Фобос-грунт
в связи со вчерашним праздником приведу рассказ ув. __diogen__ про историю с «Фобос-грунт», в том числе и в надежде, что он завершит его.
«ВК: с чем связана неудача "Фобос-грунта", исправима ли она в условиях нашей реальности?
_diogen_: "Давайте я спляшу от печки.
Техническая сторона вопроса: аппарат должен был выводиться на отлетную траекторию не штатным разгонным блоком, а разовой системой, специально под него сделанной. В полете она ни разу не испытывалась. При этом вывод должен был происходить автономно. Почему была принята такая схема?
Во-первых, как уже писали в прессе, активные операции должны были происходить вне зоны видимости КИП-ов. Раньше для поддержания связи в таких ситуациях служили корабли "космического флота", но они давно списаны (а перед этим еще и поделены между незалежностями). Заменить их должны были орбитальные ретрансляторы ("Лучи"), но последний аппарат такого типа запускался в 1995 году (обещают запустить два в этом году).
Во-вторых, РБ "Фрегат", к-рый выпускает Лавочка, отличается от всех прочих разгонных блоков именно этим качеством повышенной автономности. Надо полагать, он послужил источником вдохновения. Наверное, разработчики считали, что операция предстоит "рутинная и достаточно хорошо отработанная".
Штатный разгонный блок ("Фрегат") не использовался из-за дефицита массы. Станция тяжелая, к тому же (из политических соображений) к ней в 2008 г. пристегнули китайского "попутчика". В итоге получилась некая полутораступенчатая схема: одна и та же двигательная установка должна была использоваться и для разгона, и для торможения у Марса. После разгона должен был сбрасываться блок с пустыми баками.
Почему возможность возникновения нефатальной нештатной ситуации на этом этапе полета была проигнорирована настолько злостно -- я не понимаю. На мой дилетантский взгляд, это выглядит издевательски.
Что известно на данный момент? Что отделение АМС прошло нормально. Это подтверждается телеметрией, полученной с последней ступени "Зенита". Управляющий комплекс включился. АМС раскрыла батареи и построила солнечную ориентацию (которую с тех пор и поддерживает). Это подтверждается данными, сброшенными во время короткого телеметрического сеанса через "технологический" передатчик, а также прямыми наблюдениями.
Должен был последовать переход в режим трехосной ориентации и запуск ДУ, но этого не произошло. Разрушение ДУ при запуске, с учетом того, что АМС не потеряла способности поддерживать ориентацию, маловероятно. Скорее всего, машину "проглючило", после чего она ушла в защитный режим. В защитном режиме она должна поддерживать солнечную ориентацию, отключив всех потребителей энергии, за исключением приемника. Передатчики также отключаются.
Однако радиокомплекс перелетного модуля штатно должен был подключаться только после отработки импульса ухода с орбиты. Остронаправленная антенна не развернута (впрочем, с ней все равно не получилось бы работать). Предусматривалась ли в такой ситуации возможность принимать команды через малонаправленные антенны на пролетном модуле, мне неизвестно. Наверное, предусматривалась -- обратное выглядит слишком злостно (правда, неуправляемый передатчик на МДУ тоже выглядит красиво). Пишут к тому же, что малонаправленные антенны довольно эффективно экранируются сбрасываемым баком (!). В любом случае, установить контакт с приемником на перелетном модуле при таких высоких угловых скоростях трудно. В итоге, как известно, аппарат молчит. Даже простейшей релейной команды на перезагрузку на него за все это время протолкнуть не удалось. Тем временем он живет собственной жизнью. Может быть, на нем крупный отказ, а может быть, наоборот -- никому о том ничего не известно.
Вот примерно так я понимаю техническую сторону.
Лирическую часть изложу завтра».
«Ну вот, пока я собирался с силами, чтобы написать продолжение, телеметрию с перелетного модуля все-таки сумели снять.
Часть два, исторический экскурс: как мы дошли до жизни такой.
Начну опять же издалека: с напоминания о том, как выглядела советская марсианская программа. Она прошла три этапа: начало-середина 60-х, королевский период: аппараты 1М, 2М и 3М, за которые отвечало ОКБ-1; конец 60-х -- начало 70-х: аппараты 4МВ, разработанные под руководством Бабакина в ОКБ им. Лавочкина; конец 80-х: платформа 1Ф ("Фобосы"), разработанные опять же ОКБ им. Лавочкина. Если говорить кратко, то программа в целом, сравнительно с лунной и венерианской, была, несмотря на значительные технические и определенные научные достижения, а также высокий уровень проработки, малорезультативной. На раннем этапе происходила в чистом виде отработка технических средств: носителей, систем связи и самих станций. Из аппаратов серий 1М и 2М (а их было запущено с десяток) до цели в работающем состоянии не дошел ни один. Аналогов им на тот момент в мире еще не было, поэтому сравнивать их по результативности не с чем. В результате последовательного усовершенствованя к 1965 году была создана платформа 3МВ, которая была действительно способна выполнить поставленные задачи.
Первый запуск аппарата на этой платформе (он же первый технически успешный запуск советской АМС [а в мире -- второй: ему предшествовал успех "Маринера-4" в 1964 г.], он же последний запуск АМС при Королеве) -- это "Зонд-3", марсианская станция, запущенная вне окна запуска: к 1964 г. готовности платформы обеспечить не удалось, поэтому было принято решение совершить испытательный пуск с пролетом Луны и завершением фотографирования ее обратной стороны. Затем со станцией поддерживалась связь вплоть до момента пересечения ее траектории с орбитой Марса, откуда на Землю были еще раз переданы изображения, полученные при пролете Луны, и телевизионные миры. Следующее окно к Марсу открывалось в 1967 году, однако им не воспользовались. Начались запуски серии "Венер" (с 4-й по 8-ю). Больше аппараты на платформе 3МВ к Марсу не летали.
Второй этап, несмотря на значительные внешние отличия, происходил по той же схеме: запуск "сырых" станций нового образца к Марсу и перенацеливание на Венеру после устранения начальных недочетов. Вложились опять и аварии новых носителей (взрыв двух "Протонов", выводивших станции М-69), и проектные недоработки (ошибка в расчете теплового режима для высокоскоростного радиокомплекса на М-71), и ничтожные на вид недосмотры, приводящие в итоге к лавинообразно нарастающим неприятным последствиям: ошибка в задании времени срабатывания реле на М-71А, в результате которой последний застрял на околоземной орбите (кстати, обратите внимание на ту же избыточную закрытость схемы выведения, которую мы наблюдаем и в случае с ФГ -- с той разницей, что в 1971 г. она в несравнимо большей степени оправдывалась ограничениями существовавших на тот момент управляющих комплексов) и не смог выполнить роль "орбитального маяка" для М-2, который вынужден был перейти в режим автономной навигации, в результате чего сложились условия, в которых смогла проявиться ошибка в программном коде БЦВМ С-530, которая с таким усердием вычислила котангенс от 0, что угол входа СА в атмосферу оказался совершенно неверным... и он разбился. Разбился, как это ни печально, именно в силу высокой точности выхода "Марса-2". Противоположная случайность: вывод "Марса-3" на отлетную произошел с предельными допусками. В результате последний сжег топливо на коррекции и смог выйти только на неудобную высокоэллиптическую 12(ЕМНИП)-суточную орбиту, с которой была невозможна нормальная связь с СА, а исследования поверхности крайне затруднены (за несколько месяцев на орбите "Марс-3" снял только семь профилей). То есть, на технические недочеты наложилась еще крайне неудачная раскладка случайностей. Если случайности, выпавшие на долю "Марса-2" и "Марса-3", мысленно поменять местами, то оба аппарата, скорее всего, доставили бы СА благополучно.
Следующий комплект аппаратов, запущенных в 1973 году, имел все шансы выполнить свои задачи. Проектировочные ошибки были исправлены, сами АМС продублированы: две идентичные пролетные машины со спускаемыми аппаратами и два идентичных орбитальных модуля. Все они были аккуратно выведены на отлетную траекторию к Марсу. И весь этот прекрасно задуманный и осуществленный проект рассыпался, был буквально уничтожен неким горе-рационализатором, ради "экономии", без надлежащего согласования и проверки, заменившим золоченые ножки у типового транзистора на алюминиевые. Этими транзисторами были битком набиты все системы станций. Когда (еще до запуска) выяснилось, что новый транзистор не живуч, за полгода-год контакт корродирует и выходит из строя, времени на их замену уже не оставалось. Решили пускать "как есть", надеясь на многократное резервирование всех критических систем. Посыпались отказы. Машины проявили невиданную по тем временам живучесть: "Марс-6" с полуотказавшей связью автономно выполнил все коррекции и вышел к Марсу, сбросив спускаемый аппарат и передав данные, снятые на пролете и полученные с СА в ходе спуска. Но к этому времени на орбите Марса уже не осталось живого ретранслятора, который мог бы поддерживать с СА связь: "Марс-5", вышедший на орбиту и некоторое время успешно там работавший, отказал раньше, а "Марс-4" из-за отказа системы управления не смог выдать импульс на торможение и пролетел мимо. Больше аппараты 4МВ к Марсу не запускались. Последующие их запуски производились по Венере ("Венеры-9--16" и "Веги-1, 2"). Свою роль сыграло, вероятно, и то, что после дорогостоящих "Викингов", прибывших к Марсу в 1975 году, использование по той же цели 4МВ было бы недостаточно зрелищным.
Вот с таким багажом пришли к концу 80-х, после выполнения всех задач, которые ставились перед 4МВ, к необходимости возобновления марсианской программы на качественно более высоком уровне. К этому моменту уже имелось некоторое раздражение всеми несчастными случайностями и неудачами первых двух этапов. Присутствовало желание, причем подкрепленное и обширным опытом, и надлежащим финансированием, расставить точки над i и показать, чьи в лесу шишки. Для этого нужно было осуществить "миссию высшего уровня сложности" (какими, кстати, были и задачи пролета планет на начало 60-х или мягкой посадки на Марс на начало 70-х).
Так появились "Фобосы". И снова завертелась шарманка с новыми аппаратами, которые должны были с первого раза безошибочно выполнить сложнейшие задачи. Хотя, надо сказать, стабильность новой платформы по сравнению с началом 70-х увеличилась значительно. Тяжелых проектных ошибок, аналогичных ошибкам с радиокомплексом на М-71, не было. Зато случай напичкать станции непроверенной электроникой не был упущен. Затем, как известно, отметились управленцы. В результате самые сложные задачи, ради которых все и затевалось, остались невыполненными, хотя "Фобос-2" долетел до Марса и передал не специально малое количество интересной информации.
Тут уже в головах стала образовываться адская смесь: уфологи запели о "марсианской ПВО", антисоветчики завели шарманку о "криворуких совках, которые неспособны даже СА на Фобос сбросить" (ну, это контингент известный: любое попадающее им на вход, хоть АМС, хоть повидло, исправно перерабатывают в одну и ту же дурнопахнущую субстанцию).
У инженеров тоже возникло что-то вроде комплекса: боязнь новых "мистических чудес и совпадений" вкупе с желанием реабилитироваться, наконец, и отчебучить что-нибудь достойное своих успехов в прочих областях. В принципе, дело шло к тому, чтобы еще раз выполнить "работу над ошибками" и запустить модернизированные станции (для сохранения преемственности славных традиций стоило запустить их не по Марсу, да).
Но тут рухнул Советский Союз и началась новая веселая жизнь, о которой будет рассказано в третьей части этой увлекательной повести».
«ВК: с чем связана неудача "Фобос-грунта", исправима ли она в условиях нашей реальности?
_diogen_: "Давайте я спляшу от печки.
Техническая сторона вопроса: аппарат должен был выводиться на отлетную траекторию не штатным разгонным блоком, а разовой системой, специально под него сделанной. В полете она ни разу не испытывалась. При этом вывод должен был происходить автономно. Почему была принята такая схема?
Во-первых, как уже писали в прессе, активные операции должны были происходить вне зоны видимости КИП-ов. Раньше для поддержания связи в таких ситуациях служили корабли "космического флота", но они давно списаны (а перед этим еще и поделены между незалежностями). Заменить их должны были орбитальные ретрансляторы ("Лучи"), но последний аппарат такого типа запускался в 1995 году (обещают запустить два в этом году).
Во-вторых, РБ "Фрегат", к-рый выпускает Лавочка, отличается от всех прочих разгонных блоков именно этим качеством повышенной автономности. Надо полагать, он послужил источником вдохновения. Наверное, разработчики считали, что операция предстоит "рутинная и достаточно хорошо отработанная".
Штатный разгонный блок ("Фрегат") не использовался из-за дефицита массы. Станция тяжелая, к тому же (из политических соображений) к ней в 2008 г. пристегнули китайского "попутчика". В итоге получилась некая полутораступенчатая схема: одна и та же двигательная установка должна была использоваться и для разгона, и для торможения у Марса. После разгона должен был сбрасываться блок с пустыми баками.
Почему возможность возникновения нефатальной нештатной ситуации на этом этапе полета была проигнорирована настолько злостно -- я не понимаю. На мой дилетантский взгляд, это выглядит издевательски.
Что известно на данный момент? Что отделение АМС прошло нормально. Это подтверждается телеметрией, полученной с последней ступени "Зенита". Управляющий комплекс включился. АМС раскрыла батареи и построила солнечную ориентацию (которую с тех пор и поддерживает). Это подтверждается данными, сброшенными во время короткого телеметрического сеанса через "технологический" передатчик, а также прямыми наблюдениями.
Должен был последовать переход в режим трехосной ориентации и запуск ДУ, но этого не произошло. Разрушение ДУ при запуске, с учетом того, что АМС не потеряла способности поддерживать ориентацию, маловероятно. Скорее всего, машину "проглючило", после чего она ушла в защитный режим. В защитном режиме она должна поддерживать солнечную ориентацию, отключив всех потребителей энергии, за исключением приемника. Передатчики также отключаются.
Однако радиокомплекс перелетного модуля штатно должен был подключаться только после отработки импульса ухода с орбиты. Остронаправленная антенна не развернута (впрочем, с ней все равно не получилось бы работать). Предусматривалась ли в такой ситуации возможность принимать команды через малонаправленные антенны на пролетном модуле, мне неизвестно. Наверное, предусматривалась -- обратное выглядит слишком злостно (правда, неуправляемый передатчик на МДУ тоже выглядит красиво). Пишут к тому же, что малонаправленные антенны довольно эффективно экранируются сбрасываемым баком (!). В любом случае, установить контакт с приемником на перелетном модуле при таких высоких угловых скоростях трудно. В итоге, как известно, аппарат молчит. Даже простейшей релейной команды на перезагрузку на него за все это время протолкнуть не удалось. Тем временем он живет собственной жизнью. Может быть, на нем крупный отказ, а может быть, наоборот -- никому о том ничего не известно.
Вот примерно так я понимаю техническую сторону.
Лирическую часть изложу завтра».
«Ну вот, пока я собирался с силами, чтобы написать продолжение, телеметрию с перелетного модуля все-таки сумели снять.
Часть два, исторический экскурс: как мы дошли до жизни такой.
Начну опять же издалека: с напоминания о том, как выглядела советская марсианская программа. Она прошла три этапа: начало-середина 60-х, королевский период: аппараты 1М, 2М и 3М, за которые отвечало ОКБ-1; конец 60-х -- начало 70-х: аппараты 4МВ, разработанные под руководством Бабакина в ОКБ им. Лавочкина; конец 80-х: платформа 1Ф ("Фобосы"), разработанные опять же ОКБ им. Лавочкина. Если говорить кратко, то программа в целом, сравнительно с лунной и венерианской, была, несмотря на значительные технические и определенные научные достижения, а также высокий уровень проработки, малорезультативной. На раннем этапе происходила в чистом виде отработка технических средств: носителей, систем связи и самих станций. Из аппаратов серий 1М и 2М (а их было запущено с десяток) до цели в работающем состоянии не дошел ни один. Аналогов им на тот момент в мире еще не было, поэтому сравнивать их по результативности не с чем. В результате последовательного усовершенствованя к 1965 году была создана платформа 3МВ, которая была действительно способна выполнить поставленные задачи.
Первый запуск аппарата на этой платформе (он же первый технически успешный запуск советской АМС [а в мире -- второй: ему предшествовал успех "Маринера-4" в 1964 г.], он же последний запуск АМС при Королеве) -- это "Зонд-3", марсианская станция, запущенная вне окна запуска: к 1964 г. готовности платформы обеспечить не удалось, поэтому было принято решение совершить испытательный пуск с пролетом Луны и завершением фотографирования ее обратной стороны. Затем со станцией поддерживалась связь вплоть до момента пересечения ее траектории с орбитой Марса, откуда на Землю были еще раз переданы изображения, полученные при пролете Луны, и телевизионные миры. Следующее окно к Марсу открывалось в 1967 году, однако им не воспользовались. Начались запуски серии "Венер" (с 4-й по 8-ю). Больше аппараты на платформе 3МВ к Марсу не летали.
Второй этап, несмотря на значительные внешние отличия, происходил по той же схеме: запуск "сырых" станций нового образца к Марсу и перенацеливание на Венеру после устранения начальных недочетов. Вложились опять и аварии новых носителей (взрыв двух "Протонов", выводивших станции М-69), и проектные недоработки (ошибка в расчете теплового режима для высокоскоростного радиокомплекса на М-71), и ничтожные на вид недосмотры, приводящие в итоге к лавинообразно нарастающим неприятным последствиям: ошибка в задании времени срабатывания реле на М-71А, в результате которой последний застрял на околоземной орбите (кстати, обратите внимание на ту же избыточную закрытость схемы выведения, которую мы наблюдаем и в случае с ФГ -- с той разницей, что в 1971 г. она в несравнимо большей степени оправдывалась ограничениями существовавших на тот момент управляющих комплексов) и не смог выполнить роль "орбитального маяка" для М-2, который вынужден был перейти в режим автономной навигации, в результате чего сложились условия, в которых смогла проявиться ошибка в программном коде БЦВМ С-530, которая с таким усердием вычислила котангенс от 0, что угол входа СА в атмосферу оказался совершенно неверным... и он разбился. Разбился, как это ни печально, именно в силу высокой точности выхода "Марса-2". Противоположная случайность: вывод "Марса-3" на отлетную произошел с предельными допусками. В результате последний сжег топливо на коррекции и смог выйти только на неудобную высокоэллиптическую 12(ЕМНИП)-суточную орбиту, с которой была невозможна нормальная связь с СА, а исследования поверхности крайне затруднены (за несколько месяцев на орбите "Марс-3" снял только семь профилей). То есть, на технические недочеты наложилась еще крайне неудачная раскладка случайностей. Если случайности, выпавшие на долю "Марса-2" и "Марса-3", мысленно поменять местами, то оба аппарата, скорее всего, доставили бы СА благополучно.
Следующий комплект аппаратов, запущенных в 1973 году, имел все шансы выполнить свои задачи. Проектировочные ошибки были исправлены, сами АМС продублированы: две идентичные пролетные машины со спускаемыми аппаратами и два идентичных орбитальных модуля. Все они были аккуратно выведены на отлетную траекторию к Марсу. И весь этот прекрасно задуманный и осуществленный проект рассыпался, был буквально уничтожен неким горе-рационализатором, ради "экономии", без надлежащего согласования и проверки, заменившим золоченые ножки у типового транзистора на алюминиевые. Этими транзисторами были битком набиты все системы станций. Когда (еще до запуска) выяснилось, что новый транзистор не живуч, за полгода-год контакт корродирует и выходит из строя, времени на их замену уже не оставалось. Решили пускать "как есть", надеясь на многократное резервирование всех критических систем. Посыпались отказы. Машины проявили невиданную по тем временам живучесть: "Марс-6" с полуотказавшей связью автономно выполнил все коррекции и вышел к Марсу, сбросив спускаемый аппарат и передав данные, снятые на пролете и полученные с СА в ходе спуска. Но к этому времени на орбите Марса уже не осталось живого ретранслятора, который мог бы поддерживать с СА связь: "Марс-5", вышедший на орбиту и некоторое время успешно там работавший, отказал раньше, а "Марс-4" из-за отказа системы управления не смог выдать импульс на торможение и пролетел мимо. Больше аппараты 4МВ к Марсу не запускались. Последующие их запуски производились по Венере ("Венеры-9--16" и "Веги-1, 2"). Свою роль сыграло, вероятно, и то, что после дорогостоящих "Викингов", прибывших к Марсу в 1975 году, использование по той же цели 4МВ было бы недостаточно зрелищным.
Вот с таким багажом пришли к концу 80-х, после выполнения всех задач, которые ставились перед 4МВ, к необходимости возобновления марсианской программы на качественно более высоком уровне. К этому моменту уже имелось некоторое раздражение всеми несчастными случайностями и неудачами первых двух этапов. Присутствовало желание, причем подкрепленное и обширным опытом, и надлежащим финансированием, расставить точки над i и показать, чьи в лесу шишки. Для этого нужно было осуществить "миссию высшего уровня сложности" (какими, кстати, были и задачи пролета планет на начало 60-х или мягкой посадки на Марс на начало 70-х).
Так появились "Фобосы". И снова завертелась шарманка с новыми аппаратами, которые должны были с первого раза безошибочно выполнить сложнейшие задачи. Хотя, надо сказать, стабильность новой платформы по сравнению с началом 70-х увеличилась значительно. Тяжелых проектных ошибок, аналогичных ошибкам с радиокомплексом на М-71, не было. Зато случай напичкать станции непроверенной электроникой не был упущен. Затем, как известно, отметились управленцы. В результате самые сложные задачи, ради которых все и затевалось, остались невыполненными, хотя "Фобос-2" долетел до Марса и передал не специально малое количество интересной информации.
Тут уже в головах стала образовываться адская смесь: уфологи запели о "марсианской ПВО", антисоветчики завели шарманку о "криворуких совках, которые неспособны даже СА на Фобос сбросить" (ну, это контингент известный: любое попадающее им на вход, хоть АМС, хоть повидло, исправно перерабатывают в одну и ту же дурнопахнущую субстанцию).
У инженеров тоже возникло что-то вроде комплекса: боязнь новых "мистических чудес и совпадений" вкупе с желанием реабилитироваться, наконец, и отчебучить что-нибудь достойное своих успехов в прочих областях. В принципе, дело шло к тому, чтобы еще раз выполнить "работу над ошибками" и запустить модернизированные станции (для сохранения преемственности славных традиций стоило запустить их не по Марсу, да).
Но тут рухнул Советский Союз и началась новая веселая жизнь, о которой будет рассказано в третьей части этой увлекательной повести».