Союз МС-11: Авария, которой не было?
https://lozga.livejournal.com/195806.html
Посадка "Союза МС-11" 25 июня дополнилась интригой - сначала в СМИ появилась информация об аварии, затем Роскосмос официально заявил, что посадка прошла штатно, а некоторые информационные агентства дошли аж до формулировок "«Роскосмос» скрыл происшествие с «Союз МС-11»". Опираясь на открытые источники попробуем разобраться, что же произошло.
"Союз" тормозит для схода с орбиты, скриншот из симулятора Orbiter
Хронология
Полный процесс посадки корабля, на наше счастье, записан и выложен на YouTube.
25 июня "Союз МС-11" отстыковался от МКС в 02:25 московского времени (4:10:34 на видео).
В 04:55 начался следующий важный этап - корабль начал торможение (06:40:12). Маневр успешно завершился спустя четыре минуты и 39 секунд, скорость корабля, как и планировалось, снизилась на 127,98 метров в секунду. А спустя три минуты (6:48:06) прозвучало тревожное:
Прошла обобщенная авария К1Б, 05:02:54.
ЦУП уточнил "перешли на второй коллектор?". А дальше, увы, переговоры были перекрыты переводчиком и комментатором NASA-TV, и разобрать их невозможно.
Разделение отсеков прошло штатно в 05:22, как и было запланировано. Корабль совершил успешную посадку в расчетном районе в ожидаемое время (05:48 МСК).
А уже после посадки Роскосмос опубликовал официальное сообщение:
По результатам анализа телеметрической информации при проведении посадки экипажа транспортного пилотируемого корабля все бортовые системы и агрегаты «Союза МС-11» (в том числе комбинированная двигательная установка) отработали в штатном режиме, в строгом соответствии с программой полёта. Замечаний нет.
После полного выполнения задач посадки был подготовлен к использованию (в случае возможного возникновения необходимости) резервный коллектор (контур пневмогидросистемы КДУ).
Таким образом, сообщения, распространяемые некоторыми СМИ о возникновении при посадке неких «нештатных ситуаций», являются недостоверными.
Матчасть
Что такое "К1Б"? Это первый коллектор двигателей причаливания и ориентации большой тяги. На предыдущей версии корабля, "Союзе ТМА-М", для управления положением корабля в пространстве и маневрированием при сближении/стыковке стояли 16 двигателей большой тяги ДПО-Б и 12 - малой (ДПО-М). На летающем сейчас "Союзе-МС" реализовали полностью дублированную систему из двух наборов по 14 двигателей большой тяги с одним коллектором (распределительное устройство) на набор.
"Союз ТМА-М", красным закрыты ДПО-Б, видны ДПО-М
"Союз-МС", все двигатели одинаковые
Соответственно, в случае отказа основного коллектора корабль переключается на резервный и продолжает полет.
Вопросы и ответы
Попробуем ответить на наиболее очевидные вопросы.
А была ли вообще авария?
Судя по трансляции NASA-TV был сигнал об аварии, потому что о нем сообщили космонавты. Информационное сообщение Роскосмоса признает, что был подготовлен резервный коллектор, но недостаточно информативно, чтобы однозначно сказать, что именно произошло. Например, сигнал мог оказаться ложным или исчезнуть спустя какое-то время. Переговоры в трансляции перекрыты дикторами NASA-TV, и что происходило дальше, неизвестно.
Насколько это было опасно?
Сценарий "у космического корабля отказал тормозной двигатель, и он не может вернуться на Землю" смертельно опасен, поэтому инженеры закладывали аварийные системы на этот случай еще на заре космонавтики. Советские "Востоки" запускали на такую орбиту, с которой они бы сошли в приемлемые сроки даже в случае полного отказа тормозной двигательной установки, американские "Меркурии" несли три твердотопливных тормозных двигателя, которые были надежны благодаря простоте, а их суммарный импульс был выбран с большим запасом - корабль вернулся бы даже в случае отказа двух двигателей из трех. А конкретно в случае "Союза-МС" корабль штатно тормозит маршевым двигателем СКД (на фото ниже на корме по центру, закрыт крышкой), а в случае его отказа остаются еще два набора двигателей ДПО-Б.
Кроме того, "Союз МС-11" уже успел выполнить тормозной маневр на маршевом двигателе СКД. Двигатели причаливания и ориентации в любом случае были бы сброшены вместе с агрегатным отсеком через двадцать минут, а после разделения отсеков спускаемый аппарат управляется уже своими двигателями ориентации. Еще одно подтверждение того, что программа полета не нарушилась - корабль сел в штатном районе в ожидаемое время. В случае проблем автоматика спускаемого аппарата переходит в режим баллистического спуска, и корабль садится с большим недолетом, в резервный район посадки. Так что общий вывод - опасности для космонавтов не было.
Были ли похожие происшествия в истории космонавтики?
В 2015 году стыковка корабля "Союз ТМА-19М" с МКС получилась только с третьей попытки и в ручном режиме, потому что один из двигателей ДПО не выдавал полную тягу. На "Союзе МС" аналогичная авария бы никак не повлияла на стыковку, потому что автоматика переключилась бы на двигатель дублирующего коллектора.
6 сентября 1988 года достаточно неприятная ситуация возникла на "Союзе ТМ-5". Неуверенная работа датчика ориентации была воспринята бортовым компьютером как отказ, и торможение в расчетное время было заблокировано. Ориентация восстановилась спустя 7 минут, и пришлось выключать вручную запущенные компьютером двигатели, чтобы не сесть в Китае. Спустя два витка бортовой компьютер стал выполнять ошибочно загруженную программу стыковки, и пришлось не только выключать двигатель вручную, но и срочно блокировать включившуюся автоматику разделения, чтобы не остаться на орбите без двигателей и запасов кислорода. Космонавтам пришлось ждать сутки без туалета (бытовой отсек был планово сброшен заранее), но посадка на следующий день, 7 сентября, прошла без проблем.
10 апреля 1979 года проблемы возникли с основным двигателем "Союза-33". Космонавты успешно вернулись на дублирующем. У этой модификации корабля еще были два маршевых двигателя и отдельный контур ДПО на другом топливе. Единая топливная система для СКД и ДПО появилась в 1986 году на "Союзах ТМ".
Заключение
В целом надо отметить, что огромное количество космических полетов, которые остались в истории как "штатные", в реальности сталкивались с разнообразными проблемами, слишком мелкими, чтобы попасть на страницы энциклопедий. Это нормально - космическая техника сложна и никогда не может быть надежной на все 100%.
И, наконец, истории вроде приключившейся 25 июня говорят, как бы это ни казалось парадоксальным, о надежности "Союзов" и том, что их хорошо спроектировали.
Посадка "Союза МС-11" 25 июня дополнилась интригой - сначала в СМИ появилась информация об аварии, затем Роскосмос официально заявил, что посадка прошла штатно, а некоторые информационные агентства дошли аж до формулировок "«Роскосмос» скрыл происшествие с «Союз МС-11»". Опираясь на открытые источники попробуем разобраться, что же произошло.
"Союз" тормозит для схода с орбиты, скриншот из симулятора Orbiter
Хронология
Полный процесс посадки корабля, на наше счастье, записан и выложен на YouTube.
Click to view25 июня "Союз МС-11" отстыковался от МКС в 02:25 московского времени (4:10:34 на видео).
В 04:55 начался следующий важный этап - корабль начал торможение (06:40:12). Маневр успешно завершился спустя четыре минуты и 39 секунд, скорость корабля, как и планировалось, снизилась на 127,98 метров в секунду. А спустя три минуты (6:48:06) прозвучало тревожное:
Прошла обобщенная авария К1Б, 05:02:54.
ЦУП уточнил "перешли на второй коллектор?". А дальше, увы, переговоры были перекрыты переводчиком и комментатором NASA-TV, и разобрать их невозможно.
Разделение отсеков прошло штатно в 05:22, как и было запланировано. Корабль совершил успешную посадку в расчетном районе в ожидаемое время (05:48 МСК).
А уже после посадки Роскосмос опубликовал официальное сообщение:
По результатам анализа телеметрической информации при проведении посадки экипажа транспортного пилотируемого корабля все бортовые системы и агрегаты «Союза МС-11» (в том числе комбинированная двигательная установка) отработали в штатном режиме, в строгом соответствии с программой полёта. Замечаний нет.
После полного выполнения задач посадки был подготовлен к использованию (в случае возможного возникновения необходимости) резервный коллектор (контур пневмогидросистемы КДУ).
Таким образом, сообщения, распространяемые некоторыми СМИ о возникновении при посадке неких «нештатных ситуаций», являются недостоверными.
Матчасть
Что такое "К1Б"? Это первый коллектор двигателей причаливания и ориентации большой тяги. На предыдущей версии корабля, "Союзе ТМА-М", для управления положением корабля в пространстве и маневрированием при сближении/стыковке стояли 16 двигателей большой тяги ДПО-Б и 12 - малой (ДПО-М). На летающем сейчас "Союзе-МС" реализовали полностью дублированную систему из двух наборов по 14 двигателей большой тяги с одним коллектором (распределительное устройство) на набор.
"Союз ТМА-М", красным закрыты ДПО-Б, видны ДПО-М
"Союз-МС", все двигатели одинаковые
Соответственно, в случае отказа основного коллектора корабль переключается на резервный и продолжает полет.
Вопросы и ответы
Попробуем ответить на наиболее очевидные вопросы.
А была ли вообще авария?
Судя по трансляции NASA-TV был сигнал об аварии, потому что о нем сообщили космонавты. Информационное сообщение Роскосмоса признает, что был подготовлен резервный коллектор, но недостаточно информативно, чтобы однозначно сказать, что именно произошло. Например, сигнал мог оказаться ложным или исчезнуть спустя какое-то время. Переговоры в трансляции перекрыты дикторами NASA-TV, и что происходило дальше, неизвестно.
Насколько это было опасно?
Сценарий "у космического корабля отказал тормозной двигатель, и он не может вернуться на Землю" смертельно опасен, поэтому инженеры закладывали аварийные системы на этот случай еще на заре космонавтики. Советские "Востоки" запускали на такую орбиту, с которой они бы сошли в приемлемые сроки даже в случае полного отказа тормозной двигательной установки, американские "Меркурии" несли три твердотопливных тормозных двигателя, которые были надежны благодаря простоте, а их суммарный импульс был выбран с большим запасом - корабль вернулся бы даже в случае отказа двух двигателей из трех. А конкретно в случае "Союза-МС" корабль штатно тормозит маршевым двигателем СКД (на фото ниже на корме по центру, закрыт крышкой), а в случае его отказа остаются еще два набора двигателей ДПО-Б.
Кроме того, "Союз МС-11" уже успел выполнить тормозной маневр на маршевом двигателе СКД. Двигатели причаливания и ориентации в любом случае были бы сброшены вместе с агрегатным отсеком через двадцать минут, а после разделения отсеков спускаемый аппарат управляется уже своими двигателями ориентации. Еще одно подтверждение того, что программа полета не нарушилась - корабль сел в штатном районе в ожидаемое время. В случае проблем автоматика спускаемого аппарата переходит в режим баллистического спуска, и корабль садится с большим недолетом, в резервный район посадки. Так что общий вывод - опасности для космонавтов не было.
Были ли похожие происшествия в истории космонавтики?
В 2015 году стыковка корабля "Союз ТМА-19М" с МКС получилась только с третьей попытки и в ручном режиме, потому что один из двигателей ДПО не выдавал полную тягу. На "Союзе МС" аналогичная авария бы никак не повлияла на стыковку, потому что автоматика переключилась бы на двигатель дублирующего коллектора.
6 сентября 1988 года достаточно неприятная ситуация возникла на "Союзе ТМ-5". Неуверенная работа датчика ориентации была воспринята бортовым компьютером как отказ, и торможение в расчетное время было заблокировано. Ориентация восстановилась спустя 7 минут, и пришлось выключать вручную запущенные компьютером двигатели, чтобы не сесть в Китае. Спустя два витка бортовой компьютер стал выполнять ошибочно загруженную программу стыковки, и пришлось не только выключать двигатель вручную, но и срочно блокировать включившуюся автоматику разделения, чтобы не остаться на орбите без двигателей и запасов кислорода. Космонавтам пришлось ждать сутки без туалета (бытовой отсек был планово сброшен заранее), но посадка на следующий день, 7 сентября, прошла без проблем.
10 апреля 1979 года проблемы возникли с основным двигателем "Союза-33". Космонавты успешно вернулись на дублирующем. У этой модификации корабля еще были два маршевых двигателя и отдельный контур ДПО на другом топливе. Единая топливная система для СКД и ДПО появилась в 1986 году на "Союзах ТМ".
Заключение
В целом надо отметить, что огромное количество космических полетов, которые остались в истории как "штатные", в реальности сталкивались с разнообразными проблемами, слишком мелкими, чтобы попасть на страницы энциклопедий. Это нормально - космическая техника сложна и никогда не может быть надежной на все 100%.
И, наконец, истории вроде приключившейся 25 июня говорят, как бы это ни казалось парадоксальным, о надежности "Союзов" и том, что их хорошо спроектировали.