Esqueceu-se de alterar o azimute: Ariane 5 resultados de investigação de incidentes

A comissão de emergência que investiga o incidente de reforço do Ariane 5 em 25 de janeiro divulgou seus resultados na semana passada. O motivo acabou sendo ridiculamente e ofensivamente simples, além de muito instrutivo - alterando a tarefa de vôo padrão devido aos requisitos especiais da missão, eles esqueceram de corrigir o azimute e um foguete perfeitamente operacional voou para longe da rota exigida.


Lançamento do veículo de lançamento Ariane 5, foto de Arianespace

Crônica de eventos e consequências

O foguete Ariane 5 com dois satélites de telecomunicações Al Yah 3 e SES-14 foi lançado em 25 de janeiro às 22:30 UTC. Segundo a transmissão, parecia que o vôo estava ocorrendo normalmente, mas no décimo minuto os dados de telemetria do foguete deixaram de ser exibidos nele. O anfitrião da transmissão não comentou esse fato, então interromper a transmissão aos 38 minutos e relatar a anomalia após uma hora foi uma surpresa desagradável. Demorou cerca de uma hora para procurar satélites. Finalmente, os satélites estavam em órbita, mas com uma inclinação 20 ° maior.


Exemplo de pista de voo, diagrama do usuário do fórum Cheburashka da revista Cosmonautics News

Já no primeiro dia, de acordo com informações publicamente disponíveis - a transmissão do lançamento e o vídeo do voo de um foguete decolado, ficou claro que o Ariane 5, por algum motivo, voou cerca de 20 graus ao sul (à direita) do rumo certo. A telemetria realmente desapareceu, e isso se deve ao fato de que, para as estações que recebem dados de um foguete, desaparecem além do horizonte. Somente a comissão de emergência poderia responder à pergunta por que isso aconteceu.

Enquanto isso, os satélites começaram a passar de uma transição geográfica para uma órbita geoestacionária. Equipado com motores químicos e elétricos, o Al Yah 3 se move mais rápido que o SES 14 apenas com motores elétricos.


A altura média da órbita está crescendo, fonte


E a inclinação cai, fonte

Infelizmente, será necessário gastar mais combustível para entrar na órbita geoestacionária do que de acordo com os cálculos otimistas iniciais. A correção apenas da inclinação incorreta exigiria apenas 165 m / s, mas Ariane 5 colocou os satélites em uma órbita em que o apocentro e o pericentro não estão no equador (o que é exigido por uma órbita de transição geográfica normal). Devido à precessão natural da órbita, eles acabariam lá, mas teriam que esperar até setembro. A julgar pelo fato de os satélites terem começado a se mover, eles encontraram uma solução melhor do que esperar oito meses, mas serão necessários 1100 m / s para solucionar esse problema.

Resultados e perguntas

As descobertas publicadas pela comissão sugerem que o foguete estava totalmente operacional, mas estava realizando uma missão de vôo incorreta. Devido aos “requisitos especiais” da missão, o azimute para o sistema de navegação inercial teve que ser definido em 70 ° em vez dos 90 ° habituais. Mas eles não fizeram isso e as verificações de pré-lançamento não revelaram um erro. Infelizmente, o comunicado de imprensa descreve o motivo muito curto (literalmente algumas linhas depois de elogiar o foguete pela manutenção e antes das garantias de que isso não acontecerá novamente), então você terá que procurar informações adicionais e explicar o que isso significava.

Segundo a revista francesa Aero Spatium, a singularidade da missão era que um dos clientes exigisse separar seu satélite perpendicularmente à direção do voo. Para fazer isso, foi necessário implantar o estágio superior, e parece que isso criou alguns problemas para o sistema de controle, que obviamente era fisicamente girado em 20 °, de modo que a separação ocorreu em um ângulo de 70 ° em vez de 90. Por causa disso, as mudanças tiveram que ser introduzidas no programa de vôo. O foguete voou ao longo da mesma trajetória de antes, mas o sistema de controle girado deveria direcionar o foguete para o azimute de 70 °. E eles se esqueceram de fazer essa alteração no programa. Como resultado, o sistema de controle transformou Ariane 5 no azimute usual de 90 °, que nesse caso se sobrepôs à rotação do próprio sistema de controle, e o foguete voou a uma taxa de 90 + 20 = 110 °.

A questão de por que o sistema de controle foi rotacionado fisicamente permanece sem resposta. Se houvesse uma plataforma giroestabilizada com giroscópios mecânicos no foguete, a versão do perigo de dobrar as estruturas dos giroscópios seria óbvia. Mas no Ariane 5 existem giroscópios a laser que não possuem armação e não têm medo desse problema.


Classe de treinamento de operadores de emergência, fonte

Também é muito triste que o relatório da comissão de emergência não diga uma palavra sobre o comportamento dos operadores da terminação de emergência do voo (RSO). Por um lado, o foguete estava realmente operacional. Por outro lado, ela seguiu um rumo obviamente errado, que estava além do alcance permitido e viajou apenas alguns quilômetros da cidade densamente povoada. E não podemos dizer se o RSO recebeu informações insuficientes, se eles foram capazes de avaliar rapidamente a situação e concluir que o foguete não precisava ser prejudicado ou simplesmente não pôde responder a tempo. Pessoalmente, a primeira opção parece improvável para mim - um sistema de controle com defeito pode informá-lo sobre a direção "correta" do voo, portanto, os sistemas de controle externo são lógicos. E das duas últimas opções, parece-me, a última é mais provável. É improvável que pessoas sob estresse possam avaliar rapidamente as conseqüências de um erro de curso de 20 °, e é lógico usar algoritmos simples aqui - "se voarmos na direção errada, paramos de voar".

Conclusão

Apenas dois meses após o acidente da fragata russa, a Arianespace conseguiu organizar um acidente por um motivo muito semelhante - uma alteração é feita no projeto e no plano de voo, o que gera um erro que não pode ser detectado pelas verificações existentes e o equipamento funcionando perfeitamente cria problemas. E o que aconteceu mostra claramente que não se pode relaxar no programa espacial - 15 anos sem problemas e 83 lançamentos (todas as versões do Ariane 5) não fornecem confiabilidade por conta própria. Pior ainda - a feia cobertura do incidente mostra que todos relaxaram, até os serviços de relações públicas. Mas, paradoxalmente, neste incidente, você pode encontrar o lado positivo - em 2019, Ariane 5 terá que lançar o telescópio James Webb no valor de US $ 9 bilhões. E após o acidente, a vigilância das pessoas aumenta por um tempo.