Госкомиссия огласила результаты по выяснению причин крушения аппарата
4 октября наша страна будет
праздновать 66-ю годовщину начала космической эры, то есть запуска первого
искусственного спутника Земли Советским Союзом. Так получилось, что под самый
праздник Роскосмос выдал предварительные результаты работы по выяснению причин
крушения «Луны-25». Что поделаешь, – от реальности никуда не убежишь. Хорошо,
что теперь-то специалистам все ясно и, опираясь на этот опыт, они наверняка не
повторят прежних ошибок при следующем запуске «Луны-26». Разобралась в деталях
неудачной посадки аппарата и обозреватель «МК».
ЛУНА-25
Сначала – формулировка
Роскосмоса: «Установлено, что наиболее вероятной причиной аварии «Луны-25»
стало нештатное функционирование бортового комплекса управления, связанное с
невключением блока акселерометров в приборе БИУС-Л (блок измерения угловых
скоростей) из-за возможного попадания в один массив данных команд с различными
приоритетами их исполнения прибором. При этом распределение команд в массивах
данных имеет случайный (вероятностный) характер».
Попробуем расшифровать то, что
сказано в официальном сообщении, прежде напомнив читателям, о том, как
развивались события в августе.
Автоматическая станция
«Луна-25» была запущена с космодрома Восточный 11 августа 2023 года
ракетой-носителем «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат». На траектории
перелета к естественному спутнику Земли она осуществила несколько коррекций
орбиты. 16 августа станция была выведена на круговую окололунную орбиту, на
которой провела научные наблюдения и измерения.
Нештатная «посадка» произошла
19 августа 2023 года из-за того, что «Луна-25» слишком сильно затормозила при
формировании своей предпосадочной эллиптической орбиты — двигатель, который
обеспечивал торможение, продолжал работать больше отведенного времени. В
результате вместо того, чтобы с круговой орбиты перейти на эллиптическую с
периселением (лунным перигеем) 18 километров и апоселением 100 км, «Луна-25»
перешла на так называемую «незамкнутую орбиту снижения» и попросту столкнулась
с лунной поверхностью.
В причины любого происшествия
легче вникнуть, прикинув ситуацию, что называется, на себя. Все мы живем в
эпоху интернета и всеобщей компьютеризации. Многие наши задачи решаются
благодаря взаимодействия разных процессоров, разных компьютерных устройств друг
с другом. К примеру, чтобы перебросить фотографии со смартфона на компьютер, и
на смартфоне, и на компьютере должны быть установлены совместимые программы их
взаимодействия. Но иногда, согласитесь, случаются сбои в этом взаимодействии.
Именно такой сбой произошел и
сложной связке нескольких компьютеров, установленных на «Луне-25», которые,
конечно, обязаны были взаимодействовать. Первый и самый главный из них –
Бортовой комплекс управления (БКУ). Этот компьютер обеспечивал функционирование
всего космического аппарата и разных его систем: радиокомплекса, двигателей,
системы ориентации. БКУ периодически посылал команды другим «компьютерам»,
установленным в другой бортовой аппаратуре. Один из них — тот самый БИУС-Л,
который, в свою очередь, должен был и сам посылать Бортовому комплексу
управления сигналы об изменении скорости «Луны-25», об ускорении или замедлении
полета космического аппарата. Это как парктроник на автомобиле, который,
определяя положение вашего автомобиля в пространстве, начинает пищать,
сигнализируя об опасном сближении с другим автомобилем.
В этих двух описанных выше
компьютерах «Луны-25» были предустановленные программы собственной работы
каждого из них и программы их взаимодействия друг с другом. Однако это взаимодействие
в определенный момент подкачало. Произошло следующее: бортовой компьютер вдруг
послал на БИУС-Л несколько команд одновременно. У БИУСа, как у того солдата,
который слышит от взводного «напра, нале, костыль на пле, кругом, бегом, об
стену лбом.» и не понимает, что же делать сначала, случился, что называется,
сбой системы. Какие-то команды БИУС-Л выполнил, а какие-то пропустил мимо своих
«ушей».
Среди потерянных команд
оказалась команда от БКУ БИУСу-Л: «Включи измерители ускорения аппарата». Бортовой
компьютер подал эту команду одновременно с включением двигателя на торможение,
готовясь к выходу на посадочную орбиту. А БИУС должен был сообщать в БКУ о
замерах ускорения, чтобы БКУ дал сигнал двигателю к его своевременному
отключению. Как ранее писал «МК»,
к сожалению, программа БКУ
была написана так, что «не услышала» ответ от БИУСа – понял ли он команду
бортового комплекса управления. А в этом-то и была собака зарыта: БИУС команды
то ли не получил, то ли «не понял». В итоге происходило следующее: двигатели
аппарата усиленно работали на торможение, а БИУС, не контролируя процесс,
посылал на бортовой компьютер одну и ту же команду: «Замедления от работы
двигателя нет». Самое яркое сопоставление можно провести с самолетом, идущим на
посадку в тумане. Пилот в данном случае летит только по показанию
приборов, и во время штатной посадки один из них - высотомер – «говорит»: 15
метров – 10 метров – 5 метров и т.д.. А неработающий высотомер стал
бы твердить: 15 метров – 15 метров – 15 метров. И летчик, доверяя
высотомеру, продолжал бы полет, думая что его высота все еще 15 м, хотя, на
самом деле, она была уже совсем другая... Будь на борту «Луны-25» человек, он
по объективной картине за бортом сообразил бы, что техника говорит неправду, но
на борту «Луны-25» не было человека...
Следовательно, возникло
серьезное расхождение: БКУ по достижении нужной скорости и высоты, спустившись
на нужную, 18-километровую орбиту, должен был выключить двигатель. Но из-за
того, что не было сигнала от БИУСа, он момент выключения двигателя пропустил. В
результате тот, спускаясь, отработал слишком долго, и аппарат буквально
воткнулся в поверхность.
Самое обидное в том, что это
был не самый сложный маневр. За несколько дней до него «Луна-25» успешно
выполнила гораздо более сложный, когда также включался двигатель торможения, и
аппарат с орбиты межпланетного полета к Луне аккуратно перешел
круговую окололунную орбиту.
***
Многие в отрасли говорят о
том, что программистов, написавших некорректную программу управления аппаратом
для БКУ, – то есть, тех самых «водителей автомобиля», ни в коем случае не
следует увольнять. Надо дать им возможность реабилитироваться, и потом, ведь
«за одного битого ведь двух небитых дают», – у них уже есть, пусть печальный,
но от этого не менее ценный опыт.
Мне удалось дозвониться до
главного конструктора комплекса научной аппаратуры проекта «Луна-25» из
Института космических исследований РАН Игоря Митрофанова и спросить его, в что,
по его мнению, привело к миссию к провалу.
– Нельзя говорить, что все
закончилось полным провалом, – мы до Луны долетели, на окололунную орбиту
вышли, уверенно летали по ней, фотографировали Луну, наблюдали уникальный
кратер Зеемана на ее обратной стороне – отвечает Игорь Георгиевич. – К самому
аппарату, к комплексу научной аппаратуры, которую сделал наш институт,
замечаний тоже нет. Мое мнение: не хватило объема отработки программы полета.
Надо ребятам помочь преодолеть эту беду и идти дальше. В качестве следующего
шага нашей лунной программы готовится орбитальный аппарат «Луна-26», а за ним
– следующий посадочный — «Луна-27». Мы надеемся, что все уроки будут
извлечены, и в следующий раз мы уверенно долетим до лунного южного полюса.