Забыли изменить азимут: результаты расследования происшествия с «Ariane 5»

lozga — 26.02.2018 Аварийная комиссия, расследовавшая происшествие с ракетой-носителем "Ariane 5" 25 января, опубликовала результаты своей работы на прошлой неделе. Причина оказалась до смешного и обидного простой, а так же очень поучительной - изменяя стандартное полетное задание из-за особенных требований миссии, забыли поправить азимут, и совершенно исправная ракета полетела в сторону от требуемого маршрута.


Старт РН "Ariane 5", фото Arianespace

Хроника событий и последствия

Ракета Ariane 5 с двумя телекоммуникационными спутниками Al Yah 3 и SES-14 стартовала 25 января в 22:30 UTC. По трансляции казалось, что полет проходит нормально, но на десятой минуте в ней перестали отображаться данные телеметрии с ракеты. Ведущий трансляции этот факт не стал никак комментировать, поэтому остановка трансляции на 38 минуте и сообщение об аномалии спустя час стали неприятным сюрпризом. Еще примерно час ушел на поиск спутников. Наконец выяснилось, что спутники находятся на орбите, но с бОльшим на 20° наклонением.


Примерный трек полета, схема пользователя Чебурашка форума журнала «Новости космонавтики»

Уже в первые сутки по общедоступной информации - трансляции запуска и видео полета ракеты, снятого с земли, стало ясно, что Ariane 5 по какой-то причине летела примерно на 20 градусов южнее (правее) правильного курса. Телеметрия действительно пропала, и произошло это из-за того, что для станций приема данных с ракеты она скрылась за горизонтом. Ответить на вопрос, почему это произошло, могла только аварийная комиссия.

Тем временем спутники начали движение с геопереходной на геостационарную орбиту. Оснащенный химическими и электрическими двигателями Al Yah 3 движется быстрее, чем SES 14 только с электрическими двигателями.


Средняя высота орбиты растет, источник


А наклонение падает, источник

К сожалению, топлива для выхода на геостационарную орбиту придется потратить больше, чем по начальным оптимистичным расчетам. На исправление только неправильного наклонения потребовалось бы всего 165 м/с, но Ariane 5 вывела спутники на такую орбиту, где апоцентр и перицентр не находятся на экваторе (а это требуется нормальной геопереходной орбите). Из-за естественной прецессии орбиты они бы со временем там оказались, но пришлось бы ждать примерно до сентября. Судя по тому, что спутники начали движение, нашли какое-то решение лучше, чем ждать восемь месяцев, но на исправление этой проблемы придется потратить до 1100 м/с.

Результаты и вопросы

Опубликованные выводы комиссии говорят о том, что ракета была полностью исправна, но выполняла неверное полетное задание. Из-за "специальных требований" миссии азимут для инерциальной навигационной системы должен был быть установлен в 70° вместо обычных 90°. Но этого не сделали, а предстартовые проверки не выявили ошибки. Увы, пресс-релиз слишком коротко описывает причину (буквально пара строчек после восхваления исправности ракеты и перед заверениями, что такого больше не повторится), поэтому придется поискать дополнительную информацию и пояснить, что имелось в виду.

По информации французского журнала Aero Spatium, уникальность миссии заключалась в том, что один из заказчиков потребовал отделять свой спутник перпендикулярно направлению полета. Для этого нужно было развернуть верхнюю ступень, и, похоже, это создавало какие-то проблемы для системы управления, которую, очевидно, физически повернули на 20°, чтобы отделение происходило при угле 70° а не 90. Из-за этого пришлось ввести изменения в программу полета. Ракета летела по той же траектории, что и раньше, но повернутая система управления должна была наводить ракету на азимут 70°. И вот это изменение забыли внести в программу. В результате система управления повернула Ariane 5 на привычный азимут 90°, который в данном случае наложился на поворот самой системы управления, и ракета полетела курсом 90+20=110°.

Вопрос о том, зачем физически поворачивали систему управления, остается без ответа. Если бы на ракете стояла гиростабилизированная платформа с механическими гироскопами, была бы очевидной версия об опасности складывания рамок гироскопов. Но на Ariane 5 стоят лазерные гироскопы, которые не имеют рамок и не боятся этой проблемы.


Учебный класс операторов аварийного прекращения полета, источник

Также очень печально, что отчет аварийной комиссии ни слова не говорит о поведении операторов аварийного прекращения полета (RSO). С одной стороны, ракета действительно была исправна. С другой, она летела по очевидно неверному курсу, который был за рамками разрешенных и проходил всего в паре километров от густонаселенного города. И мы не можем сказать - получали ли RSO недостаточную информацию, сумели ли быстро оценить ситуацию и сделать вывод, что ракету не нужно подрывать, или же просто не смогли вовремя отреагировать. Лично мне первый вариант кажется маловероятным - неисправная система управления может информировать о "правильном" направлении полета, поэтому логичны системы внешнего контроля. А из последних двух вариантов, как мне кажется, более вероятен последний. Маловероятно, что люди в условиях стресса могут быстро оценить последствия ошибки курса в 20°, и здесь логично использовать простые алгоритмы - "если летим не туда, то прекращаем полет".

Заключение

Всего через два месяца после аварии российского "Фрегата" Arianespace умудрилась устроить происшествие по очень похожей причине - в конструкцию и план полета вносится изменение, порождающее ошибку, которая не отлавливается существующими проверками, и совершенно исправная техника создает проблемы. И произошедшее наглядно показывает, что в космонавтике нельзя расслабляться - 15 безаварийных лет и 83 пуска (всех версий Ariane 5) не обеспечивают надежность сами по себе. Даже хуже - безобразное освещение произошедшего показывает, что расслабились все, даже службы связи с общественностью. Но, как ни парадоксально, и в таком происшествии можно найти позитивные стороны - в 2019 году Ariane 5 должна будет запустить телескоп James Webb стоимостью 9 миллиардов долларов. А после аварии бдительность людей на время повышается.


Я в социальных сетях:
Вконтакте, Facebook, Twitter, Instagram, YouTube

Оставить комментарий

Популярные посты:

• Ранее
• Архив