忘记更改方位角:阿丽亚娜5事件调查结果

紧急委员会在1月25日调查了阿丽亚娜5号助推器事件,上周公布了其结果。 原因很简单,而且进攻性很强,而且非常有启发性-由于任务的特殊要求而改变了标准飞行任务,他们忘记了校正方位角,并且一枚完美运行的火箭从所需的路线飞了出去。


阿丽亚娜5号运载火箭的发射,照片由阿丽亚娜空间

事件和后果纪事


1月25日世界标准时间1月25日,带有两个电信卫星Al Yah 3和SES-14的阿丽亚娜5火箭升空。 根据广播,似乎飞行正在正常进行,但是在第十分钟,来自火箭的遥测数据不再显示在其中。 广播的主持人没有对此事发表评论,因此在38分钟后停止广播并在一小时后报告异常情况是令人不愉快的惊喜。 搜索卫星又花了一个小时。 最终,事实证明卫星在轨道上,但倾斜度增加了20°。

图片
样本航迹,《航天新闻》杂志Cheburashka论坛的用户

根据公开的信息-发射的广播和火箭从地面起飞的飞行视频,已经在第一天就清楚地表明,阿丽亚娜5号出于某种原因飞向了正确航向以南20度(向右)。 遥测确实消失了,这是因为对于从火箭接收数据的站来说,遥测消失了。 只有紧急事务委员会才能回答为什么会这样的问题。

同时,卫星开始从地球过渡到静止轨道。 配备化学和电动机Al Yah 3的运动速度比仅使用电动机的SES 14快。


轨道的平均高度在增长


倾斜度下降, 来源

不幸的是,进入地球静止轨道所需的燃料要比根据最初的乐观计算花费的燃料更多。 仅校正不正确的倾斜度仅需要165 m / s,但阿丽亚娜5号卫星将卫星送入了距中心和近心不在赤道的轨道(这是正常的地球过渡轨道所要求的)。 由于轨道的自然进动,它们最终将到达那里,但必须等到9月左右。 从卫星开始移动的事实来看,他们发现一些解决方案要比等待八个月更好,但解决此问题最多需要1100 m / s。

结果和问题


委员会公布的调查结果表明,火箭已经完全运转,但是执行了错误的飞行任务。 由于任务的“特殊要求”,惯性导航系统的方位角必须设置为70°,而不是通常的90°。 但是他们没有这样做,并且启动前的检查没有发现错误。 las,新闻稿描述了原因太短的原因(在夸大火箭的可维修性之后再保证不会再发生这种情况,实际上是几行),因此您将不得不寻找其他信息并解释其含义。

根据法国杂志Aero Spatium的说法,任务的独特性在于其中一位客户要求垂直于飞行方向分离卫星。 为此,有必要部署上层平台,这似乎给控制系统带来一些问题,显然该系统实际上已旋转了20°,因此分离发生在70°而不是90°的角度。因此,必须进行更改进入飞行程序。 火箭沿着与以前相同的轨迹飞行,但是旋转控制系统应该将火箭引导到70°的方位角。 他们忘记对程序进行此更改。 结果,控制系统将Ariane 5旋转到通常的90°方位角,在这种情况下,它与控制系统本身的旋转重叠,火箭以90 + 20 = 110°的速度飞行。

为什么控制系统物理旋转的问题仍未得到解答。 如果在火箭上有一个带有机械陀螺仪的陀螺稳定平台,那么折叠陀螺仪框架的危险就很明显了。 但是在阿丽亚娜5号 ,有没有框架的激光陀螺仪,也不怕这个问题。


紧急事故驾驶员培训班, 资料来源

同样令人非常遗憾的是,紧急事务委员会的报告没有对紧急航班终止(RSO)的运营人的行为一言不发。 一方面,火箭确实在运行。 另一方面,她飞走了一条明显错误的路线,该路线超出了允许的范围,距离人口稠密的城市仅几公里。 我们不能说RSO是否收到了足够的信息,他们是否能够迅速评估情况并得出结论,认为不需要破坏火箭,或者根本无法及时做出反应。 就我个人而言,第一种选择对我来说似乎不太可能-控制系统故障会通知您“正确的”飞行方向,因此外部控制系统是合乎逻辑的。 在我看来,在最后两个选项中,后者更有可能。 受压力的人不太可能迅速评估20°航向误差的后果,在这里使用简单的算法是合乎逻辑的-“如果我们向错误的方向飞行,那么我们将停止飞行。”

结论


俄罗斯护卫舰事故发生仅两个月后,Arianespace就以非常相似的原因设法安排了这次事件-对设计和飞行计划进行了更改,从而产生了无法通过现有检查发现的错误,并且工作正常的设备会造成问题。 而且所发生的事情清楚地表明,太空计划是无法让人放松的-15年无故障的岁月和83次发射(阿丽亚娜5的所有版本)本身并不能提供可靠性。 更糟糕的是,事件的丑陋报道表明每个人都放松了,甚至公共关系服务也是如此。 但是,自相矛盾的是,在这一事件中,你可以找到积极的一面-在2019年,阿丽亚娜5号将不得不发射价值90亿美元的詹姆斯·韦伯望远镜。 事故发生后,人们的警惕性增强了一段时间。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN410417/


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