Техника ломается у всех. Сейчас над нашими головами пытается выбраться на геостационарную орбиту американский военный спутник связи MUOS 5, основной двигатель которого вышел из строя в первые дни после запуска. Инженеры не сдаются и пытаются все-таки вывести его на нужную орбиту, используя маломощные двигатели ориентации. А мы с вами можем следить за этой космической драмой.
Немного о спутнике
MUOS 5 — это пятый по счету спутник системы военной связи Mobile User Objective System. Геостационарные спутники вместе с наземными станциями обеспечивают связь по всему миру:
Четыре спутника MUOS уже работают по назначению, а пятый должен был выйти в позицию над Индийским океаном (72° E) и служить в качестве резервного. Legacy UFO на картинке — старые спутники системы Ultra High Frequency Follow-On. Спутник системы MUOS работает в диапазонах 300-320 и 360-380 МГц и имеет 64 канала WCDMA с шириной канала 5 МГц. Технологически эта система связи базируется на коммерческой связи 3G, конечно же, с военными доработками.
Интересной особенностью спутников являются антенны из позолоченной проволоки.
Меньшая, диаметром 5,4 метра используется для устаревших сетей связи (292-318МГц), а 14-метровая антенна обеспечит в десять раз большую пропускную способность.
Масса одного спутника составляет 6740 кг. Общая стоимость программы MUOS оценивается в $7,7 млрд.
Запуск, полет и авария
MUOS 5 был запущен 24 июня на самой грузоподъемной версии ракеты-носителя Atlas V — 551. Короткое видео пуска:
Длинное:
Разгонный блок «Центавр» вывел спутник на геопереходную орбиту 3903х35654 км с наклонением 19°. Астрономы-любители даже смогли сфотографировать разгонный блок и спутник вскоре после разделения. Размытое пятно на снимке — дренаж баков разгонного блока от топлива, окислителя и газа наддува, чтобы «Центавр» не взорвался в космосе.
С геопереходной орбиты MUOS 5 должен был разогнаться на ~1400 м/с и поднять перицентр (нижнюю точку орбиты) до ~36000 км. Сравнительно небольшая тяга маршевого двигателя означала, что это нужно будет делать в несколько этапов.
Первые пять дней все шло хорошо. Орбита поднялась до 15249х35710 км, а наклонение уменьшилось до 9,8° (для того, чтобы выйти на геостационарную орбиту наклонение нужно обнулить). Астрономы-любители фиксировали мерцание спутника с периодом 5 минут, что характерно для нормального вращения на геопереходной орбите спутников на платформе А-2100 компании Lockheed Martin. До цели, геостационарной орбиты, оставалось всего 600-700 м/с, но в районе 5 июля изменение орбиты спутника прекратилось, а уже 8 июля на новостных сайтах появилась информация об аварии маршевого двигателя спутника. MUOS 5 оказался в большой беде.
Что случилось?
В официальном сообщении ВМФ США, который является заказчиком системы, говорится о полном отказе маршевого двигателя, но непосредственная причина аварии не называется. Что мы знаем о двигателе MUOS 5? Как это ни удивительно — немало. На спутнике стоит маршевый двигатель BT-4 производства японской фирмы IHI Aerospace.
При массе 4,5 кг и длине 0,65 метра BT-4 имеет тягу 46 кг и работает на топливной паре гептил-амил. Двигатель хорошо себя показал на множестве геостационарных спутников и ставится на грузовой корабль Cygnus, который летает к МКС.
Последняя авария этого двигателя, судя по имеющейся в Интернете информации, произошла в 2010 году — тогда спутнику AEHF-1 (тоже американскому, военному и связному) понадобилось больше года, чтобы добраться до геостационарной орбиты.
Как MUOS 5 может добраться до геостационарной орбиты?
К сожалению, у MUOS 5 нет электрореактивных (ионных, плазменных) двигателей, на которых он мог бы, пусть и медленно, но довольно эффективно добираться до геостационарной орбиты. Единственное, что у него осталось — это двигатели системы ориентации — 12 MR-103G тягой 100 грамм каждый и 6 MR-106L тягой 2,2 кг каждый. Двигатели ориентации направлены в разные стороны, поэтому использоваться для подъема орбиты в один момент может только часть из них. Еще одна проблема — в отличие от BT-4, который работает на топливной паре гептил-амил, двигатели ориентации работают на термическом разложении только гептила. Это проще, но такие двигатели имеют меньший удельный импульс и потратят больше топлива на разгон на те же 600-700 м/с. Хуже того, окислитель амил в спутнике теперь ничем не может использоваться, и его придется тащить мертвым грузом, тратя еще дополнительное топливо на его разгон.
Что происходит сейчас?
По сообщениям астрономов-любителей спутник появляется позже, чем ему положено по параметрам орбиты. Значит, он маневрирует, пытаясь поднять орбиту на маломощных маневровых двигателях. Делать это придется очень долго, при общей продолжительности витка в 940 минут после маневра он появляется позже всего на ~400 секунд, что говорит об очень небольшом приращении скорости. Очевидно, раз спутник не объявлен потерянным, то инженеры все-таки надеются вытащить его на геостационарную орбиту. Но за это придется дорого заплатить — повышенный расход топлива означает серьезное сокращение срока службы MUOS 5 на геостационарной орбите. Из-за воздействия Луны там приходится постоянно тратить топливо, чтобы остаться в нужной точке стояния, а когда топливо кончается, спутник уходит на орбиту, непригодную для использования.
Если вас заинтересовала драма MUOS 5, то вы можете следить за его параметрами орбиты, например, тут. Увеличение высоты перигея означает, что спутник меняет орбиту. Если (когда) он окажется на орбите ~35500х36000 км с наклонением ~5° (параметры взяты у спутника MUOS 4 и должны быть типичными для группировки), то только тогда его долгая и трудная дорога будет закончена успешно.
Источники:
- Данные о спутнике, статья об аварии на spaceflight101
- Тема на форуме журнала «Новости космонавтики»
- Посты о MUOS 5 в блоге любительской станции слежения за спутниками
- Посты (раз, два) с параметрами орбиты
Другие публикации о космических происшествиях по тегу «космические происшествия»
Комментарии (77)
Eklykti
15.08.2016 07:41+1Хуже того, окислитель амил в спутнике теперь ничем не может использоваться, и его придется тащить мертвым грузом
А разве нельзя принудительно открыть клапан только на баке окислителя и сбросить его в космос?
maisvendoo
15.08.2016 07:50Даже если можно, то спутник может закрутить и непредсказуемо испортить орбиту
lozga
15.08.2016 08:06+6Не факт, что клапан сброса там есть, и его можно открыть нормально. Ели бы было раздельное управление клапанами двигательной установки, то можно было бы просто стравить его через маршевый двигатель без сжигания, получив еще небольшую тягу. Но такие конструкции мне неизвестны.
DagothNik
15.08.2016 09:25+6Интересно, у них тоже сейчас на форумах обсуждают, что страна уже не торт и все деньги ушли на распил?" Все так плохо, что уже спутник нормально вывести не могут!"
Kasatich
15.08.2016 09:44-9Ага, какое поле для деятельности либералов) Двигатель от клятых рисоедов, с пятой попытки не смог вывести аппарат, так еще и сломался! Но есть и хорошая новость — на аппарате остались наши родимые американские двигатели, которые уж точно сделают все возможное, но аппарат доведут!1)
snnrman
15.08.2016 12:00+1Вы путаете либералов с патриотами.
Sychuan
15.08.2016 12:28+7Он путает либералов с идиотами
Kasatich
15.08.2016 12:33-13Всегда считал эти вещи синонимами. Если есть годные представители первой категории людей — можете назвать фамилии? я бы ознакомился с трудами, может чего про либералов не знаю.
Sychuan
15.08.2016 17:25+4Вольтер, Локк, Стюарт Милль, Адам Смит, Томас Джеферсон, Фридрих фон Хайек, Карл Поппер, Фукуяма. Знакомьтесь на здоровье. Я только, предупреждаю, что это широкое направление, которому несколько сотен лет, и в котором присутствует несколько различных течений, которые далеко разошлись друг от друга.
Kasatich
15.08.2016 17:57-2Я же про современных либералов говорил. Деятелей прошлого за идиотов есесно не считаю. Фем движение в прошлом тоже было по теме, а во что вылилось сейчас? Кого из современных либеральных авторитетов можно зачесть, помимо Фукуямы?
Sychuan
15.08.2016 19:02+1Сегодня к оригинальным взглядам либералов ближе некоторые либератарианцы. По памяти вот несколько Джон Норберг (Johan Norberg), Эрнандес де Сото, Томас Совелл (Thomas Sowell), Дамбиса Моё (Dambisa Moyo)
jrip
15.08.2016 20:20-5А патриоты какой страны, тут, на этом ресурсе, обычно в контексте наших неудач радостно пишут про распил, однако грустно следят за «трагедией» тамошнего военного(!) спутника?
simki
15.08.2016 16:12+2Ну если погружаться в американский политический юмор, уместнее была бы фраза «Трамп придет — порядок наведет». Так как политика строится на противоречии республиканцев и демократов. В России пока до такого не доросли похоже, пока не побеждена тотальная коррупция.
mikdim
15.08.2016 10:31Коллеги, подскажите софтинку для отслеживания этого процесса в реальном времени. Помню, что в камментах к одной из новостей хаброжитель выкладывал подобную. Там были все, от низкоорбитальных спутников, до вояджеров. В гугле не забанили, но все не то(
lozga
15.08.2016 10:31+1Heavens-above для Андроида пойдет?
mikdim
15.08.2016 10:47Спасибо, но та для десктопа под вин была.
Jeka_M3
15.08.2016 13:29+1Возможно Orbitron?
http://www.stoff.pl
http://www.cqham.ru/orbitron.htmmikdim
15.08.2016 14:03Неа( там был вид от 3-го лица, можно было «вылететь» за пределы СС.
Mingun
15.08.2016 20:34+1Не про Celestia ли речь?
mikdim
15.08.2016 21:59Спасибо! Очень похоже! но нет свободной камеры, вояджеров и низкоорбитальных спутников(
Mingun
15.08.2016 22:10+1Свободная камера, насколько помню, там включается какой-то комбинацией, а вояджеры и прочие спутники ставятся отдельными дополнениями (а может быть даже есть в базовой поставке… или это тогда на торренте был такой пак… уже не помню). Но на планеты приземляться нельзя, если это важно.
atomlib
15.08.2016 11:09+2Подобные случаи лишний раз напоминают, как проще и понятней жить в игровых правилах Kerbal Space Program.
Alex_ME
15.08.2016 16:58+3И тем не менее, постоянно случается какая-то ересь по конструкторской вине: не хватило топлива, что-то оторвало, забыл поставить. После этого начинаются интересные квесты :)
Evil_Falco
17.08.2016 23:42+2И скучнее.
Меня спасает связка Kerbalism + RemoteTech + kOS
Выход деталей из строя, накопление радиации экипажем, жизнеобеспечение, связь и программируемый скриптовый автопилот.
Любой полет дальше родной системы — или долгая, тщательно спланированная операция, или почти гарантированное самоубийство.
Но это на любителя, конечно.
madf
15.08.2016 11:56-1а где тот сумасшедший «Брюс-Уиллис», который бы мог дотащить до нужной точке спутник? пора собирать нечто подобное эвакуатору и за одно дозаправлять их… в общем не хватает мощной системы ремонта в космосе, эдакий такой тягач с запчастями…
MurzikFreeman
15.08.2016 13:07+2Хаббл ремонтировали без всяких Уиллисов. Вопрос в цене ремонта.
pnetmon
15.08.2016 13:29+1Высота орбиты Хаббла и этого аппарата очень различны
MurzikFreeman
15.08.2016 13:55+1Если бы цена ремонта таких аппаратов была ниже стоимости запуска ремонтника, решение бы нашлось. Я не про этот конкретный пример, а про ситуацию в целом.
pnetmon
15.08.2016 14:04+2Решения все отрабатываются на стендах несколькими фирмами. Может к 2020 году увидим эксперименты на орбите специализированными аппаратами.
vordoff
15.08.2016 13:49>> А мы с вами можем следить за этой космической драмой
Так это ж праздник какой-то!!!
simki
15.08.2016 16:24Интересно, почему нет варианта с буксиром, тупой, дешевый буксир. Берет топливо только для того, чтобы дотолкать аппарат до нужной орбиты и ни грамма больше. Вывод на ГСО орбиту дорог, 10 000$ за килограмм. Но это дешевле, чем терять спутник за 6 миллиардов(!). Сценарий прост, это же не ремонт, догоняет спутник и аккуратно, на скорости 0.01 м/с начинает его подталкивать, с мизерным ускорением, может даже ионными двигателями, но не обязательно.
Буксир мог бы быть не для данной программы, а для всех подобных случаев. Данный случай не первый и не последний. Оплатить его могут страховые компании вскладчину. Выгодно всем.
Минус — нужно иметь на одном из космодромов планеты зарезервированный РН. Может дежурство назначать? РН простаивает, это некоторые убытки, но он не пропадет, просто заморозка оборотных средств получается, эдак под 100 млн. $MurzikFreeman
15.08.2016 16:49+2Тупой и дешёвый не сможет состыковаться со спутником. Как машину в бампер толкнуть не получится. Буксир должен быть оснащён набором сложных манипуляторов для захвата, или все спутники должны быть оснащены унифицированным портом для стыковки с буксиром.
ion2
15.08.2016 18:24-1Сделать специальный конус и стыковаться в сопло отказавшего двигателя. Там сопло с большим удлинением, значит будет надёжный контакт и упрощается центрирование всей конструкции по вектору тяги. Понадобится подсветка, камеры и софт для распознавания видео.
sim31r
15.08.2016 23:52Почему не получится? Достаточно усилия в миллиньютоны, никакая самая хрупкая конструкция от этого не повредится. Тем более спутник перенес ускорение при выводе на орбиту.
Манипулятор нужен, если вывести спутник нужно быстро и с ускорением 10G например. Тогда да, стыковка, прочный захват и мощный ускоряющий импульс.
Промежуточный вариант, микроскопический магнит, с усилием хотя бы в 0.1 Ньютон, примагнитил некую деталь из железа (если есть такая еще). Нарушится ось симметрии конечно, центр тяжести, тут нужно будет коменсировать направлением выброса струи двигателя, ничего сложного.
Да и манипулятор с усилием в несколько грамм, тоже не проблема, это не земной многотонный манипулятор, ему достаточно материала типа пенопласта, в пару сантиметров толщиной, микромоторы, лапу сжимать можно часами, невесомость же, скорости выравнены.
Сложнее поймать спутник с неуправляемым вращением, но тоже задача решается, синхронизировать частоту вращения и ловить.MurzikFreeman
16.08.2016 10:01Ускорение спутник получал в подготовленном к транспортировке состоянии. Мы же, хотим буксировать его когда он уже развернул антенны и солнечные панели. Как он поведёт себя в условиях буксировки, никто не знает. Да ещё и подлететь к нему надо так, чтобы ничего не помять. С манипулятором проблема будет при попытке захвата. Даже обладая самыми качественными конечностями, буксиру нужно научиться правильно хватать спутник. Кроме специальных зацепов на самом спутнике, ничего в голову не приходит. Только если нежно за сопло маршевого двигателя подержаться, но и на него манипулятор нужно правильно навести и захватить. Кто и как будет наводить его, чтобы не погнуть антенну, не порвать нежную теплоизоляцию?
>Сложнее поймать спутник с неуправляемым вращением, но тоже задача решается, синхронизировать частоту вращения и ловить.
«Какой у тебя уровень юмора, TARS?». Даже представить не могу, чего ради так рисковать буксиром? Чтобы вместо одного большого куска мусора по орбите носились несколько сотен мелких обломков?simki
16.08.2016 14:42Ускорение спутник получал в подготовленном к транспортировке состоянии.
Ускорение в 10G + вибрации. К спутнику было приложено усилие в несколько тонн.
Мы же, хотим буксировать его когда он уже развернул антенны и солнечные панели. Как он поведёт себя в условиях буксировки, никто не знает.
Буксир с усилием 1 миллиньютон ничего не повредит, там нет конструкций настолько слабых.
Кроме специальных зацепов на самом спутнике, ничего в голову не приходит.
Любая выступающая часть может быть захвачена, даже сферический спутник можно толкать. Если есть железо вообще хорошо, вместо захвата крошечный электромагнит, размером в миллиметр.
Кто и как будет наводить его, чтобы не погнуть антенну, не порвать нежную теплоизоляцию?
1. С Земли с задержкой 0.2 секунды неспеша всё делается.
2. В автоматическом режиме, отправил буксир и забыл, сам всё сделает, чтобы сэкономить на земных станциях наблюдения. Заранее все сценарии моделируются. К МКС в автоматическом режиме причаливают же, намного более ответственный маневр, рискуют людьми.
Только если нежно за сопло маршевого двигателя подержаться, но и на него манипулятор нужно правильно навести и захватить.
Да. Маршевый двигатель прочен и ускорять спутник можно по взрослому, с большим усилием, не миллиньютоны, а в 1000 Н например, быстрее окажется на орбите, меньше время простоя, выше прибыль владельца спутника.
Даже представить не могу, чего ради так рисковать буксиром? Чтобы вместо одного большого куска мусора по орбите носились несколько сотен мелких обломков?
Рисковать ради 6 миллиардов $, рискуем 0.1 выигрываем 6. Чтобы получить 100 обломков, нужно их столкнуть на скорости 1 км/с. По вашей логие и к МКС стыковаться нельзя, будет 100 000 обломков, но на практике это рутинная отлаженная операция.Eklykti
16.08.2016 20:15+1К МКС в автоматическом режиме причаливают же, намного более ответственный маневр
На МКС есть соответствующие системы наведения, за которые цепляется управляющаа программа стыкующегося аппарата. На рандомном спутнике же никаких систем наведения нет, и искать, к чему там зацепиться, можно только визуально.
simki
15.08.2016 16:26+3Интересный пляж рядом с космодромом. Неужели так просто можно вживую наблюдать за стартом за пару километров от космодрома? Похоже люди там не ождали такого представления, некоторые прямо в воде зависли. Зашел в воду окунуться, а над головой РН тяжелого класса пролетел :)
lozga
15.08.2016 21:28+3Это мыс Канаверал. Классные космические зрелища там с конца 1957 года. И на значимые пуски на пляже собираются толпы.
Fenyx_dml
18.08.2016 11:14-2Вот ведь нисколько не жалко! В свете военного назначения вообще и последних событий и отношений с америкой в частности могу сказать только — так им и надо! Если и долетит, то надолго там не зависнет — сожрет весь запас топлива и будет кувыркаться. Еще бы придумать способ беспалевно их уводить с орбиты… Чтобы проявлялось как всего лишь влияние неустановленных факторов, вызвавших нестабильность, которая бы привела к досрочному расходованию топлива и сходу с целевой орбиты. Поди узнай что это за фактор, а спутники тю-тю. Нечего им там у нас над головой болтаться и обеспечивать связь натовским солдатам в районе Мурманска!
scart
19.08.2016 06:04+1Прошлых поколений военные спутники связи, успешно используются гражданскими любителями радио.
maisvendoo
На второй (первой после КПДВ) картинке — что американский солдат делает в районе Мурманска?
lozga
Судя по тому, что он пользуется старой линией связи, он там давно сидит :)
romxx
Это Норвегия.
maisvendoo
Норвегия намного левее. Я так даже ошибся, он нарисован намного восточнее Мурманска
el_gato
Антенна около Архангельска, сам солдат возле Мезени. Самое вкусное для американцев в том районе это Северодвинские предприятия СМП, Арктика, Звездочка и космодром под Плесецком.
На самом деле создатели картинки скорее всего хотели поместить его возле cеверонорвежского города Tromso, где расположена станция спутниковой связи компании KSAT
romxx
Расстояние от Мурманска до границы с Норвегией по прямой — 146 км, по трассе — 241 км. Местные жители в Норвегию в «памперс-туры» ездят.
maisvendoo
pnetmon
Про стрелочкой «Норвегия ТУТ» — Чего? Может для вас и сухопутной границы между РФ и Норвегией около Заполярного, (Мурманска) не существует?
pnetmon
если кому надо один из источников картинки — публикация 2011 года www.jhuapl.edu/techdigest/TD/td3002/Oetting.pdf
solariserj
Вы же понимаете что это схемотично… указывает — где-то там стоит радар/человек для приема сигнала.
На схемотичной карте масштаб и достоверность — не очень важны.
pacificOcean
Защищает демократию.
valemak
«Он заблудился.» (с)
LanMaster
Ему не могут сообщить, что он не туда пошёл — спутник связи накрылся.
Tolstyj_OD
Это не американский солдат. Такую форму можно купить в любом военторге.
ptica_filin
Аппаратура для работы с MUOS тоже лежит в любом военторге, только на другой полочке?
geisha
Значит это лесник нашел антенну на металлолом.
ptica_filin
© Валентин Пикуль