如何運作?”
解釋宇宙運作原理恰好是羅賓遜在韋伯項目中的職責,而這個項目大部分時間根本運作不起來。它延期了15年,預算超支90億美元,多次險些被國會叫停。最新一期《自然》雜誌在一篇歡欣鼓舞的社論中,就NASA建造韋伯的方式發出警告:“永遠不該用NASA建造韋伯望遠鏡的方式來建造望遠鏡。”
羅賓遜在任務關鍵時刻接管了一個陷入困境的團隊。當時美國國家航空航天局與其主要承包商之間存在摩擦,科學家、工程師和技術人員之間溝通不暢。NASA需要有人扭轉這個過於雄心勃勃的任務局面,而只有一個人能勝任——問題是羅賓遜當時已擔任另一職務,負責監督該機構項目的質量與績效。
羅賓遜先生要求對遮陽罩進行全面評估(即審計),這是韋伯望遠鏡的關鍵部件,此前出現問題導致整個項目陷入危機。圖片來源:克里斯·岡恩/美國宇航局/路透社如果説謙遜是祖爾布臣博士看中他的原因之一,那麼這也是羅賓遜先生需要更多説服力的原因之一。事實上,他第一次收到職位邀約時就拒絕了。
“禮貌地拒絕了,“羅賓遜先生説,“第二次他邀請我時,我再次拒絕。這次更禮貌。”
在祖爾布臣博士的再三懇求下,羅賓遜先生最終同意離開他熱愛的NASA崗位,接手這項永遠處於失敗邊緣的高風險任務。他接手的項目進度效率當時僅有約50%。“換句話説,項目每推進一天,發射日期就推遲一天,“祖爾布臣博士説。等到韋伯望遠鏡最終發射時,進度效率已飆升至95%。“這簡直是個奇蹟,“祖爾布臣博士表示。
要理解為何效率提升會被視為奇蹟,必須認識到韋伯項目令人咋舌的複雜性。這個項目幾乎不允許任何失誤,但出錯的風險卻無處不在。韋伯系統存在300多個單點故障,意味着其中任何一個設備故障都可能導致整個任務失敗。
“火星着陸任務中,“NASA前最高級別公務員史蒂夫·尤爾奇克説,“可能只有70個單點故障。”
詹姆斯·韋伯太空望遠鏡去年已打包完畢,準備運往發射場。圖片來源:CHRIS GUNN/NASA/REUTERS但發射韋伯望遠鏡最令人望而生畏的,還不是任務可能出錯的數百種情況。
“我們的許多任務會用到一、兩項或三項新技術,“羅賓遜説。“韋伯望遠鏡採用了10項新技術,這簡直聞所未聞——我常説,簡直瘋了。”
用"瘋了"來形容韋伯望遠鏡史無前例的工程壯舉並不算科學術語,這倒也貼切,因為羅賓遜的工作並不侷限於科學領域。作為一名擁有技術專長的工程師和具備人際交往能力的官員,他是雙語人才:既會説NASA員工的語言,也能與掌控他們命運的政客溝通。他的正式職責包括"提高集成與測試的效率和效果”,在政府機構辦公室之外的人聽來,這像是委婉的廢話。
但正是對細節的極致追求,才成就了偉大事業。太空始終屬於那些通過漸進進步實現指數級增長的人——一小步,然後一大步。宇宙的英雄既勇敢又無趣。當我問羅賓遜如何慶祝韋伯望遠鏡的成功時,我幾乎聽到了阿姆斯特朗那句名言。“長舒一口氣,“他説,“然後開懷大笑。”
羅賓遜先生兩次婉拒了韋伯望遠鏡項目主任的職位——他形容第一次是"禮貌地”,第二次是"更禮貌地”——最終才接受任命。圖片來源:Greg Kahn/華爾街日報羅賓遜的晉升使他某種程度上成為航天界的新星。這位煙草佃農之子在種族隔離學校接受教育,在弗吉尼亞州長大的他曾懷揣無數夢想,如今已記不清兒時的具體憧憬。“但建造衞星肯定不在其中,“62歲的羅賓遜説道。他憑藉橄欖球獎學金進入弗吉尼亞聯合大學擔任四分衞(“勉強算是打過這個位置”,他喜歡這樣澄清),後轉入霍華德大學獲得數學和電氣工程雙學位,旋即進入NASA工作。他確實具備航天人應有的素質。
羅賓遜在NASA歷任多個要職,逐漸形成了低調坦率的領導風格,並將這種風格帶入了韋伯項目。上任後他確立了兩項首要任務:首先是減少人為失誤。“人人都會犯錯,“他説,“如果你二十年如一日做同一件事,總會出些差錯。“其次是引入外部視角。也就是説,為了減少人為錯誤,他選擇讓更多人蔘與。“有些更聰明的人能發現我們當局者迷的問題,“他解釋道。
團隊需要儘可能多的眼睛來檢查韋伯的遮陽罩——這個網球場大小的關鍵結構需摺疊塞入火箭,在太空自行展開,保護望遠鏡承受500多度的極端温差。羅賓遜上任首月就遭遇意外:遮陽罩的緊固件突然崩脱。這正是典型的人為失誤。
一堆鬆動的螺絲和墊片成為羅賓遜先生理唸的早期考驗,他隨即下令從各個角度對整個系統進行全面審查。設計師、承包商和工程師們獨立核對文件與硬件,並比對記錄以在問題惡化前發現並解決——這相當於美國宇航局的"結腸鏡檢查”。“我們發現了一些需要適度調整的地方,“羅賓遜用工程師特有的含蓄語氣説道。
在他的敍述中或許顯得輕描淡寫,但登月壯舉正是由點滴改進累積而成。羅賓遜從重大突破前的微小進展中獲得滿足感。
如今要讓NASA的同僚們因期待而發笑,最簡單的方法就是問他們對韋伯望遠鏡的期望。他們想尋找系外行星,想更深入瞭解大爆炸後的宇宙,想窺視首批星系形成,觀測黑洞內部,探索星雲以追溯恆星誕生之地。他們真正渴望的是顛覆認知的發現。
即便是這些火箭科學家們,在將望遠鏡對準正確方位時也無法預知會觀測到什麼。他們對韋伯的突破性發現有些猜想,卻更期待這些猜想被推翻。事實上,這正是此次任務的目標之一——想象力的失敗即意味着成功。
“成功意味着意外之喜,“馬瑟博士説,“那裏存在着超出所有人預想的事物。”
致信本·科恩,郵箱:[email protected]
出現在2022年7月9日的印刷版中,標題為’拯救太空望遠鏡的NASA領導者’。