Oublié de changer l'azimut: résultats de l'enquête sur l'incident d'Ariane 5

La commission d'urgence enquêtant sur l'incident du rappel d'Ariane 5 le 25 janvier a rendu public ses résultats la semaine dernière. La raison s'est avérée ridiculement et insultante, mais aussi très instructive - en changeant la tâche de vol standard en raison des exigences spéciales de la mission, ils ont oublié de corriger l'azimut, et une fusée parfaitement opérationnelle s'est envolée de la route requise.


Lancement du lanceur Ariane 5, photo d'Arianespace

Chronique des événements et des conséquences

La fusée Ariane 5 avec deux satellites de télécommunications Al Yah 3 et SES-14 a été lancée le 25 janvier à 22h30 UTC. Selon l'émission, il semblait que le vol se déroulait normalement, mais à la dixième minute, les données de télémétrie de la fusée ont cessé de s'y afficher. L'animateur de l'émission n'a pas commenté ce fait, donc arrêter l'émission à 38 minutes et signaler l'anomalie après une heure a été une surprise désagréable. Il a fallu environ une heure pour trouver des satellites. Enfin, il s'est avéré que les satellites étaient en orbite, mais avec une inclinaison supérieure de 20 °.


Exemple de trajectoire de vol, schéma utilisateur du forum Cheburashka du journal Cosmonautics News

Dès le premier jour, selon des informations accessibles au public - la diffusion du lancement et la vidéo du vol d'une fusée décollée, il est devenu clair que l'Ariane 5 a volé pour une raison quelconque à environ 20 degrés au sud (à droite) de la bonne route. La télémétrie a vraiment disparu, et cela est dû au fait que pour les stations recevant des données d'une fusée, elle a disparu au-delà de l'horizon. Seule la commission d'urgence peut répondre à la question de savoir pourquoi cela s'est produit.

Pendant ce temps, les satellites ont commencé à passer d'une géo-transition à une orbite géostationnaire. Équipé de moteurs chimiques et électriques Al Yah 3 se déplace plus rapidement que SES 14 avec des moteurs électriques uniquement.


La hauteur moyenne de l'orbite augmente, source


Et l'inclinaison tombe, source

Malheureusement, il faudra dépenser plus de carburant pour entrer dans l'orbite géostationnaire que selon les premiers calculs optimistes. Corriger uniquement l'inclinaison incorrecte ne nécessiterait que 165 m / s, mais Ariane 5 a placé les satellites sur une orbite où l'apocentre et le péricentre ne sont pas à l'équateur (ce qui est requis par une orbite de géo-transition normale). En raison de la précession naturelle de l'orbite, ils finiraient par y arriver, mais devraient attendre jusqu'en septembre environ. À en juger par le fait que les satellites ont commencé à se déplacer, ils ont trouvé une solution meilleure que d'attendre huit mois, mais il faudra jusqu'à 1100 m / s pour résoudre ce problème.

Résultats et questions

Les résultats publiés de la commission suggèrent que la fusée était pleinement opérationnelle, mais effectuait une mission de vol incorrecte. En raison des «exigences spéciales» de la mission, l'azimut du système de navigation inertielle a dû être réglé à 70 ° au lieu des 90 ° habituels. Mais ils ne l'ont pas fait et les vérifications préalables au lancement n'ont révélé aucune erreur. Hélas, le communiqué de presse décrit la raison trop courte (littéralement quelques lignes après avoir loué la fusée pour son bon fonctionnement et avant d'avoir l'assurance que cela ne se reproduira plus), vous devrez donc rechercher des informations supplémentaires et expliquer ce que cela signifiait.

Selon le magazine français Aero Spatium, l'unicité de la mission était que l'un des clients a exigé de séparer son satellite perpendiculairement à la direction du vol. Pour ce faire, il a fallu déployer l'étage supérieur, et il semble que cela ait créé des problèmes pour le système de commande, qui, évidemment, était physiquement tourné de 20 °, de sorte que la séparation s'est produite sous un angle de 70 ° plutôt que de 90. Pour cette raison, des changements ont dû être introduits dans le programme de vol. La fusée a volé sur la même trajectoire qu'auparavant, mais le système de commande tourné était censé diriger la fusée vers l'azimut de 70 °. Et ils ont oublié d'apporter ce changement au programme. En conséquence, le système de commande a tourné Ariane 5 à l'azimut habituel de 90 °, qui dans ce cas chevauchait la rotation du système de commande lui-même, et la fusée a volé à un taux de 90 + 20 = 110 °.

La question de savoir pourquoi le système de commande a subi une rotation physique reste sans réponse. S'il y avait une plate-forme gyrostabilisée avec des gyroscopes mécaniques sur la fusée, la version du danger de plier les cadres des gyroscopes serait évidente. Mais sur l'Ariane 5, il y a des gyroscopes laser qui n'ont pas de cadre et n'ont pas peur de ce problème.


Classe de formation des opérateurs de crash d'urgence, source

Il est également très triste que le rapport de la commission d'urgence ne dit pas un mot sur le comportement des opérateurs de l'arrêt d'urgence de vol (RSO). D'une part, la fusée était vraiment opérationnelle. De l'autre, elle a volé sur une route manifestement erronée, qui était au-delà de la plage autorisée et n'a parcouru que quelques kilomètres de la ville densément peuplée. Et nous ne pouvons pas dire si le RSO n'a pas reçu suffisamment d'informations, s'il a pu évaluer rapidement la situation et conclure que la roquette n'avait pas besoin d'être sapée, ou tout simplement ne pouvait pas répondre à temps. Personnellement, la première option me semble peu probable - un système de contrôle défectueux peut vous informer sur la «bonne» direction de vol, donc les systèmes de contrôle externes sont logiques. Et parmi les deux dernières options, il me semble, cette dernière est plus probable. Il est peu probable que les personnes stressées puissent évaluer rapidement les conséquences d'une erreur de cap de 20 °, et il est logique d'utiliser ici des algorithmes simples - "si nous volons dans la mauvaise direction, alors nous arrêtons de voler".

Conclusion

Juste deux mois après l'accident de la frégate russe, Arianespace a réussi à organiser un accident pour une raison très similaire - une modification est apportée à la conception et au plan de vol, ce qui génère une erreur qui ne peut pas être détectée par les contrôles existants, et un équipement fonctionnant parfaitement crée des problèmes. Et ce qui s'est passé montre clairement que l'on ne peut pas se détendre dans le programme spatial - 15 années sans problème et 83 lancements (toutes les versions d'Ariane 5) ne garantissent pas à eux seuls la fiabilité. Pire encore: la laideur de la couverture de l' incident montre que tout le monde s'est détendu, même les services de relations publiques. Mais, paradoxalement, dans cet incident, vous pouvez trouver le côté positif - en 2019, Ariane 5 devra lancer le télescope James Webb d'une valeur de 9 milliards de dollars. Et après l'accident, la vigilance des gens augmente pendant un certain temps.