Научно-популярно о космосе и астрономии (lozga) wrote,
Научно-популярно о космосе и астрономии
lozga

Categories:

Окончательно разбираемся с градусами: причина аварии «Фрегата»

Во вторник были озвучены результаты работы комиссии, расследовавшей причины аварии разгонного блока "Фрегат" со спутником "Метеор-М №2-1". Гадая о том, что случилось, мы пошли по верному следу, но все-таки не совсем правильно представили себе картину аварии. И Анатолий Зак, явно получивший инсайд, тоже не совсем точно пересказал сценарий произошедшего. А снабдив иллюстрациями выводы комиссии, мы, наконец, получим полное представление о ходе событий.

01.jpeg
Фото: Дмитрий Ловецкий/Associated Press

По шагам


Мы уже знаем, что плоскость стабилизации ракеты в полете будет проходить по диагонали через ракету, стоящую на стартовом столе.

[Поясняющая картинка еще раз]
04.jpeg


Угол между севером и плоскостью стабилизации называется азимутом старта, и на "Восточном" он составляет 168,8°. Перед запуском ракеты на ней включились две системы управления - ракеты-носителя "Союз-2.1б" (далее СУ РН) и разгонного блока "Фрегат" (далее СУ РБ). Ракета должна была лететь курсом 354°, а разгонный блок, после отделения от третьей ступени, - 344°. Обе системы управления в нормальном полете должны обнулить азимут. Ракета выполняет этот маневр с 5 по 22 секунду полета, а разгонный блок - после отделения. У РБ на построение ориентации было меньше минуты, потому что его решили вывести на незамкнутую траекторию, и, если не включить быстро двигатель, то на орбиту бы выйти не получилось. Однако, еще перед стартом системы управления решили поворачивать в разные стороны, чтобы двигаться по кратчайшему пути. СУ РН решила поворачивать против часовой стрелки, потому что в этом случае на азимут 354° ей бы пришлось повернуть на 174°. А разгонному блоку на азимут 344° было выгоднее поворачивать по часовой стрелке на угол 175°.

02.png
Углы показаны примерные для наглядности

К сожалению, разгонный блок только один раз, еще перед стартом, решил, в какую сторону ему поворачивать, и не обновлял алгоритм своих действий. В результате, когда ракета повернулась на 174 градуса, они добавились к углу, на который собирался повернуть разгонный блок. В момент отделения ошибка составила 363° (174°+175°=349°, очевидно, прибавились не упомянутые маневры ракеты), однако, вместо того, чтобы пересчитать направление движения, разгонный блок пошел по длинному пути. "Фрегат" может вращаться со скоростью до одного градуса в секунду, и за минуту до включения двигателя он успел повернуться на 55 градусов по часовой стрелке. Набранная же скорость вращения привела к тому, что в течение минуты первого включения двигателя блок фактически тормозил, поэтому и упал раньше третьей ступени.


Углы показаны примерные для наглядности

Защита от Мерфи


В случившейся аварии и техника была исправна, и полетное задание было верным. Надеюсь, вам уже стало понятно, что и версия перепутанных космодромов является совершенно несостоятельной. Предположение, что виноват большой азимут старта космодрома "Восточный", тоже неверно. Фактически, это проявление закона Мерфи, как он есть - если у вас есть сектор в 10° (3% полного круга!), в котором системы управления решат разворачиваться в разные стороны, то вы построите космодром с таким азимутом старта, чтобы попасть в эти самые 3%. Отдельно стоит отметить, что, если бы "Фрегат" вывели на низкую орбиту, он бы успел развернуться и на неадекватный угол.

Так в чем же причина аварии? На этот вопрос отвечают два слова - "интеграционное тестирование". После создания отдельных модулей или систем необходимо обязательно проверить, что они будут нормально работать вместе. Утверждение, что виноваты программисты, разрабатывавшие программное обеспечение "Фрегата" 20 лет назад, тоже неверное - программа прекрасно работала для первоначальных условий, и надеяться, что ее сразу сделали под все возможные космодромы, не стоит.

Заключение


В аварии нет ничего хорошего, но все-таки иррационально приятно, что она относится к сложному и распространенному в космической технике типу. Это не залитые лишние тонны топлива из-за бардака в документации и не перепутанные на складе материалы. По такой же причине плохого интеграционного тестирования в атмосфере Марса сгорел аппарат NASA Mars Climate Orbiter, и разрушилась, потеряв управление, европейская Ariane 5 в своем первом полете. Если в нашей космонавтике сложность аварий будет расти и дальше, то это, по крайней мере, будет говорить о том, что с очевидными и простыми проблемами она уже справилась.


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

attentioneer.jpg
Tags: космические происшествия, ракеты-носители
Subscribe

Posts from This Journal “космические происшествия” Tag

  • Вторая авария "Электрона"

    Суеверные люди могут праздновать иллюзию своей правоты - тринадцатый запуск ракеты-носителя Electron завершился аварией с потерей ракеты и полезной…

  • Vega возвращается к полетам

    Спустя почти год возвращается к полетам ракета-носитель Vega, потерпевшая аварию 11 июля 2019. Кроме проверки в полете принятых мер по исправлению…

  • Космические штрихи уходящего года

    Сейчас, когда до Нового года остались считанные часы, логично оглянуться назад и посмотреть, каким оказался 2019 год. Этот материал не претендует на…

  • Результаты расследования аварии GOES-17

    Как говорится, "по следам наших публикаций". Год назад я рассказал про обнаруженную на метеорологическом спутнике США GOES-17 аварию - его…

  • Союз МС-11: Авария, которой не было?

    Посадка "Союза МС-11" 25 июня дополнилась интригой - сначала в СМИ появилась информация об аварии, затем Роскосмос официально заявил, что посадка…

  • Результаты расследования аварии «Союза МС-10»

    В четверг состоялась пресс-конференция аварийной комиссии для журналистов, на которой назвали причину аварии "Союза МС-10". Слухи про не открывшийся…

promo lozga november 4, 2014 17:00
Buy for 50 tokens
Привет! Добро пожаловать в блог, посвященный популяризации космонавтики, астрономии, и, шире, науки и прогресса человечества. Если вы зашли ко мне впервые, рекомендую почитать длинные серии постов по тегам: Серия "Незаметные сложности космической техники". Рассказы о том, как и почему ракеты и…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 266 comments
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →
Previous
← Ctrl ← Alt
Next
Ctrl → Alt →