Ошибки мировой космонавтики - Александр Геннадьевич Яровитчук

Снимки Beagle 2, сделанные Mars Reconnaissance Orbiter. NASA

14 марта 2016 года стартует европейская миссия ExoMars, в состав которой входит посадочный аппарат Schiaparelli. У него проблемы начались 19 октября 2016 года, уже в марсианской атмосфере. На высоте 12 км над поверхностью раскрылся парашют, на высоте 7,8 км – отделился теплозащитный экран, как и было запланировано. Во время спуска инерциальная измерительная система аппарата в течение секунды регистрировала максимально возможное значение входных данных. Эта система измеряет скорость вращения космического аппарата. Одна секунда – слишком большая длительность для максимального сигнала, который она способна измерить. Полученные этой системой данные дальше идут в навигационную систему. Последняя не справилась с обработкой таких данных и решила, что аппарат находится на отрицательной высоте, то есть ниже уровня поверхности Марса. Это повлекло за собой сбрасывание парашюта и включение систем, которые должны были заработать после посадки, хотя на деле до поверхности планеты оставалось 3,7 км. Миссии ExoMars, как и многим другим, пришлось довольствоваться научными данными, которые получал орбитальный аппарат.

5 мая 2018 года США запускает очередной марсианский космический аппарат InSight. Надо сказать, что были запуски американской марсианской исследовательской техники и до этого – возьмем, к примеру, марсоходы Spirit, Curiosity, Opportunity. Подробно на них мы останавливаться не будем, а вот InSight в контексте этой книги представляет интерес. Посадка на Марс благополучно состоялась 26 ноября 2018 года, все работало штатно. InSight впервые в истории устанавливал инструменты на поверхности Марса при помощи роботизированной руки. В частности, был установлен сейсмометр для регистрации марсотрясений и специальный купол для защиты прибора от ветра и перепадов температуры. Через неделю после этих манипуляций началось бурение. И в этом InSight должен был стать первым – раньше автоматические станции изучали только поверхностный слой Марса. Буровая установка, которой был укомплектован InSight, теоретически была способна пробурить грунт на глубину до 5 м. Марс преподнес очередной сюрприз: грунт оказался намного плотнее, чем предполагали ученые и инженеры. В итоге бур застрял на глубине около дюйма (2–3 см). Периодически предпринимались попытки бурить дальше, в этом иногда пыталась помочь роботизированная рука, но успехом дело так и не увенчалось. 9 января 2021 года была предпринята последняя попытка, после чего эта часть миссии официально была завершена, и InSight сосредоточился на других делах.

Роботизированная рука пытается протолкнуть бур. NASA

Немало проблем исследователям доставил не только сам Марс, но и его естественный спутник Фобос (в переводе с греческого «страх»), который оправдал свое название. 7 и 12 июля 1988 года были запущены советские автоматические межпланетные станции «Фобос-1» и «Фобос-2» соответственно. 1 сентября 1988 года связь с «Фобосом-1» была потеряна. Причиной послужила грубая ошибка в программном коде команды на включение масс-спектрометра, отправленной на станцию с Земли 29 августа. В ней был пропущен дефис. Такая, казалось бы, мелочь преобразовала нужную команду в команду на отключение вспомогательных двигателей системы ориентации. Из-за этого, в свою очередь, станция стала неконтролируемо вращаться, была потеряна постоянная ориентация солнечных батарей на светило, после чего космический аппарат быстро истратил весь заряд химических аккумуляторов. В результате «Фобос-1» больше не мог принимать и передавать радиосигналы.

Проблемы можно было бы избежать, если бы команды перед передачей аппарату должным образом проверялись. Ошибки и опечатки при написании программного кода – обычное дело, главное – вовремя отладить программу и все «подчистить». В случае с «Фобосом-1» ситуация оказалась довольно неприятной. Управлением аппарата занимались сразу два ЦУПа, расположенные в Москве и Евпатории. В Москве готовили команды, а в Евпатории их должны были проверять и посылать космическому аппарату. Так сложилось, что 29 августа 1988 года оборудование для тестов в Евпатории не работало, и неверную команду «Фобосу-1» отправили без предварительной проверки. Спасти космический аппарат мог бы заранее заложенный в его бортовой компьютер код для самостоятельной проверки приходящих с Земли команд с возможностью отклонять потенциально фатальные. Такая возможность для «Фобоса-1» не была предусмотрена. Потеря космического аппарата стала досадной не только для СССР, ведь в проекте «Фобос» принимало участие тринадцать стран.

Макет АМС «Фобос»

«Фобос-2» оказался успешнее своего предшественника, но задачу по посадке на спутник Марса выполнить тоже не смог. 18 февраля 1989 года ему удалось выйти на орбиту ИСМ (искусственного спутника Марса) и провести ряд наблюдений Красной планеты, что несколько компенсировало прежние неудачи советской марсианской программы. Аппарату удалось сфотографировать и сам Фобос. В 1989 году «Фобос-2» подходил к естественному спутнику Марса все ближе и ближе. 21 февраля снимок был сделан с расстояния 860 км, 28 февраля – с расстояния 320 км и, наконец, 25 марта – с расстояния 191 км. 27 марта 1989 года станция не вышла на связь. Судя по всему, сначала не выполнилась команда на перезарядку батарей, а затем космический аппарат потерял управление системой ориентации и начал кувыркаться. Запланированная на начало апреля посадка на Фобос не состоялась.

Еще по дороге к Марсу «Фобос-2» начал испытывать проблемы. К примеру, вышел из строя основной передатчик, и приемом и передачей данных пришлось заниматься менее мощному резервному, что снизило скорость процедуры. Ориентацию станции в пространстве контролировали три независимых процессора в бортовом компьютере. Один из них вышел из строя, а другой стал по непонятной причине выдавать ложные результаты. Управление ориентацией аппарата не могло быть полностью передано одному исправному процессору – требовалась штатная работа хотя бы двух. Несмотря на эти проблемы, «Фобос-2» успел добраться до Марса, подойти близко к Фобосу и выполнить многие из поставленных перед ним задач.

После потери сигнала 27 марта 1989 года несколько раз пытались связаться с марсианской станцией, но безуспешно. 15 апреля 1989 года было официально объявлено о завершении программы.

Российский проект «Фобос-Грунт» тоже нельзя назвать успешным. О том, какие ошибки привели к такому исходу, мы рассказывали в главе «Не вакуум».

Будем надеяться, что опыт автоматических межпланетных станций позволит избежать совершения грубых и неприятных ошибок во время колонизации Марса людьми, если таковая состоится.

Глава 12

Биология и медицина

Космос – это риск и болезнь во мраке и тишине.

На заре космонавтики первыми живыми существами, с которыми возникли проблемы и ошибки, были крысы. Для только что созданного завода по производству баллистических ракет нужно было найти склад. Недалеко от реки было хранилище зерна. Его решили перепрофилировать. В первую же весну, когда поднялась вода, на склад повадились крысы, которые шли к «намоленному» месту. Однако из еды грызуны нашли только изоляцию проводов внутри ракет. Местных кошек, которые помогали в борьбе с крысиным нашествием, передислоцировали вместе с зерном. Практически вся партия