Olvidé cambiar el acimut: resultados de la investigación del incidente de Ariane 5

La comisión de emergencia que investiga el incidente del refuerzo Ariane 5 el 25 de enero publicó sus resultados la semana pasada. La razón resultó ser ridícula e insultantemente simple, así como muy instructiva: al cambiar la tarea de vuelo estándar debido a los requisitos especiales de la misión, se olvidaron de corregir el acimut y un cohete perfectamente operativo salió volando de la ruta requerida.


Lanzamiento del vehículo de lanzamiento Ariane 5, foto de Arianespace

Crónica de eventos y consecuencias.

El cohete Ariane 5 con dos satélites de telecomunicaciones Al Yah 3 y SES-14 se lanzó el 25 de enero a las 22:30 UTC. Según la transmisión, parecía que el vuelo avanzaba normalmente, pero en el décimo minuto los datos de telemetría del cohete dejaron de mostrarse en él. El presentador de la transmisión no hizo ningún comentario sobre este hecho, por lo que detener la transmisión a los 38 minutos y reportar la anomalía después de una hora fue una sorpresa desagradable. Tardó aproximadamente una hora más en buscar satélites. Finalmente, resultó que los satélites estaban en órbita, pero con una inclinación 20 ° mayor.


Ejemplo de pista de vuelo, diagrama de usuario del foro Cheburashka de la revista Cosmonautics News

Ya en el primer día, de acuerdo con la información disponible públicamente: la transmisión del lanzamiento y el video del vuelo de un cohete despegado, quedó claro que el Ariane 5, por alguna razón, voló unos 20 grados al sur (a la derecha) del rumbo correcto. La telemetría realmente desapareció, y esto se debió al hecho de que para las estaciones que reciben datos de un cohete, desapareció más allá del horizonte. Solo la comisión de emergencia pudo responder la pregunta de por qué sucedió esto.

Mientras tanto, los satélites comenzaron a pasar de una geo-transición a una órbita geoestacionaria. Equipado con motores químicos y eléctricos, Al Yah 3 se mueve más rápido que SES 14 solo con motores eléctricos.


La altura promedio de la órbita está creciendo, fuente


Y la inclinación cae, fuente

Desafortunadamente, será necesario gastar más combustible para ingresar a la órbita geoestacionaria que de acuerdo con los cálculos optimistas iniciales. Corregir solo la inclinación incorrecta requeriría solo 165 m / s, pero Ariane 5 puso los satélites en una órbita donde el apocentro y el pericentro no están en el ecuador (que es requerido por una órbita de geo-transición normal). Debido a la precesión natural de la órbita, eventualmente terminarían allí, pero tendrían que esperar hasta aproximadamente septiembre. A juzgar por el hecho de que los satélites comenzaron a moverse, encontraron una solución mejor que esperar ocho meses, pero tomará hasta 1100 m / s solucionar este problema.

Resultados y preguntas

Los hallazgos publicados de la comisión sugieren que el cohete estaba en pleno funcionamiento, pero estaba llevando a cabo una misión de vuelo incorrecta. Debido a los "requisitos especiales" de la misión, el acimut para el sistema de navegación inercial tuvo que establecerse en 70 ° en lugar de los 90 ° habituales. Pero no hicieron esto, y las comprobaciones previas al lanzamiento no revelaron un error. Lamentablemente, el comunicado de prensa describe la razón demasiado breve (literalmente un par de líneas después de alabar al cohete por su capacidad de servicio y antes de garantizar que esto no volverá a suceder), por lo que tendrá que buscar información adicional y explicar lo que se quiso decir.

Según la revista francesa Aero Spatium, la singularidad de la misión fue que uno de los clientes exigió separar su satélite perpendicular a la dirección del vuelo. Para hacer esto, fue necesario desplegar la etapa superior, y parece que esto creó algunos problemas para el sistema de control, que, obviamente, se giró físicamente en 20 °, por lo que la separación se produjo en un ángulo de 70 ° en lugar de 90. Debido a esto, se tuvieron que introducir cambios. en el programa de vuelo. El cohete voló a lo largo de la misma trayectoria que antes, pero se suponía que el sistema de control girado dirigía el cohete al acimut de 70 °. Y se olvidaron de hacer este cambio en el programa. Como resultado, el sistema de control convirtió a Ariane 5 en el acimut habitual de 90 °, que en este caso se superpuso con la rotación del propio sistema de control, y el cohete voló a una velocidad de 90 + 20 = 110 °.

La pregunta de por qué el sistema de control fue rotado físicamente permanece sin respuesta. Si hubiera una plataforma girostabilizada con giroscopios mecánicos en el cohete, la versión del peligro de doblar los marcos de giroscopios sería obvia. Pero en el Ariane 5 hay giroscopios láser que no tienen marcos y no temen este problema.


Clase de capacitación de operadores de emergencia de emergencia, fuente

También es muy triste que el informe de la comisión de emergencia no diga una palabra sobre el comportamiento de los operadores de la terminación de emergencia del vuelo (RSO). Por un lado, el cohete estaba realmente operativo. Por otro lado, voló en un rumbo obviamente equivocado, que estaba más allá del rango permitido y viajaba solo a un par de kilómetros de la ciudad densamente poblada. Y no podemos decir si el RSO recibió información insuficiente, si pudieron evaluar rápidamente la situación y concluir que no era necesario socavar el cohete, o simplemente no pudieron responder a tiempo. Personalmente, la primera opción me parece poco probable: un sistema de control defectuoso puede informarle sobre la dirección "correcta" de vuelo, por lo tanto, los sistemas de control externo son lógicos. Y de las dos últimas opciones, me parece, la última es más probable. Es poco probable que las personas bajo estrés puedan evaluar rápidamente las consecuencias de un error de rumbo de 20 °, y es lógico utilizar algoritmos simples aquí: "si volamos en la dirección incorrecta, entonces dejamos de volar".

Conclusión

Solo dos meses después del accidente de la Fragata rusa, Arianespace logró organizar el incidente por una razón muy similar : se realiza un cambio en el diseño y el plan de vuelo, lo que genera un error que no puede ser detectado por los controles existentes, y un equipo que funciona perfectamente crea problemas. Y lo que sucedió claramente muestra que uno no puede relajarse en el programa espacial: 15 años sin problemas y 83 lanzamientos (todas las versiones de Ariane 5) no brindan confiabilidad por sí solos. Peor aún: la fea cobertura del incidente muestra que todos se relajaron, incluso los servicios de relaciones públicas. Pero, paradójicamente, en este incidente, puede encontrar el lado positivo: en 2019, Ariane 5 tendrá que lanzar el telescopio James Webb por un valor de $ 9 mil millones. Y después del accidente, la vigilancia de las personas aumenta por un tiempo.