Инженер Натали Панек рассказала о работе в NASA и космической робототехнике

Perimeter Institute 4 тыс. 33 мин 11 мин 17.06.2016
Главное

Выступление канадского инженера Натали Панек на мероприятии Perimeter Institute посвящено преодолению барьеров в аэрокосмической индустрии и популяризации науки среди женщин. Специалист по космической робототехнике делится личным опытом борьбы с неудачами, работы над амбициозными проектами для NASA и европейских марсоходов, а также размышляет о важности критического мышления. Главная идея её манифеста заключается в том, что каждый человек обладает внутренним потенциалом для достижения успеха, если готов выйти за рамки привычного комфорта.

💫 «Правильные качества» и путь в космическую индустрию 0:02

Профессиональная траектория Натали Панек неразрывно связана с передовыми достижениями канадской аэрокосмической отрасли. В начале своей карьеры она успела пройти знаковые стажировки в Центре космических полётов имени Годдарда и Исследовательском центре Эймса при NASA. Эти этапы заложили основу для её дальнейшей деятельности в подразделении робототехники и автоматизации компании MDA, где она занимается разработкой канадских космических роботов. За свои успехи и активную общественную позицию Натали удостоилась ряда престижных наград: в 2013 году она получила премию Университета Калгари как лучший выпускник последнего десятилетия, а также награду «Восходящая звезда аэрокосмоса» от фонда Northern Lights. Телеканал CBC включил её в список 12 молодых лидеров, меняющих Канаду, издание Financial Post назвело её ключевым адвокатом женщин в технологиях, а в 2015 году она вошла в список Forbes «30 до 30».

Движущей силой для Натали Панек всегда оставалась детская мечта стать астронавтом и увидеть Землю с совершенно иной перспективы. Чтобы приблизить эту цель, она последовательно получила степень бакалавра в области машиностроения в Университете Калгари, а затем степень магистра аэрокосмической техники.

Опираясь на историю космонавтики, Натали напоминает о знаменитом выражении «The Right Stuff» («Правильные качества»), которым в конце 1950-х и начале 1960-х годов описывали первых военных пилотов-испытателей и астронавтов миссий «Аполлон». Эта концепция традиционно подразумевает идеальное сочетание мужества, страсти, харизмы, бесстрашия и готовности идти на оправданный риск. По мнению Панек, обладать «правильными качествами» может абсолютно каждый человек, независимо от того, станет ли он профессиональным пилотом или исследователем. Спикер утверждает, что для этого необходимо лишь научиться раскрывать свой внутренний потенциал, опираться на базовые принципы успеха и упорно следовать за своей мечтой.

🚪 Сила упорства: четыре отказа от NASA и один судьбоносный звонок 3:11

Начало профессионального пути Натали Панек было сопряжено с серьезными географическими и индустриальными барьерами. Она выросла в Калгари, где ключевым сектором экономики традиционно является нефтегазовая промышленность, а возможности для развития в сфере аэрокосмической инженерии крайне ограничены. В поисках практического опыта Натали регулярно изучала профильные ресурсы и обнаружила программу стипендий для космических исследований, которая давала возможность одному канадскому студенту пройти трёхмесячную летнюю стажировку в NASA.

Несмотря на понимание жесткой конкуренции, Натали подготовила пакет документов и отправила заявку, однако через несколько месяцев получила официальное письмо с отказом. Год спустя ситуация в точности повторилась: новое эссе, новые надежды и аналогичный вежливый отказ от космического агентства. К третьему курсу Натали Панек обновила рекомендательные письма и предприняла очередную попытку, которая снова закончилась неудачей, что заставило её всерьез усомниться в наличии у неё способностей для работы в аэрокосмической отрасли.

Четвёртый и последний шанс представился, когда Натали уже училась в магистратуре Университета Торонто. Это был последний год, когда она подходила под критерии отбора программы. Переборов страх очередного провала, она обновила эссе в четвёртый раз, но автоматическая система NASA вновь прислала стандартное уведомление об отказе. Спикер вспоминает, что была полностью опустошена. Во время пробежки ей в голову пришла идея позвонить по номеру, указанному в конце электронного письма, который вел напрямую к руководителю офиса высшего образования NASA. Готовясь оставить сообщение на автоответчике, Натали неожиданно услышала живой голос на другом конце провода. Всего через две минуты телефонного разговора глава офиса предложил ей позицию стажёра прямо на месте.

Натали Панек подчеркивает, что долгое время стеснялась рассказывать эту историю, воспринимая её как свидетельство собственной слабости. По её мнению, в обществе принято транслировать исключительно истории мгновенного успеха, замалчивая тяжелый процесс борьбы с неудачами. Спикер делится важной личной пропорцией:

Попав на стажировку в Центр космических полётов имени Годдарда, Натали оказалась в одной из крупнейших «чистых комнат» мира — высокотехнологичном ангаре High Bay, где астронавты тренировались перед миссиями по ремонту космического телескопа «Хаббл». В качестве примера работающего оборудования она приводит Обсерваторию солнечной динамики (SDO), чью сборку застала в лаборатории. Этот аппарат сейчас успешно функционирует на орбите и непрерывно транслирует научные данные на Землю. Другим ярким воспоминанием со стажировки для Натали стал прыжок с парашютом в компании первой женщины-космонавта из Южной Кореи.

☀️ Автомобиль на солнечной энергии: 9 месяцев борьбы с неизбежными поломками 8:42

Важнейшей вехой в получении практических инженерных навыков для Натали Панек стало участие в студенческой команде Университета Калгари по созданию автомобиля на солнечной энергии. Проект полностью воспроизводил реальный жизненный цикл сложного инженерного продукта: от мозгового штурма и концептуального проектирования до математического анализа аэродинамики с помощью вычислительной гидродинамики (CFD) для минимизации лобового сопротивления.

Итоговый прототип автомобиля имел кузов в форме крыла самолёта. Верхняя панель машины была покрыта кремниевыми солнечными элементами размером с кусок хлеба каждый. Внутри конструкции располагалось облегчённое шасси, выполнявшее роль скелета, три колеса и массивный блок литий-ионных аккумуляторов, аналогичных по своей химической структуре батареям в обычных смартфонах.

Главным вызовом для команды стало участие в континентальной гонке North American Solar Challenge, маршрут которой пролегал из Остина (штат Техас) через Виннипег прямо к финишной черте в Калгари. Натали указывает на колоссальную разницу в стартовых условиях между её командой и опытными соперниками:

Весь процесс проектирования превратился в непрерывную череду проб и ошибок. Перед допуском на трассу автомобиль прошёл жёсткую процедуру технического контроля (техосмотр и квалификацию), поскольку болидам предстояло двигаться по скоростным межштатным автомагистралям со скоростью около 100 км/ч бок о бок с тяжелыми фурами. Как и стандартный дорожный транспорт, экспериментальный болид был оборудован ремнями безопасности, зеркалами заднего вида и указателями поворотов. Для снижения общей массы инженеры сознательно отказались от одного колеса, сделав машину трёхколёсной.

Гонка продолжалась 10 дней, при этом пилоты проводили за рулём по 8 часов в сутки (с 8:00 до 18:00). На третий день соревнований, во время смены Натали на неровном участке трассы в Оклахоме, вибрации от дорожных швов стали критическими. Находясь в полулежачем положении внутри тесной кабины, Натали связалась по рации с командой сопровождения и сообщила о странном шуме и сильной тряске. Стратеги команды приняли решение не делать экстренную остановку ради сохранения временного преимущества.

Когда в шесть часов вечера с автомобиля сняли верхний защитный кожух, выяснилось, что задняя часть титанового шасси под спиной пилота полностью лопнула пополам. Прикреплённый к команде спортивный комиссар незамедлительно отстранил машину от дальнейшего участия в гонке по соображениям безопасности. На помощь студентам пришла пожилая пара фермеров, разрешившая использовать их амбар в качестве ремонтной мастерской. Благодаря девяти месяцам постоянного анализа поломок, студенты смогли сориентироваться в критической ситуации и за 12 часов непрерывных сварочных работ полностью восстановили несущую конструкцию. Прототип вернулся на трассу и успешно финишировал в Калгари на глазах у 10 тысяч зрителей.

🤖 Космическая робототехника и спасение «умирающих» спутников 16:03

Полученный опыт помог Натали преодолеть синдром самозванца, когда она устроилась на свою первую полноценную работу в аэрокосмическую корпорацию MDA. Её магистерская диссертация была посвящена процессам горения в условиях микрогравитации, что не имело прямого отношения к робототехнике, поэтому изначально девушка чувствовала себя не в своей тарелке.

Компания MDA известна во всем мире как создатель легендарных космических манипуляторов: первого Canadarm для программы Space Shuttle и Canadarm 2, который сегодня выполняет ключевые функции на Международной космической станции (изображение этого робота даже размещено на канадской пятидолларовой купюре).

Натали Панек была зачислена в команду перспективного проекта по сервисному обслуживанию и дозаправке спутников на геостационарной орбите. Спикер напоминает, что современные сервисы — от сотовой связи и прогнозов погоды до авианавигации и спутникового ТВ — напрямую зависят от орбитальных группировок. При этом стандартный срок службы аппаратов составляет 20–25 лет. Если у спутника заканчивается топливо или выходит из строя деталь, он превращается в космический мусор или в лучшем случае выводится остатками горючего на «орбиту захоронения». Подобная практика ведёт к опасной деградации и засорению околоземного пространства.

Решением проблемы, над которым работала Натали, должен стать специализированный космический заправщик, оснащённый сложной роборукой. Архитектура манипулятора детально копирует кинематику человеческого тела:

С помощью этих инструментов роборука способна перерезать фиксирующие провода на клапанах, подключать шланги и перекачивать жидкое топливо из баков заправщика в баки обслуживаемого спутника. Натали выполняла функции инженера по операциям: используя точные 3D-модели, она пошагово моделировала и репетировала на компьютере каждое мизерное движение робота задолго до отправки миссии в космос.

Спикер вспоминает, что через месяц после начала работы ей поручили защищать проект перед заказчиком. Во время доклада один из экспертов задал глубокий технический вопрос, который поставил молодую сотрудницу в тупик. Панек честно призналась, что не знает ответа, после чего её более опытный коллега оперативно перехватил инициативу и предоставил клиенту нужные данные.

Этот случай Натали считает важнейшим уроком. По мнению спикера, признание собственного незнания — это неотъемлемая часть профессионального роста. Она описывает развитие карьеры как постоянный циклический процесс выхода за рамки комфорта: человек сознательно идёт туда, где он не является экспертом, учится у профессионалов, постепенно накапливает знания, возвращается в зону уверенности, после чего обязан немедленно сделать следующий шаг в неизведанное. На момент проведения лекции Натали Панек перешла в подразделение по разработке шасси и локомоционной системы для марсохода ExoMars, создаваемого Европейским космическим агентством.

👩‍🔬 Эксперимент в зале: почему поп-звёзд знают лучше, чем женщин из мира STEM 23:09

Важнейшим элементом успешной карьеры в науке Натали считает институт менторства и поддержки со стороны состоявшихся лидеров отрасли. При этом она отмечает острую проблему нехватки и низкой видимости женщин-ученых в публичном пространстве, формулируя этот тезис фразой: «Вы не можете быть тем, кого вы не видите».

Для демонстрации этого феномена спикер провела интерактивный эксперимент, попросив всю аудиторию подняться со своих мест. Условие было простым: если человек узнает названное имя — он продолжает стоять, если имя ему незнакомо — садится на стул. Результаты теста оказались следующими:

  1. Имена Ким Кардашьян и реалити-дивы Хани Бу Бу (Honey Boo Boo) оказались знакомы абсолютно каждому присутствующему в зале, и все зрители остались стоять.
  2. При упоминании Мариссы Майер (одной из самых молодых женщин-CEO в истории списка Fortune 500, возглавлявшей Yahoo) часть аудитории села.
  3. Имя Зии Тонг (многолетней ведущей научно-популярного шоу Daily Planet на Discovery Channel) оставило стоять лишь одного человека во всем зале.
  4. Имена нейробиолога Кары Санта-Марии (ведущей подкаста Talk Nerdy) и Джесси Комбс (профессионального сварщика, конструктора автомобилей и официальной обладательницы мирового рекорда скорости среди женщин на четырёх колесах в ракетном авто) привели к тому, что сели абсолютно все зрители.

Этот наглядный пример, по словам Панек, обнажает суровую реальность: современное общество досконально знает персонажей таблоидов, но остаётся в неведении относительно выдающихся женщин, меняющих мир посредством науки, инженерии и инноваций. Спикер подчёркивает, что люди не всегда могут влиять на редакционную политику телеканалов, но они полностью свободны в выборе собственного контента и могут осознанно искать информацию о настоящих героях технологического прогресса.

🙋‍♀️ Ответы на вопросы: как стать астронавтом и побороть сомнения 27:48

В рамках сессии вопросов и ответов Натали Панек раскрыла ряд подробностей о личных планах и специфике отбора в космические отряды. Отвечая на вопрос о попытках стать астронавтом, Натали призналась, что подавала официальное заявление в Канадское космическое агентство (CSA) в 2009 году. На тот момент она ещё продолжала обучение и не проходила по формальным критериям, но решила рискнуть ради опыта. Спикер поясняет, что канадская космическая программа весьма скромная: на момент её выступления в обойме числились всего два активных астронавта (оба мужчины), чьи полёты запланированы на временные слоты вокруг 2019 и 2024 годов. Для самой Натали эта цель остаётся долгосрочным ориентиром.

Касаясь темы формальных требований к кандидатам в астронавты, спикер перечислила ключевые компетенции, которые обычно требуются космическим агентствам:

Рассказывая о своих детских источниках вдохновения, Натали упомянула, что выросла вблизи Скалистых гор, где часто бывала в походах, что развило в ней страсть к исследованиям первопроходцев. Кроме того, огромное влияние на неё оказал регулярный совместный просмотр с матерью научно-фантастических сериалов «Звёздный путь» (Star Trek) и «Звёздные врата: СГ-1» (Stargate SG-1). Персонаж Саманты Картер — женщины-астрофизика и ключевого учёного в «Звёздных вратах» — служила для Натали еженедельным живым доказательством того, что женщины могут успешно лидировать в точных науках.

Главной внутренней проблемой, с которой сталкиваются молодые девушки при выборе карьеры в STEM, Натали считает укоренившееся чувство неуверенности в себе и страх несоответствия высоким стандартам. Тем не менее спикер утверждает, что стоит преодолеть первичный психологический дискомфорт, как инженерия открывает невероятные возможности для творчества, экспериментов и ручной сборки уникальных вещей. В качестве примера самого захватывающего исследования в своей жизни она назвала участие в закрытом проекте NASA по моделированию обитаемой базы на Марсе. Команда Панек изучала возможность размещения жилых модулей не на поверхности планеты, а внутри подземных лавовых трубок и пещер, что позволило бы эффективно защитить экипаж от смертоносной солнечной радиации и разрушительных пылевых бурь.

💬 Цитаты

«Для каждого часа, проведённого в NASA, я потратила в десять раз больше времени, пытаясь туда попасть.»

Натали Панек 07:07

«Вы выходите из зоны комфорта, где вы не эксперт... учитесь, растете и постепенно становитесь экспертом.»

Натали Панек 21:44

«Вы не можете быть тем, кого вы не видите.»

Натали Панек 24:00
👥 Спикер
🎬 Упомянутые фильмы и сериалы
📖 Термины
Чистая комната
Помещение с контролируемым уровнем загрязнения для сборки чувствительного космического оборудования.
Вычислительная гидродинамика (CFD)
Метод компьютерного моделирования потоков газов или жидкостей для оптимизации аэродинамики.
Концевой эффект (End effector)
Рабочий орган или инструмент робота, заменяющий ему кисть руки для выполнения сложных задач.
📊 Цифры
🗓 Хронология
  1. 2009 Натали Панек впервые подаёт заявку в канадскую программу подготовки астронавтов, будучи студенткой.
  2. 2013 Получение наград Университета Калгари «Выпускник последнего десятилетия» и «Восходящая звезда аэрокосмоса».
  3. 2014 Включение в список 100 самых влиятельных женщин Канады по версии WXN.
  4. 2015 Панек входит в престижный международный рейтинг Forbes «30 до 30».
⚖️ Другая сторона
Инженерия Натали Панек NASA робототехника Канадарм