Finalmente, lidamos com graus: a causa do acidente da Fragata

Na terça-feira, foram anunciados os resultados do trabalho da comissão que investiga as causas do acidente do estágio superior de Fregat com o satélite Meteor-M No. 2-1. Adivinhando o que aconteceu , seguimos o caminho certo, mas ainda não imaginávamos bem a imagem do acidente. E Anatoly Zak, que claramente recebeu uma informação privilegiada, também não recontou com precisão o cenário do que aconteceu. E fornecendo ilustrações das descobertas da comissão, finalmente obtemos uma imagem completa do curso dos eventos.


Foto: Dmitry Lovetsky / Associated Press

Passo a passo

Já sabemos que o plano de estabilização do foguete em vôo passará diagonalmente pelo foguete em pé na plataforma de lançamento.


O ângulo entre o norte e o plano de estabilização é chamado azimute do início e, em Vostochny, é 168,8 °. Antes de lançar o foguete, foram lançados dois sistemas de controle: o veículo de lançamento Soyuz-2.1b (doravante denominado lançador de foguetes) e o bloco de reforço Fragata (doravante o lançador de foguetes da República da Bielorrússia). O míssil deveria voar a um curso de 354 °, e o bloco de reforço, após a separação do terceiro estágio, a 344 °. Ambos os sistemas de controle em vôo normal devem redefinir o azimute. O míssil realiza essa manobra de 5 a 22 segundos de vôo e o estágio superior após a separação. A República da Bielorrússia teve menos de um minuto para construir a orientação, porque foi decidido colocá-la em um caminho aberto e, se o motor não fosse ligado rapidamente, não seria possível entrar em órbita. No entanto, mesmo antes do início do sistema de controle, eles decidiram mudar de direção para seguir o caminho mais curto. A SU RN decidiu girar no sentido anti-horário, porque nesse caso teria que girar 174 ° para o azimute de 354 °. E era mais lucrativo para a unidade aceleradora azimute 344 ° girar no sentido horário em um ângulo de 175 °.


Ângulos mostrados para fins ilustrativos.

Infelizmente, a unidade de overclock apenas uma vez, antes do início, decidiu para que lado usá-la e não atualizou o algoritmo de suas ações. Como resultado, quando o foguete girou 174 graus, eles foram adicionados ao canto em que o bloco de aceleração estava prestes a girar. No momento da separação, o erro foi de 363 ° (174 ° + 175 ° = 349 °, obviamente, não foram adicionadas manobras de foguete), no entanto, em vez de contar a direção do movimento, o bloco de aceleração percorreu um longo caminho. A “fragata” pode girar a uma velocidade de até um grau por segundo e, um minuto antes de ligar o motor, conseguiu girar 55 graus no sentido horário. A velocidade de rotação adquirida levou ao fato de que, dentro de um minuto após a primeira partida do motor, a unidade diminuiu a velocidade e, portanto, caiu mais cedo que o terceiro estágio.


Ângulos mostrados para fins ilustrativos.

Proteção de Murphy

No acidente, o equipamento estava em boas condições e a missão de vôo estava correta. Espero que você já tenha percebido que a versão dos espaçoporto confusos é completamente insustentável. A suposição de que o grande azimute do lançamento do espaçoporto de Vostochny é o culpado também está incorreta. De fato, esta é uma manifestação da lei de Murphy, pois é - se você tem um setor de 10 ° (3% do círculo completo!). No qual os sistemas de controle decidem dar a volta em direções diferentes, você construirá um espaçoporto com um azimute de lançamento para entrar nessas o máximo de 3%. Separadamente, vale a pena notar que, se a fragata fosse colocada em órbita baixa, teria conseguido se virar para um ângulo inadequado.

Então, qual é a causa do acidente? Duas palavras respondem a essa pergunta - "teste de integração". Depois de criar módulos ou sistemas separados, é imperativo verificar se eles funcionarão corretamente juntos. A afirmação de que os programadores que desenvolveram o software Frigate há 20 anos também é incorreta - o programa funcionou perfeitamente para as condições iniciais e não vale a pena esperar que ele tenha sido feito imediatamente para todos os possíveis cosmódromos.

Conclusão

Não há nada de bom no acidente, mas ainda é irracionalmente agradável que ele pertença ao tipo complexo e difundido de tecnologia espacial. Essas não são toneladas supérfluas de combustível que foram despejadas devido a uma bagunça na documentação e materiais não misturados no armazém. Pela mesma razão, testes de integração ruins na atmosfera de Marte, o Mars Climate Orbiter da NASA se esgotou e o Ariane 5 europeu entrou em colapso, perdendo o controle, em seu primeiro voo. Se, em nossa cosmonáutica, a complexidade dos acidentes continua aumentando, pelo menos isso indica que ela já lidou com problemas simples e óbvios.