Космические аварии и происшествия в 2015 году

Boris Paleev написал(а) к All в Mar 16 18:33:08 по местному времени:

Нello All!

http://lozga.livejournal.com/106469.html

Космические аварии и происшествия в 2015 году
lozga
11 января, 8:41

"Во многой мудрости много печали; и кто умножает познания, умножает скорбь" - так написано в книге Экклезиаста. Наверняка, это писал умудренный жизнью человек, но я не соглашусь с этим мнением применительно к космической отрасли. На мой взгляд, познание здесь умножает, во-первых, спокойствие, а во-вторых, интерес. Понимание, почему произошла та или иная авария отучает от попыток делать глобальные выводы в стиле "Х не умеют делать ракеты и вообще бяки". А знакомство с тем, как анализировали аварию, и как узнали, что и почему сломалось, вызывает переживания, как при чтении хорошего детектива, притаившегося в сухих строчках технической информации. Предлагаю вам вспомнить, какие аварии приключились в 2015 году.


SpaceX CRS-5

Год начался с красивого бабаха, когда при попытке вернуться на баржу первая ступень Falcon 9 разбилась об нее:

Как выяснилось, инженеры Маска решили использовать неортодоксальное техническое решение - открытую гидравлическую систему. Обычно гидравлическая жидкость используется многократно, перемещаясь между мотором и насосом. В случае с Falcon 9 гидравлические приводы сделали открытыми и сбрасывали отработавшую в моторе гидравлическую жидкость за борт. Инженеры немного ошиблись с расчетом необходимого количества жидкости, и она банально закончилась. А без возможности управлять аэродинамическими рулями первая ступень оказалась обречена. Жаль, Маск так и не показал видео с симуляцией того, как работала автоматика, по данным телеметрии. Было бы очень интересно посмотреть на то, как система управления пыталась бороться за мягкую посадку в таких условиях...


SpaceX CRS-6

14 апреля снова Маск порадовал нас вторым красивым взрывом при посадке первой ступени Falcon 9 на баржу.

В этом случае гидравлической жидкости налили достаточно (думаю, даже с запасом), но подвел топливный клапан. Он стал слишком медленно реагировать на команды системы управления, что привело к развивающимся автоколебаниям. Первая ступень Falcon 9 (как и подавляющее большинство ракет-носителей) находится в неустойчивом равновесии, таком же, как если бы вы поставили карандаш острием на палец и попытались бы удержать его в таком положении. Если вы не тренировались специально, то через секунду карандаш качнется, а ваши попытки удержать его в равновесии окажутся запоздалыми. Примерно то же получилось в этом случае - из-за медленно отвечающего клапана система управления стала выдавать все более активные команды на стабилизацию, которые вместо стабилизации раскачали ступень, и она ударилась о баржу с большой горизонтальной скоростью, попыталась удержаться газовыми двигателями, находящимися сверху (драматический момент!), но не смогла, упала на баржу и взорвалась. Вот очень интересное видео с добавленными любителями данными, по которому становится понятнее работа системы управления:

Прогресс М-27М

29 апреля к МКС стартовал очередной грузовик "Прогресс". Сообщения об успешном выведении быстро сменились новостями о проблемах на борту. А после публикации видео со стыковочной камеры корабля стало ясно, что корабль практически наверняка потерян. Интернет-сообщество прекрасно поупражнялось в остроумии, наложив на видео подходящую музыку. No Time For Caution из сцены стыковки в Interstellar был слишком очевиден, и лично мне больше понравились два других варианта:

http://coub.com/view/667tq

http://coub.com/view/65ynh

Что же произошло? На 5 мая, когда я подробно описал хронологию событий и матчасть, можно было только придумывать версии. 1 июня Роскосмос опубликовал официальный релиз о результатах расследования. Но пресс-релиз написан совершенно жутким языком, который просто необходимо перевести на научно-популярный. Фраза о частотно-динамических характеристиках оставляет нам только одну причину - резонанс. Связка "Прогресса" и третьей ступени ракеты-носителя "Союз-2.1а" повела себя как рюмка на этом видео:


Свет мигает, чтобы мы могли увидеть колебания, это такой физический хак создания slo-mo в реальном времени

Сначала лопнул бак окислителя (внизу ступени, у двигателя), затем бак горючего, осколки побили двигательный отсек "Прогресса", и вращение было вызвано либо утечкой компонентов топлива через пробоины, либо попытками системы управления стабилизировать корабль, у которого часть двигателей ориентации не работала как надо.


New Shepard

В этот же день, 29 апреля компания Blue Origin произвела запуск комплекса New Shepard - суборбитального корабля и многоразовой ракеты. Корабль слетал нормально, а ракета разбилась из-за потери давления в гидросистеме. Увы, Blue Origin секретничают еще больше, чем Маск, и ни смачных фото разбившейся в лепешку ракеты, ни, тем более, видео с телеметрией мы не увидели, и ничего полезного для себя узнать не можем.


"Протон" - "Mexsat-1"

Печальная ежегодная авария "Протона" не обошла стороной 2015 год - в этот раз 16 мая оказался потерян спутник "Mexsat-1". Расследование аварии показало, что виноват хитрый баг, который обитал на ракете десятилетиями, но проявил себя в 1988, 2014 и 2015 годах. После аварии 2014 года в подозреваемом узле поставили дополнительные датчики, что, наконец, позволило найти и исправить этот неприятный дефект. Подробнее можно ознакомиться с историей тут.


SpaceX CRS-7

В 2015 году произошла первая серьезная авария ракеты-носителя Falcon 9 с полной потерей полезной нагрузки (в 2012 они потеряли попутную нагрузку из-за разрушения двигателя первой ступени, но Dragon долетел до МКС успешно).



Как я и подозревал, попытки угадать причину аварии по доступной в первые дни информации провалились. Тип аварии коллективный разум Geektimes угадал верно - производственный дефект. Но верной причины даже не оказалось в списке вариантов, а наиболее близкий к ней вариант занял второе место и получил всего 18% голосов. 28 июня на 139 секунде полета одно из креплений бака наддува сломалось.

03.jpg
Крепления бака наддува

Бак, очевидно, был поврежден и потерял герметичность. Выходящий из него гелий поднял давление в баке второй ступени, который лопнул, а ракета разрушилась. SpaceX прибавилось работы - они объявили о том, что будут тестировать каждое такое крепление, очевидно, раньше проверяли выборочно.


Союз ТМА-17М

Заставил понервничать запуск "Союза ТМА-17М" 22 июля - уже второй раз за последние пару лет не раскрылась одна из солнечных батарей:

Оба раза панели открывались от малейшего сотрясения, которое, по закону подлости, возникало только в конце пути - при стыковке с МКС. Если так пойдет дальше, не удивлюсь, если в комплект инструментов на "Союзе" добавят небольшую кувалду - постучать по корпусу, чтобы все раскрылось. Наши западные партнеры будут в восторге от crazy russian's space kuvalda :)

Super Strypi

3 ноября в районе 60 секунды полета ракета Super Strypi разрушилась во время первого запуска. Увы, с тех пор не было обнародовано новой информации, и, похоже, причину аварии мы уже вряд ли узнаем.


"Союз-2.1в" - "Канопус-СТ"

Первое место в номинации "самая обидная авария года". 5 декабря новая ракета "Союз-2.1в", стартовавшая всего второй раз, отработала замечательно. Но у разгонного блока, который штатно вывел два спутника на целевую орбиту, при отделении спутника дистанционного зондирования Земли "Канопус-СТ" неверно сработал один из замков, и спутник не смог отделиться. А, чтобы было еще обиднее, второй спутник - сфера-болванка для калибровки радаров, отделился успешно. К счастью, такую проблему очень просто исправить.


"Союз ТМА-19М"

Очень нервной выдалась стыковка с МКС "Союза ТМА-19М". Отказала автоматическая система стыковки. При попытке ручной стыковки корабль ушел вбок относительно стыковочного узла, и пришлось отходить еще раз. К счастью, с третьего раза стыковка произошла успешно.


Что же касается причин, они пока что не опубликованы. Информационные агентства пишут о разных версиях - отказ системы управления, отказ одного из двигателей или даже электромагнитные помехи от уже пристыковавшегося корабля Cygnus. Проблема в том, что журналисты не брезгуют писать любые слухи со ссылкой на "источник в космической отрасли". Пока не опубликованы официальные результаты расследования, мы можем только гадать о том, что случилось.

О достижениях 2015 года и, возможно, планах на 2016 будут отдельные публикации.

Best regards, Boris

--- Ручка шариковая, цена 1.1.5-021027