Предисловие
Данная статья продолжает публикацию “Состояние спутника “Маяк” в плане исследования причин отказа спутника.
Если коротко, то мы на основе:
- проведенной доработки конструктивного-подобного макета “Маяка” до летного состояния и успешного проведения его вибродинамических испытаний по программе, согласованной с Роскосмосом и использовавшейся для допуска “Маяка” на ракету-носитель,
- анализа известной информации о состоянии спутника “Маяк”, опубликованной информации о состоянии попутчиков “Маяка” и устройстве разгонного блока (РБ) “Фрегат”,
предполагаем, что “Маяк” и другие отказавшие спутники, выведенные на орбиту с примерным апогеем в 600 км, вышли из строя из-за попадания на них продуктов разложения гидразина из одного или нескольких жидкостных двигателей малой тяги (ЖРД МТ) С5.221.00-0, использующихся в реактивной системе управления разгонного блока (РБ) “Фрегат”.
Исследования, которые привели нас к такому выводу и анализ альтернативных механизмов отказа приведены в статье ниже.
Введение
“Маяк” стал первым российским спутником, созданным руками энтузиастов и запущенным на орбиту. Успех этого проекта или неудача определенно повлияют на отношение к подобного рода проектам как любителей космонавтики, так и большой государственной космической отрасли. Кроме того, проект осуществлялся за счет добровольных пожертвований, методом краудфандинга. Поэтому мы решили максимально открыто изложить свои исследования по поиску и анализу возможных причин отказа оборудования. Поводом разобраться с причинами отказа также является желание оградить других спутникостроителей, любителей и профессионалов, от повторения наших ошибок. Ну а чтобы оградить от ошибок, сначала нужно понять, в чем они заключаются.
Отдельно хочется отметить: данное исследование ни в коей мере не умаляет достоинства предприятий отечественной ракетно-космической отрасли. Более того, как руководитель проекта “Маяк” и автор данного материала, я испытываю глубочайшее уважение и благодарность ко всем работникам российской космонавтики, создавшим модернизированную ракету-носитель “Союз 2.1а” и замечательный разгонный блок “Фрегат”, которые обеспечили вывод на орбиту нашего «Маяка» и еще 72 малых и больших аппаратов, установив тем самым новый российский рекорд.
Хронология событий
30 мая 2016 года. В Московском Политехе началась сборка летного экземпляра спутника “Маяк” и его конструктивно-подобного габаритно-массового макета. Отличия макета от летного экземпляра:
- отсутствовал бортовой компьютер,
- отсутствовала бортовая кабельная сеть,
- отсутствовали концевые выключатели, контролирующие разматывание рулеток.
- аккумуляторная батарея была собрана из элементов, не прошедших предварительные отбраковочные испытания,
- солнечный отражатель был размещен внутри контейнера солнечного отражателя нештатным образом.
Остальные системы штатные.
15 июня 2016 года. Завершена сборка летного экземпляра “Маяка” и его габаритно-массового макета.
20 июня 2016 года. Успешно проведены тепловакуммные испытания летного экземпляра “Маяка” с раскрытием каркаса отражателя в вакууме.
25 июня 2016 года. Проведена примерка и летного экземпляра, и макета в макет транспортно-пускового контейнера компании ECM. Оба экземпляра вошли в контейнер, но силы пружины не хватало для выталкивания экземпляров из контейнера. Оба образца направлены на доработку.
29 июля 2016 года. Проведена успешная примерка и летного экземпляра, и макета в макет транспортно-пускового контейнера компании ECM.
13 сентября 2016 года. В НИИЭМе завершились зачетные вибродинамические испытания летного экземпляра “Маяка”. Протокол испытаний, свидетельствующий об отсутствии внешних дефектов и подписанный заместителем генерального директора НИИЭМ по качеству С.П. Скоробогатовым, позволил получить допуск на ракету-носитель “Союз-2.1а”.
14 сентября 2016 года. При функциональных испытаниях “Маяка” обнаружился его отказ. Бортовая электроника оказалась без питания, напряжение на клеммах батарей отсутствовало.
15 сентября 2016 года. Произведена разборка летного экземпляра, обнаружено разрушение более половины точек контактной сварки проводников между элементами аккумуляторной батареи. При анализе причин разрушения выявлено, что элементы имели слишком высокую подвижность внутри батарейного блока и при возбуждении на своей резонансной частоте проводники между элементами разрушились. Была собрана идентичная батарея и создан малый вибростенд, на котором были определены резонансные частоты и экспериментально, в лабораторных условиях, подтвержден механизм разрушения сварочных соединений. На том же вибростенде проверена методика предотвращения разрушения сварки (см. ниже), метод показал свою пригодность. Резонансную частоту, приводящую к разрушению точек сварки или отказу батареи, выявить не удалось. Элементы батареи проверены индивидуально на стенде батарейного анализатора (отклонений не выявлено), и при сборке соединены клеевым соединением друг с другом, с платами и корпусом батарейного блока при помощи вакуумпрочного эпоксидного клея ВК-9, проводники между элементами заменены на более гибкие и продублированы (таким образом, каждая ячейка батареи имела 4-кратное резервирование контакта) и также залиты слоем ВК-9. На малом вибростенде успешно проведены вибродинамические испытания собранной батареи.
18 сентября 2016 года. Завершен ремонт батареи. Батарея заряжена. Летный экземпляр собран.
19 сентября 2016 года. Прошла успешная примерка и летного экземпляра, и макета в макет транспортно-пускового контейнера компании ECM.
22 сентября 2016 года. В Московском Политехе прошла презентация спутника “Маяк”.
23 марта 2017 года. Проведена проверка заряда батарей. Заряд составил более 95% номинальной емкости, разбалансировки элементов не обнаружено.
10 мая 2017 года. Прошла успешная примерка и летного экземпляра, и макета в летный транспортно-пусковой контейнер компании ECM. Транспортный контейнер с летным экземпляром и макетом опечатан и передан “Главкосмосу” для отправки на Байконур.
21 июня 2017 года. В МИК площадки 31 космодрома “Байконур” проведена успешная интеграция летного экземпляра “Маяка” в летный транспортно-пусковой контейнер компании ECM. Проведена проверка заряда батарей. Заряд составил более 95% номинальной емкости, разбалансировки элементов не обнаружено. На летном экземпляре “Маяка”, размещенном внутри транспортно-пускового контейнера компании ECM, успешно проведен контроль срабатывания концевиков и запуска циклограммы работы бортовой аппаратуры.
14 июля 2017 года. Маяк на орбите!
9 августа 2017 года. Маяк не раскрылся, ведется поиск причин.
29 августа 2017 года. Спутники «Даурии» отказали, один LEMUR 2 и один FLOCK 2K оказались на нерасчетных орбитах.
Фактически, один из восьми «Лемуров» LEMUR 2 ARTFISCHER оказался на орбите с апогеем 477 км, на которой находятся 47 «Флоков», хотя их должно было быть 48, а один из «Флоков», вероятно, не включился и оказался на орбите с апогеем порядка 605 км, где находится оставшиеся семь «Лемуров». В каталоге NORAD 47 спутников FLOCK 2K, при этом должно было быть 48. Все 47 на орбите с апогеем порядка 477 км. Там же в каталоге NORAD 8 спутников LEMUR 2, причем на орбите с апогеем порядка 605 км — 7 спутников, на орбите с апогеем порядка 477 км — 1 спутник. Выглядит так, как будто один «Лемур» и один «Флок» поменялись местами.
31 августа 2017 года. Цитата с Ленты.ру. Руководитель пусковых программ «Главкосмоса» Всеволод Крючковский рассказал, почему несколько спутников, запущенных 14 июля российской ракетой «Союз-2.1а», не вышли на связь или оказались на незапланированной орбите. Свою версию случившегося он сообщил изданию Space News. По словам Крючковского, от всех зарубежных заказчиков «Главкосмос» получил официальное подтверждение успешного отделения спутников от верхней ступени ракеты-носителя. Дочерняя компания «Роскосмоса» также заверила иностранных партнеров, что во время разделения ракета работала в штатном режиме.
Иначе руководитель пусковых программ «Главкосмоса» оценивает ситуацию со спутниками российских разработчиков. «Это их первый опыт в разработке кубсата, — сказал он. — Может, что-то случилось со стороны разработки, или с компонентами, или с наземными станциями».
1 сентября 2017 года. Оказывается, при запуске отказали еще три спутника Cicero американской компании GeoOptics и один российско-эквадорский UTE-UESOR.
8 сентября 2017 года. Отказали 2 аппарата американской компании Astro Digital.
5 октября 2017 года. “Главкосмос” возвратил габаритно-массовый макет “Маяка”. Принято решение доработать макет до летного (идентичного запущенному аппарату) состояния и провести проверку его прочности при действии нагрузок от транспортировки и выведения, при этом его аккумуляторную батарею доработать по технологии ремонта летной аккумуляторной батареи.
8 ноября 2017 года. Начата доработка габаритно-массового макета “Маяка” до летного состояния.
12 ноября 2017 года. Закончена доработка габаритно-массового макета “Маяка” до летного состояния. Батарея изготовлена по той же технологии, что и на летном экземпляре, теми же сотрудниками на том же оборудовании.
15 ноября 2017 года. Начаты испытания макета “Маяка” по программе-методике вибродинамических испытаний, использовавшейся для допуска на ракету-носитель “Союз-2.1а”.
22 ноября 2017 года. Успешно завершены испытания макета “Маяка”. Отклонений в работе не выявлено, все системы после испытаний работают штатно.
Итого в сухом остатке:
- К 25 ноября 2017 года было известно об отказах 10 кубсатов из 19, запущенных на орбиту с условной высотой апогея в 600 км;
- Доработанный по летной технологии макет “Маяка” успешно прошел вибродинамические испытания по программе, согласованной с Роскосмосом и использовавшейся для допуска “Маяка” на ракету-носитель.
Анализ вероятных причин отказа “Маяка”
Концептуально мы можем разделить вероятные причины отказа на внутренние и внешние. Внутренние зависят от состояния самого изделия, внешние — от воздействия на изделия внешних факторов.
Подробно разберем сначала гипотезы об отказе “Маяка” по внутренним причинам, рассмотрим возможные меры по их проверке, затем проделаем это же для внешних причин.
Анализ вероятных внутренних причин отказа “Маяка”
Так как команда проекта “Маяк” создавала космический аппарат впервые, то вполне вероятно, что она могла совершить ошибки при его разработке, проектировании и производстве, которые вызвали отказ на орбите.
Известные факты для анализа:
- В ходе вибродинамических испытаний летного экземпляра КА “Маяк” был зарегистрирован отказ системы электропитания, не повлиявший на целостность конструкции аппарата, но приведший к отказу всей бортовой аппаратуры.
- Выявленный отказ системы электропитания был устранен, были проведены технологические вибродинамические испытания, продемонстрировавшие прочность конструкции отремонтированной аккумуляторной батареи.
- В ходе тепловакуумных (ТВИ) и вибродинамических (ВДИ) испытаний летного экземпляра КА “Маяк” иных отказов обнаружено не было.
- Габаритно-массовый макет “Маяка” был доработан до летного состояния. Батарея выполнена по той же технологии, что и на летном экземпляре, теми же сотрудниками на том же оборудовании.
- Проведены успешные вибродинамические испытания по программе-методике, использовавшейся для допуска на ракету-носитель “Союз-2.1а”.
Принятые гипотезы
Гипотеза №1. В реальном полете отказывает та же система, что и на испытаниях.
На космическом аппарате, даже на таком простом как “Маяк”, множество различных бортовых систем.
В нашем случае это:
- несущая конструкция,
- бортовая электроника,
- система электропитания,
- бортовая кабельная сеть,
- реактор-двигатель,
- солнечный отражатель,
- система раскрытия солнечного отражателя.
В ходе наземной экспериментальной отработки при приложении нагрузок, действующих на космический аппарат при транспортировке на Байконур, по Байконуру, при полете на ракете-носителе, отделении от разгонного блока и орбитальном полете, отказала только одна система, все другие отработали штатно. Это позволяет сделать вывод, что в реальном полете, при действии тех же нагрузок вероятнее всего отказ той же системы.
Гипотеза №2. В реальном полете 14 июля 2017 года действовали нагрузки не больше тех, на которые проводились вибродинамические испытания.
Это утверждение можно подтвердить тем, что большинство космических аппаратов не показывали признаков разрушения в орбитальном полете.
Исследование прочности
Для проверки выдвинутых гипотез необходимо было провести повторные испытания. Поскольку тепловакуумные испытания (ТВИ) проводились на летном экземпляре и никаких проблем обнаружено не было, повторные ТВИ было решено не проводить.
Цель исследований — экспериментально проверить прочность отремонтированной аккумуляторной батареи “Маяка”, аналогичной установленной на летном экземпляре, при воздействии вибраций, ударов и перегрузок, аналогичных действовавшим на космический аппарат при транспортировке на Байконур, по Байконуру, при полете на ракете-носителе и отделении от разгонного блока, при этом дополнительно убедиться в работоспособности остальных систем аппарата.
Подготовка объекта испытаний
Габаритно-массовый макет “Маяка”, как было сказано выше, отличался от летного экземпляра в следующем:
- отсутствовал бортовой компьютер,
- отсутствовала бортовая кабельная сеть,
- отсутствовали концевые выключатели, контролирующие разматывание рулеток.
- аккумуляторная батарея была собрана из элементов, не прошедших предварительные отбраковочные испытания,
- солнечный отражатель был размещен внутри контейнера солнечного отражателя нештатным образом.
В остальном, включая работоспособность системы раскрытия солнечного отражателя, макет соответствовал летному экземпляру.
Поэтому для проведения полноценного эксперимента, подтверждающего или опровергающего работоспособность “Маяка” после выведения на орбиту потребовалось установить бортовой компьютер, проложить бортовую кабельную сеть, собрать по летной технологии аккумуляторную батарею. Солнечный отражатель внутри своего контейнера был размещен нештатно, так как на проверку процесса раскрытия это не влияло.
Перед испытаниями макет работал следующим образом.
Проведение испытаний
Испытания проводились в АО «НПО ИТ» по адресу 141074, Российская Федерация, Московская область, г. Королёв, ул. Пионерская, дом 2. Это предприятие, кстати, входит в состав Роскосмоса.
Испытания проводились по нашей уже опубликованной программе “Космический аппарат «Маяк». Программа и методика испытаний на статическую и вибродинамическую прочность МАЯК-ВДИ-ПМ-1”, по которой мы испытывали летный экземпляр “Маяка” и получили допуск на ракету-носитель. Из программы видно, что разные ее разделы имитируют нагрузки, действующие на аппарат, на различных этапах его жизненного цикла.
Транспортировка аппарата на Байконур и по Байконуру, удары до 5 g.
Статические перегрузки, достигающие 10 g.
Случайные вибрации со среднеквадратичным значением до 10 g.
Удары при отделении блоков ракеты-носителя с амплитудой до 40 g
Тут удары так долго готовились и так быстро прошли, что снять их я не успел. Но измерение уровня напряжения на батарее сделал. Такие измерения проводились после каждого вида испытаний и не выявили отклонений в уровне напряжения на батарее.
И, наконец, отделение “Маяка” от разгонного блока, удар до 150 g!
Надо сказать, что это уже явная перестраховка, так как “Маяк” выталкивался из контейнера мягкой пружиной со скоростью около 1 м/с.
Стоит добавить, что до и после приложения нагрузок проводились измерения амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) макета с оснасткой. В этих измерениях логика такая — если что-то внутри конструкции отвалилось или сломалось, то реагировать на вибрации она будет по другому, изменятся старые резонансы или возникнут новые.
В нашем случае ничего такого не случилось.
И, наконец, видео раскрытия макета после проведения всех испытаний.
Результаты испытаний
Измерение уровня напряжения на батарее, измерение АЧХ до и после испытаний, и, самое главное, проверка раскрытия макета до и после испытаний позволяют заявить следующее:
- Напряжение на батарее в ходе испытаний составляло 27.9-28.0 В.
- Вибродинамические испытания не сказались на работоспособности бортовой электроники.
- АЧХ в ходе испытаний существенных изменений не претерпела.
- Механические системы изменений не претерпели — макет раскрывается как до испытаний, так и после.
Выводы из анализа внутренних причин отказа
Таким образом, можно утверждать, что макет “Маяка”, доработанный до летного состояния по технологии, использовавшейся при ремонте летного экземпляра, успешно прошел вибродинамические испытания.
Нам не удалось найти внутренних причин отказа “Маяка”. Далее рассмотрим внешние воздействия, которые могли стать причиной отказа.
Анализ вероятных внешних причин отказа “Маяка”
Известные факты для анализа
Все космические аппараты, запланированные к выводу на орбиты, отделены от разгонного блока “Фрегат” [1]. В их составе кубсаты:
- 1U «Эквадор UTE-ЮЗГУ» — 1 шт,
- 3U — NanoACE — 1 шт., “Маяк”- 1 шт., “Искра-МАИ-85” — 1 шт., LEMUR 2 — 8 шт.,
- 6U — CICERO — 3 шт., Corvus-ВС — 2 шт., МКА-Н — 2 шт.
Отказали 10 кубсатов из 19, выведенных на орбиту с примерным апогеем 600 км. Кроме того, кубсаты LEMUR 2 ARTFISCHER и один из FLOCK 2K оказались на нерасчетных орбитах [2].
Курский аппарат «Эквадор UTE-ЮЗГУ», названный в статье [2] UTE-UESOR, с 15 по 30 июля передавал данные телеметрии, свидетельствующие о низком заряде батарей. После 30 июля были приняты спорадические сигналы, не поддающиеся расшифровке [2].
Нештатная ситуация имела место только на этапе отделения кубсатов на орбите с примерным апогеем 600 км, так как известно о нормальной работе космических аппаратов “Канопус-В-ИК” [3], отделенного на орбите с условным апогеем 517 км, микроспутников Flying Laptop [4], TechnoSat [5], WNISAT-1R [6], NORSAT-1, NORSAT-2 [7] отделенных на орбите с примерным апогеем 600 км, и 47 кубсатов типа Flock-2k [8], отделенных на орбите с примерным апогеем 475 км. “Канопус-В-ИК” и пять микроспутников успешно отделились до отделения разнородных кубсатов, 47 Flock-2k отделились после разнородных кубсатов. Аппараты отделенные до и после разнородных кубсатов функционируют нормально.
Предварительный анализ внешних причин отказа
Цель исследования внешних причин отказа — выдвинуть версии аварии, наиболее полно объясняющие известные факты и способные дать предсказания о судьбе других космических аппаратов, выведенных на орбиту в запуске 14 июля 2017 года.
В связи с этим версии, что спутники сознательно были испорчены вредителями, прокляты, заменены на кирпичи и прочие ненаучные гипотезы, не поддающиеся проверке, не рассматривались.
Фальсифицируемость выдвинутых версий аварии основывается на последующей проверке их предсказаний.
Принятые гипотезы
Гипотеза №1. Выведение всех космических аппаратов на заданные орбиты протекало штатно, нештатная ситуация произошла только после выхода кубсатов из контейнера.
Другими словами, нагрузки, действовавшие на космические аппараты при их совместном полете на ракете-носителе и на разгонном блоке, не привели к отказу спутников и к моменту разделения спутники были работоспособны. Нормальная работа космических аппаратов, отделенных до и после разнородных кубсатов говорит в пользу этой гипотезы.
Гипотеза №2. Отказ кубсатов, выведенных на орбиту с примерным апогеем 600 км, вызван одной и той же причиной.
Данную гипотезу затруднительно проверить численными расчетами, так как неизвестны оценки вероятностей безотказной работы отказавших аппаратов, но можно принять, что спутники, созданные разными коллективами в разных странах из разных компонентов с малой вероятностью одновременно отказали из-за своих внутренних причин.
Гипотеза №3. Отказ кубсатов вызван внешним воздействием.
Если причина выхода из строя кубсатов одна, то логично предположить, что эта причина внешняя по отношению к самим аппаратам. Из строя вышли аппараты разных производителей, имеющие различную конструкцию и бортовые системы, общего у них было только то, что они были выполнены в одном формате Cubesat и летели на одной ракете. Нет причин считать, что формат спутников, их геометрические размеры и ограничения на их конструкцию, послужили причиной их отказа, поэтому можно предположить, что причина отказа кроется в их совместном полете сначала на ракете-носителе, а затем и на разгонном блоке.
Принимая во внимание гипотезу №1 считаем, что причиной отказа послужил именно процесс их отделения от разгонного блока и последующий свободный полет.
Возможные типы внешних воздействий
Рассмотрим возможные типы внешнего воздействия на кубсаты при разделении:
- Механическое воздействие. Вибрации, удары, перегрузки, ограничение перемещений.
- Газогидродинамическое воздействие. Струи газа и жидкостей.
- Тепловое воздействие. Интенсивное инфракрасное излучение, вызывающее нагрев облучаемой поверхности.
- Электромагнитное воздействие.Излучение радиоволн.
Перечень воздействий сформулирован на основе изучения главы 3. ENVIRONMENTAL CONDITIONS документа Soyuz User’s manual [9], описывающего, среди прочего, воздействия на космический аппарат, выводимый на ракете-носителе “Союз-2” с разгонным блоком “Фрегат”. Перечень уточнен с использованием выдвинутых гипотез.
Возможные виды внешних воздействий и их последствия для кубсатов
Подробнее опишем возможные виды воздействий на кубсаты, опираясь на их возможные типы.
1. Повреждение в результате столкновений аппаратов между собой при выходе из контейнеров
Реализованная циклограмма отделения космических аппаратов от разгонного блока не опубликована, но на других пусках, в том числе, и с одновременным выведением большего количества кубсатов, столкновений спутников при запуске отмечено не было.
Для примера можно изучить видео массового сброса кубсатов с индийской РН PSLV-C37, которая 15 февраля 2017 года успешно вывела на орбиту 104 космических аппарата.
Вероятность взаимных столкновений сразу десяти кубсатов между собой чрезвычайно мала. К тому же скорость выхода кубсата из контейнера составляет порядка 1 м/с [10]. Удары на таких скоростях не приводят к полному выходу из строя аппаратов. Кроме того, количество объектов на орбите соответствует расчетному, то есть, обломков спутников не наблюдается. Данный вид аварии можно признать маловероятным и исключить из дальнейшего рассмотрения.
2. Повреждение ударами отделившихся деталей разгонного блока
Как было сказано ранее, количество объектов на орбите соответствует расчетному, обломков не наблюдается. К тому же представляется маловероятным, что разгонный блок смог бы совершить маневры по изменению орбиты с отделившимися от него массивными деталями, способными повредить кубсаты. Данный вид аварии можно признать маловероятным и исключить из дальнейшего рассмотрения.
3. Повреждение ударами отделившихся деталей пусковых контейнеров
Аналогично предыдущей версии, данный вид аварии можно признать маловероятным и исключить из дальнейшего рассмотрения.
4. Повреждение струей сжатого гелия из шар-баллонов наддува баков
Согласно схеме двигательной установки реактивной системы управления (ДУ РСУ), приведенной в Вестнике НПО им. Лавочкина, №1 от 2014 года [11], шар-баллон наддува в данной системе один.
В случае его повреждения РБ “Фрегат” не смог бы продолжать управляемый полет, соответственно, не смог бы вывести аппараты Flock 2K и совершить маневр затопления. Проводя аналогичные рассуждения для баков маршевой двигательной установки, можно исключить отказ и шар-баллонов, предназначенных для наддува баков горючего и окислителя. Таким образом, данный вид аварии можно признать маловероятным и исключить из дальнейшего рассмотрения.
5. Повреждение реактивной струей при штатной работе двигательной установки реактивной системы управления
Согласно Вестнику НПО им. Лавочкина, №1 от 2014 года [11], в состав двигательной установки реактивной системы управления (ДУ РСУ) входит 12 однотипных жидкостных ракетных двигателей малой тяги (ЖРД МТ) типа С5.221.00-0, скомпонованных в четыре блока, см. рисунок.
Схема РБ “Фрегат” без установленных матов ЭВТИ и полезной нагрузки
В запуске 14 июля 2017 года разгонный блок с установленной ЭВТИ и контейнерами кубсатов выглядел следующим образом.
Рисунок со страницы www.roscosmos.ru/23733
Пояснения к фотографии со страницы www.roscosmos.ru/23733
Видно, что оси сопел ЖРД МТ, использующихся для управления по каналу вращения, проходят близко от контейнеров с кубсатами. При этом КА “Канопус-В-ИК” и микроспутники Flying Laptop, TechnoSat, WNISAT-1R, NORSAT-1, NORSAT-2 находятся существенно дальше от ЖРД МТ, чем контейнеры с кубсатами. Это позволяет предположить, что часть продуктов разложения гидразина могла попасть на контейнеры кубсатов, не повредив при этом “Канопус-В-ИК” и микроспутники, расположенные дальше от сопел ЖРД МТ.
Степень вероятности этого вида аварии так же следует признать низкой, так как даже при попадании на внешние части контейнеров продукты разложения гидразина с небольшой долей вероятности могли повредить кубсаты, находящиеся внутри контейнеров. Тем не менее, в дальнейшем рассмотрим эту версию подробнее.
6. Повреждение реактивной струей при штатной работе маршевого жидкостного ракетного двигателя
Маршевый жидкостный ракетный двигатель С5.92 с турбонасосной подачей компонентов АТ и НДМГ располагается с обратной по отношению к полезной нагрузке стороне разгонного блока и испускает продукты сгорания в противоположную от полезной нагрузки сторону. Это практически исключает попадание продуктов сгорания на полезную нагрузку. Кроме того, данный двигатель не дублирован и, следовательно, при его отказе разгонный блок потеряет возможность совершать маневры по изменению параметров орбиты.
Таким образом, данный вид аварии можно признать маловероятным и исключить из дальнейшего рассмотрения.
7. Повреждение гидразином и продуктами его разложения при нештатной работе двигательной установки реактивной системы управления
Рассмотрим в принципе возможность полного или частичного отказа двигательной установки реактивной системы управления и ее согласование с известными фактами.
Полный отказ всех ЖРД МТ не согласуется с известными фактами в том смысле, что после отделения 19 кубсатов “Фрегат” построил ориентацию для включения маршевого двигателя и поддерживал ее в процессе маневра. То есть, если отказ и имел место, то только отказ частичный.
Какой отказ мог потенциально повредить кубсаты, но при этом не лишил бы “Фрегат” возможности строить и поддерживать требуемую ориентацию?
Рассмотрим схему двигательной установки реактивной системы управления, приведенную в Вестнике НПО им. Лавочкина, №1 от 2014 года [11].
ЖРД МТ на данной схеме обозначены как ДВ1-ДВ4, ДР9-ДР12 и ДТ5-ДТ8, всего 12 штук.
Физическое расположение ЖРД МТ на “Фрегате” показано на рисунках выше. Анализируя расположение сопел и их ориентацию, можно заключить, что выход из строя любых двух ЖРД из групп, одного из ДВ1-ДВ4 и одного из ДР9-ДР12, ДТ5-ДТ8, не привет к потери разгонным блоком возможности строить и поддерживать ориентацию.
Рассмотрим возможные виды отказов ЖРД МТ. Для этого используем его схему из источника [11].
Возможные виды отказов одного ЖРД МТ:
- клапан двигателя не открывается полностью по команде системы управления,
- клапан двигателя не закрывается полностью по команде системы управления,
- электронагреватель не включается на полную мощность по команде системы управления,
- электронагреватель не выключается полностью по команде системы управления,
- утечка гидразина из топливных магистралей между баком и двигателем,
- засорение магистрали или двигателя посторонними частицами.
Анализ приведенных видов отказов приводит к выводу о том, что они распадаются на две группы:
- гидразин и/или продукты его разложения не поступают в окружающую среду,
- гидразин и/или продукты его разложения поступают в окружающую среду,
В первом случае загрязнения и повреждения кубсатов не происходит, во втором — происходит. В случае такого вида отказа, при котором происходит попадание гидразина во внешнюю среду во время отделения кубсатов, возможно загрязнение их внешних поверхностей, в том числе, фотоэлектрических преобразователей, а также попадание гидразина и продуктов его разложения внутрь аппаратов.
Следовательно, данный вид аварии необходимо рассмотреть подробнее. Тем более, попадание продуктов разложения гидразина на кубсаты не исключается и при штатной работе ЖРД МТ.
8. Повреждение несимметричным диметилгидразином и продуктами его разложения при нештатной работе маршевой двигательной установки
Данный вид аварии можно признать маловероятным на том основании, что после отделения кубсатов на орбите с условным апогеем в 600 км разгонный блок совершил еще как минимум два успешных включения маршевой двигательной установки — для спуска на орбиту с условным апогеем в 475 км и для схода с орбиты. Это позволяет утверждать, что работа маршевой двигательной установки протекала штатно и данный отказ в ее работе отсутствовал.
9. Повреждение азотным тетраоксидом и продуктами его разложения при нештатной работе маршевой двигательной установки
На тех же основаниях, что и предыдущий, данный вид аварии можно признать маловероятным и исключить из дальнейшего рассмотрения.
10. Повреждение лучистым тепловым потоком от работающего жидкостного ракетного двигателя малой тяги
Согласно документу Soyuz User’s manual [9], при штатной работе тепловое влияние любых ЖРД на космический аппарат исключено. Следовательно, данный вид аварии можно признать маловероятным и исключить из дальнейшего рассмотрения.
11. Повреждение лучистым тепловым потоком от работающего маршевого жидкостного ракетного двигателя
В силу того, что маршевый жидкостный ракетный двигатель располагается на противоположной от полезной нагрузки стороне разгонного блока, а также с учетом того, что в штатном полете во время отделения космических аппаратов от разгонного блока маршевый жидкостный ракетный двигатель выключен, данный вид аварии можно признать маловероятным. В тоже время, признаков нештатной работы маршевого двигателя обнаружено не было, что позволяет еще больше снизить вероятность данного вида аварии и исключить его из дальнейшего рассмотрения.
12. Повреждение повышенным уровнем электромагнитного излучения, испускаемого антеннами разгонного блока
Согласно Вестнику НПО им. Лавочкина, №1 от 2014 года [11] на борту “Фрегата” установлены радиопередатчики с частотами 625-639 МГц и 2200-2290 МГц. По данным Брайана Клофаса, приведенным в таблице CubeSat Communication Systems: 2003–2017 [13] среди отказавших кубсатов не было аппаратов, работающих на этих частотах. Следовательно, даже при повышенном относительно нормального уровня электромагнитного излучения от антенн “Фрегата” повреждение приемников кубсатов можно считать маловероятным событием. Кроме того, данный вид аварии не объясняет “отложенный” отказ части спутников и сигналы с них о низком заряде батарей. Следовательно, данный вид аварии можно признать маловероятным и исключить из дальнейшего рассмотрения.
Подробный анализ вероятных вариантов отказа
Попадание гидразина и продуктов его разложения на кубсаты
В двух рассмотренных видах отказа, в случае штатной и нештатной работы двигательной установки реактивной системы управления не исключается попадание гидразина и продуктов его разложения на кубсаты. Рассмотрим этот процесс подробнее, а также опишем возможный механизм повреждения бортовой аппаратуры спутников продуктами разложения гидразина.
В случае штатной работы ЖРД МТ продукты разложения гидразина расширяющейся струей с большой скоростью удаляются от “Фрегата” и спутников, при этом только небольшая часть выхлопа имеет шанс осесть на внешних элементах конструкции разгонного блока и его полезной нагрузки.
В случае нештатной работы ЖРД МТ возможны следующие варианты развития ситуации:
Согласно справочнику Большакова “Химия и технология компонентов жидкого ракетного топлива” [14], гидразин разлагается ультрафиолетом с длиной волны 253,7 нм и менее на аммиак, азот и водород, образуя на промежуточных стадиях химически активные свободные радикалы вида NH, NH2, H. Данные химические соединения способны вступать в реакции с материалами бортовой аппаратуры спутника. Кроме того, по справочнику [12] и сам образующийся аммиак вызывает коррозию меди и ее сплавов.
Выводы из анализа внешних причин отказа
Рассмотренные события с могли привести к следующим последствиям:
- загрязнение внешних поверхностей солнечных батарей продуктами реакции свободных радикалов, образовавшихся при фотохимическом разложении гидразина, и материалов солнечных батарей;
- множественный разрыв электрических связей в негерметичных электрических соединителях, входящих в состав бортовой кабельной сети кубсатов, за счет образования малопроводящих химических соединений в зоне электрических контактов;
- множественный разрыв электрических связей в негерметичной бортовой аппаратуре кубсатов, вызванный причиной, описанной выше.
Данные последствия хорошо совпадают с известными фактами о состоянии космических аппаратов, выведенных на орбиту с примерным апогеем 600 км, продемонстрировавших либо полный отказ без выхода на сеанс связи, либо передавших перед полным отказом телеметрию о низком уровне заряда бортовых аккумуляторов.
По видимому, полный отказ без выхода на сеанс связи объясняется большим количеством разрывов электрических цепей в электрических соединителей и/или бортовой аппаратуре. Низкий уровень заряда бортовых аккумуляторов можно объяснить уменьшением эффективности преобразования солнечного излучения в электрическую энергию за счет загрязнения внешней, освещаемой поверхности фотоэлектрических преобразователей солнечных батарей, и уменьшения тем самым выработки ими электрической энергии.
Прогнозы на основе выдвинутых гипотез отказа
Описанный механизм повреждения позволяет дать прогноз дальнейшего развития ситуации с космическими аппаратами, запущенными на орбиту с примерным апогеем 600 км.
- Возможны новые объявления о невключившихся или об отказавших сразу после запуска кубсатах, причем заявленный отказ должен иметь те же признаки, что и у уже объявленных — либо полный с самого начала, либо частичный с передачей перед полным выходом из строя телеметрической информации о низком уровне заряда батарей.
- Возможны объявления о изменении конструкции РБ “Фрегат” или ЖРД МТ, использовавшиеся на нем.
Следующие варианты развития ситуации менее вероятны, но возможны.
- Публикация данных телеметрии с “Фрегата”, свидетельствующая об отказе одного или двух ЖРД МТ.
- Публикация отчета аварийной комиссии об анализе причин аварии кубсатов в пуске 14 июля 2017 года, в котором содержится описанная в данном документе причина отказа.
Заключение
Таким образом, по нашим предположениям, приведенным в настоящем исследовании, возможной причиной отказа “Маяка” и девяти его попутчиков может является попадание на них продуктов разложения гидразина из ЖРД МТ разгонного блока “Фрегат”. Продукты разложения вступили в химическую реакцию с конструкционными материалами фотоэлектрических преобразователей солнечных батарей, вызвав их загрязнение, и с конструкционными материалами бортовой аппаратуры, вызвав их коррозию.
Особое мнение. Разработчик системы электропитания Антон Александров заявил:
«Несмотря на то, что нам не удалось установить внутреннюю причину отказа Маяка, я бы рассматривал возможность воздействия внешних факторов в самую последнюю очередь. Все же мы — молодая и неопытная команда спутникостроителей, а в самом аппарате использованы „гражданские“ компоненты, хоть и самые лучшие и проверенные. И, хотя у некоторых из нас есть опыт проектирования космической техники, и нам помогали мастодонты отрасли, я считаю, что наибольшая вероятность причины отказа — внутренняя. Дефекты пайки или проводки, взрыв или брак всего двух соседних ячеек батареи, прикипание створок контейнера, отказ моторов рулеток, залипание концевиков — любой из этих проблем было бы достаточно, чтобы наш спутник не сработал. Да, мы по-максимуму проведели испытания и до запуска, и уже после неудачи — но то, что мы не нашли внутреннюю причину, в первую очередь, повод искать ее дальше.»
Список источников
- www.space-track.org/#/catalog Необходима бесплатная регистрация.
- spacenews.com/additional-cubesats-on-july-14-soyuz-flight-are-unresponsive
- www.vniiem.ru/ru/index.php?option=com_content&view=article&id=814:-l-r&catid=36:2008-03-09-13-50-48&Itemid=50
- www.kleinsatelliten.de/news/Launch_and_Early_Operations_Phase_of_the_Flying_Laptop_is_Complete/?__locale=en
- www.raumfahrttechnik.tu-berlin.de/zielgruppen/events_announcements/news/parameter/en
- translate.google.com/translate?sl=ja&tl=ru&js=y&prev=_t&hl=ru&ie=UTF-8&u=https%3A%2F%2Fwww.axelspace.com%2Finfo%2Fnews%2F20170718%2F20170718_release%2F&edit-text=&act=url
- www.utias-sfl.net/?p=2663
- spacenews.com/glavkosmos-denies-launch-vehicle-caused-cubesat-failures
- www.arianespace.com/wp-content/uploads/2015/09/Soyuz-Users-Manual-March-2012.pdf
- directory.eoportal.org/web/eoportal/satellite-missions/c-missions/cubesat-concept
- vestnik.laspace.ru/archives/01-2014
- Зрелов В. Н. Жидкие ракетные топлива / В. Н. Зрелов, Е. П. Серегин. — Москва: Химия, 1975.
- www.klofas.com/comm-table/table.pdf
- Большаков Г. Ф. Химия и технология компонентов жидкого ракетного топлива. Л., 1983.
Комментарии (122)
tronix286
28.11.2017 17:02Ну наверное лаком платы сбрызнуть бы стоило. Слоя в три.
4110 Автор
28.11.2017 17:10+1Да, конечно стоило.
Но даже тех, кто сбрызнул, не спасло, к сожалению.tronix286
28.11.2017 17:13В смысле? У вас что, электроника голая была? Это я в комментарии выше пошутил так вообще-то.
4110 Автор
28.11.2017 17:30Электронщик говорит, что да, так как у нас на испытаниях ничего не отказывало без лака.
Mogwaika
28.11.2017 17:36Испытания на устойчивость к электростатическим разрядам были?
Если только термовакуумные, то это ничего не говорит. Я не знаю как на низких орбитах, но там что повыше, газы из пластиков и от маневровых двигателей неплохо так ионизируются солнечным излучением и могут возникать не очень хорошие эффекты…4110 Автор
28.11.2017 17:42Напомню, что у нас время работы от включения до выключения меньше 10 минут. На мой взгляд, там ничего бы не успело произойти.
Jmann
28.11.2017 20:52+1Я в гараж контроллер включения света собирал и то лаком плату самодельную вскрыл, уж извините за резкость.
Ezhyg
28.11.2017 21:02И вы, уж извините, но вы хотя бы задумывались над используемыми фразами? Как вы думаете, что значит выражение «вскрыть лаком»? А вы подумайте, подумайте!
«вскрыть» именно плату (да и не только её), лаком невозможно — не «просто по определению», но и чисто физически!Jmann
28.11.2017 21:11Также как «сбрызнуть». Я думаю суть все уловили.
Ezhyg
28.11.2017 22:43Ничего подобного. Это совершенно не одно и то же!
Суть фразы (или предложения) в слове «вскрыть», о чём можно и догадаться. И именно эта самая суть, но уже целой фразы или предложения, меняется, при неправильном использовании конкретного словосочетания и буквосоотношения. И суть эта, в какой-то мере, совершенно противоположная, если действительно задуматься.
И всё же, мне правда интересно, как «обычный человек» рассуждает об этом выражении?
P.S. Да, я острая язва!
«Минусатор, я скажу на прощанье тебе — иди на! Ты похож на засохший кусочек ля-ля...» перефразировал ДДТ
vilgeforce
28.11.2017 17:22Верно ли я понимаю, что двигатели малой тяги работают только на гидразине, без тетраоксида? И разложение гидразина происходит на катализаторе? Есть данные по материалу катализатора? Уж не платина ли там?
4110 Автор
28.11.2017 17:41Да, все так, только гидразин, судя по публикациям НПО им. Лавочкина.
Данные по катализатору не нашел, к сожалению.vilgeforce
28.11.2017 17:43Если там были драгметаллы — вот и еще один вариант. Нештатная сборка РД МТ, или как-то так. Вспоминая историю с хищениями — вполне возможный вариант. Интересно, можно ли из данных телеметрии найти слишком малую тягу двигателей?
4110 Автор
28.11.2017 17:45+3Из данных телеметрии — точно можно. Но их не публиковали.
vilgeforce
28.11.2017 17:47Буду ждать их публикации и вашего анализа!
4110 Автор
28.11.2017 17:52+2Судя по тому, что от предыдущих пусков не публиковали, то и в этот раз не опубликуют. Но очень бы хотелось!
vilgeforce
28.11.2017 17:53А предыдущие пуски с фрегатом были полностью успешными? Где, кстати, собирался разгонный блок и те двигатели малой тяги — известно?
4110 Автор
28.11.2017 21:03+1«Фрегат», запущенный первый раз в 2000 году, за примерно 60 пусков показал себя очень надежным разгонным блоком, который только в последнее время стал вызывать проблемы. Первая нештатная ситуация с ним случилась 22 августа 2014 года, когда он не смог вывести на расчетную орбиту два спутника европейской системы космической навигации «Галилео».
В этом году, возможно, была нештатная ситуации при пуске 14 июля 2017 года, кроме того, была новость о нештатной ситуации в ходе предстартовой подготовке в этом месяце http://tass.ru/kosmos/4742560 и вот авария сегодня.
4110 Автор
28.11.2017 21:08Известно — разгонный блок в НПО им. Лавочкина, Химки, Московская область.
ЖРД МТ — КБ им. Исаева, Королев, Московская область.
sinc_func
28.11.2017 17:23Вот из своего опыта работы в космической промышленности хотел бы заметить — там очень не выгодно быть разработчиком, который проектирует все чисто, без сучка и задоринки…
У тебя нет траходрома в цеху?.. Ты предусмотрел в проекте все возможные и негативные варианты?.. И о тебе ничего не слышно, потому что проекты идут тихо и без шума?..
Все мое достижение с 1983 по 2012 — Ведущий инженер, сейчас эту должность дают почти сразу и вчерашнему студенту… и далеко-далеко не из Бауманки…
В комической промышленности есть много интересных вещей…
Например, какова она как кормушка?.. Или чего стоят ее бутафорские «Свадебные Генералы»?..
REALpredatoR
28.11.2017 19:17+1“Маяк” стал первым российским спутником, созданным руками энтузиастов и запущенным на орбиту
У вас опечатка. Не спутник — а «кирпич» за 4 миллиона.REALpredatoR
28.11.2017 19:50+3А за что минусы? Обещаний этих «космических инженеров» был полный интернет + тонны пафоса.
www.youtube.com/watch?v=OOg6x0fJpa8
А теперь они свалили всю вину на «фрегат». Ага. Запустив в космос ржавую железку (ржавчину на ботах и каркасе можно найти на их же фото).Rumlin
28.11.2017 20:07+1Ржавчина? Ей-богу — «Напомню, что у нас время работы от включения до выключения меньше 10 минут.» :)
4110 Автор
28.11.2017 20:11В предыдущих статьях мы постарались рассказать и о стоимости проекта, и о пиар-кампании.
Что касается Фрегата — это замечание было бы уместным, будь Маяк единственным «неудачным» кубсатом. Но их десять, и у нас нет цели «свалить вину». Мы просто разбираемся в причинах неудачи — как Маяка, так и девяти других спутников.REALpredatoR
28.11.2017 21:16Огласите весь список из 9-ти спутников пожалуйста. Также хочу напомнить вам ваши слова о стоимости термоэлементов, в которых вы утверждали что потратили на них 50 000 рублей. Я связывался с МЭФ Оникс, и они сказали что делают и штучные экземпляры, а также что стоимость нагревательного элемента ПЭН-5.2-02 составляет 796 рублей+ндс+доставка. Даже если бы вы заказали 10 штук, как вы утверждали, это обошлось бы примерно 10 000 рублей, но никак не 50 000.
4110 Автор
28.11.2017 21:23В комментируемой вами сейчас статье «оглашен» каждый из десяти.
REALpredatoR
28.11.2017 21:47Странно что нет вариантов «оторвался кусок лака, оторвался кусок пластика, или просто оторвался провод и всё сломал».
Рекомендую всем зайти на сайт маяка: cosmomayak.ru/technology
Кликнуть справа сбоку Комплексные испытания => Предпусковая подготовка => Порядок предпусковой проверки батареи КА Маяк.
И поизучать фото. Вам хоть одно фото напоминает спутник, который делали со старанием и душой? Торчащие куски лака, торчащие заусенцы пластика напечатанного на 3д-принтере. Напоминает школьную поделку.
4110 Автор
28.11.2017 21:53Уточнение: сайт Маяка вот здесь your-sector-of-space.org/mayak, а указанный вами ресурс давно неактуален.
Что же касается «старания и души», то это, во-первых, неизмеримые, а во-вторых, несколько неуместные понятия.
pnetmon
28.11.2017 21:57+1А может вам написать производителям других переставших работать кубосатам чтобы вы по их внешнему виду выдали причины неполадок?
Автору желательно на фотографиях разгонного блока дать пояснения где спутники вышедшие из строя и дать диаграмму отделения спутников.
REALpredatoR
28.11.2017 22:01А может другие производители кубстатов не орали на весь интернет какие они молодцы, и не просили денег на запуск. Который кстати оказался бесплатным + остальные деньги дал банк.
На астрономическом форуме товарищ «космический инженер» писал что второй маяк был полностью идеинтичен первому, и что они строили два маяка основной и запасной. Теперь же тут вешают лапшу что второй маяк был чуть ли не муляжом.4110 Автор
28.11.2017 23:43В статье и про отличия макета от летного есть.
REALpredatoR
29.11.2017 07:02Вы врать людям не устали? Злые рекламщики отобрали у вас деньги. Злой Роскосмос запретил вам ставить телеметрию. А теперь злые производители Фрегата сломали спутник.
4110 Автор
29.11.2017 11:24Хмм, давайте подробно разберемся :)
1. Рекламщики решили заработать деньги на готовом спутнике. У меня и других инженеров они ничего не отбирали.
2. Роскосмос не согласовал изменения в документации.
3. Вы не согласны с приведенными в статье фактами, с их трактовкой? Может быть у Вас есть какие-то альтернативные объяснения аварии?REALpredatoR
29.11.2017 18:50+1Да, давайте разбираться.
1. На Бумстартере деньги собирали вы. Не рекламщики, Не абстрактный Дядя Вася. А вы — от своего имени.
Рекламщики всплыли только в тот момент, когда спутник не появился на орбите, и люди начали задавать вопросы про смету, и деньги.
2. Роскосмос вообще не заключал с вами никакого договора. И никаких запретов на телеметрию не выдвигал.
3. Я считаю что вы «нечестные люди» спекулирующие на теме космоса, собравшие деньги, и запустившие в космос непроверенный нормально «кирпич» собранный из "***** и палок".4110 Автор
29.11.2017 19:03- Ага, значит всё-таки злые рекламщики деньги не воровали. Это уже лучше.
2.Роскосмос не заключал договора о запуске, это так. Но кроме договора о запуске был процесс согласования того, что мы хотели запустить. Первоначально мы хотели запустить аппарат без радио, и подали заявку без радио. Потом мы поняли, что с радио будет гораздо лучше, и поинтересовались можно ли изменить заявку. Нам сказали, что на этой стадии это уже не возможно. - То, что Вы так считаете, я понял. Я не понимаю как Вы при наличии довольно подробного исследования продолжаете так считать.
Критикуйте, пожалуйста, конструктивнее!
REALpredatoR
29.11.2017 20:16Кубстат был железный. Железо выполняет роль радиатора излучающего тепло в космос. Кубстат не работал 10 минут и не был оборудован какой-либо термозащитой. Где вариант «кубстат замёрз, и не смог открыться»?
Zenitchik
29.11.2017 20:17Железо выполняет роль радиатора излучающего тепло в космос.
Пропорционально 4 степени температуры. Ага. Ну не звезда он, чтобы за 10 минут заметно тепла излучить.
- Ага, значит всё-таки злые рекламщики деньги не воровали. Это уже лучше.
4110 Автор
28.11.2017 23:39Автору желательно на фотографиях разгонного блока дать пояснения где спутники вышедшие из строя и дать диаграмму отделения спутников.
Это конечно же было бы желательно, но этой информации у меня нет :( Даже про «Маяк» точно не известно, где он стоял. Известно про «Флоки», я их отметил, и известно про «Даурию», так как у нее два своих «светлых» контейнера. На приведенных фотографиях они с другой стороны.
Вот что известно про циклограмму отделения спутников, взято с сайта Роскосмоса.
09:36:49 — Старт ракеты космического назначения;
09:38:46 — Отделение 1 ступени;
09:41:36 — Отделение 2 ступени;
09:41:38 — Сброс головного обтекателя;
09:45:37 — Отделение головного блока;
09:45:42 — 09:52:18 — РБ «Фрегат». Формирование первой переходной орбиты;
10:35:01 — 10:36:27 — РБ «Фрегат». Формирование орбиты отделения КА «Канопус-В-ИК»;
10:38:07 — Отделение КА «Канопус-В-ИК» (орбита i=97,44°; H = 522,5 км; h = 478,6 км);
11:13:29 — 11:14:35 — РБ «Фрегат». Формирование второй переходной орбиты;
11:58:29 — 11:59:35 — РБ «Фрегат». Формирование орбиты отделения группы МКА;
12:01:43 — 12:05:03 — 1-й этап. Отделение 5-ти МКА (орбиты i=97,61°; H = 601,5-600,1 км; h = 600,0-590,1 км);
12:10:03 — 12:26:43 — 2-й этап. Отделение 19-ти МКА (орбиты i=97,62-97,61°; H = 601,0-606,9 км; h = 580,1-587,4 км);
12:51:49 — 12:53:15 — РБ «Фрегат». Формирование третьей переходной орбиты;
13:34:39 — 13:35:51 — РБ «Фрегат». Формирование орбиты отделения группы МКА;
17:18:23 — 17:41:17 — Отделение 48-ми МКА (орбиты i=97,00-97,01°; H = 485,0-477,4 км; h = 482,2-450,5 км);
17:51:49 — 17:53:45 — Формирование орбиты «увода» разгонного блока;
~18:18:49 — Вход разгонного блока в атмосферу (высота 100 км). Затопление в акватории Индийского океана.
StepFan
28.11.2017 20:01+4Я ничего не понимаю в спутникостроении и знаком с космической темой только по играм-симуляторам. Однако, на вашем же последнем видео оно не раскрывается до конца. Так и было задумано? Или вон тот комок фольги запутался и двигатели(ну или один двигатель) не смогли его распутать грубой силой? Почему бы не допустить, что это произошло и на орбите?
NetBUG
29.11.2017 02:06Полностью согласен.
Дело не в грубой силе двигателей, на мой взгляд, жёсткости линеек для этого просто недостаточно. В эту пользу говорит и то, что слабые вспышки астрономы таки замечали в небе, тогда как для яркой вспышки необходимо идеально гладкое зеркало. Такое бывает у солнечных панелей, но полимерная плёнка всегда будет смята либо выгнута давлением, пусть столь малым, как на орбите в 600 км.I-denis
29.11.2017 09:08+1вся эта конструкция с линейками и пленкой, имхо, была бы деформирована в виду вращения спутника, что привело бы к потере светимости. это в принципе обсуждалось до старта спутника. опять же, закрутка кубсата приводит к прижиму линеек к их направляющим, возросшей силе трения и тд. и третье — охлаждение механизма привода, редуктора и прочих элементов разворачивающих линейки, не может ли приводить к заклиниванию из-за разницы коэффициентов температурного расширения. по этому вопросы
1. проводилась ли математическая оценка сил вызванных закруткой кубсата и оценка их влияния на механику
2. проводилось ли раскручивание линеек в термовакумной камере при охлаждении до рабочих температур
3. какова причина фэйла с раскруткой линеек и выходом пленке на видео в статье
ЗЫ: начиная читать статью, я надеялся увидеть анализ возможных причин неудачи, вместо этого я вижу плавный подкат к охоте на ведьм в Роскосмосе, видео с неудачей раскрытия паруса, и полное отсутствие мыслей о причинах неудачи связанных с самим спутником4110 Автор
29.11.2017 11:46ЗЫ: начиная читать статью, я надеялся увидеть анализ возможных причин неудачи, вместо этого я вижу плавный подкат к охоте на ведьм в Роскосмосе, видео с неудачей раскрытия паруса, и полное отсутствие мыслей о причинах неудачи связанных с самим спутником
Вы не могли бы пояснить где в статье:
1. «плавный подкат к охоте на ведьм в Роскосмосе»?
2. «видео с неудачей раскрытия паруса»? Прежде чем ответить на этот вопрос вспомните, что в космосе до рулеток дело не дошло.
И почему проведенные виброиспытания на конструктивно-подобном макете Вы называете «полное отсутствие мыслей о причинах неудачи связанных с самим спутником»? У Вас есть свои гипотезы? Может быть есть какие-то предложения по дополнительным испытаниям?
Если да, то поделитесь ими, пожалуйста! Нам всем действительно хочется разобраться в причинах неудачи.
Quiensabe
29.11.2017 08:54Хороший вопрос)
В статье рассмотрено множество гипотез, но самой очевидной почему-то нет. О том, что ленты рулеток на расстоянии больше 2 метров от источника становятся крайне неустойчивыми в направлении перпендикулярном ленте. IMHO, очень странно надеяться, что их усилия хватит чтобы вытянуть и распрямить пленку, да еще и удержать ее в форме пирамиды во время раскрутки аппарата, не позволяя смять оболочку и вытянуть в направлении от центра вращения…
Удивительно, взять за основу конструкции крайне спорную идею, причем такую, что проверить ее нормально на Земле — не получится. После чего, не подтвердив ее экспериментами и расчетами, просто поверить, потратив кучу времени, сил и средств… И даже после провала, полностью исключить проблему из рассмотрения. Как будто это нечто абсолютно очевидно истинное…
Все это слегка напоминает теорию плоской Земли :) Её сторонники тоже взяли за основу какую-то странную идею, на все возражения отвечая тем, что прямо провести эксперимент нельзя (сидя на диване, форму Земли не увидеть), а все косвенные свидетельства отрицать, не удостаивая разбором… Думаю, если когда-нибудь плоскоземельщики все таки выйдут в космос, они все равно найдут множество причин, как внутренних, так и внешних, почему не видно черепахи и слонов.Quiensabe
29.11.2017 09:13+1Жесткость рулеток.
4110 Автор
29.11.2017 11:48Напомню, что в космосе до рулеток, крайне спорной или бесспорной, дела не дошло и они там не работали и никак себя не проявили.
4110 Автор
29.11.2017 11:36Напомню, что в предыдущей статье мы пришли к выводу, что «Маяк» полностью не раскрылся. Этот анализ можно прочесть в разделе Данные NORAD. Полностью — это когда ни створки отсека с солнечным отражателем не открылись, ни тем более рулетки.
Поэтому на орбите до этого дело не дошло и проверять это на макете большого смысла нет.
Именно из-за этого на видео с раскрытием отражателя после испытаний каркас выходит не на полную длину и отражатель уложен нештатно. Главное было продемонстрировать, что после всех нагрузок работает батарея, компьютер, механизм раскрытия. Если поставить в программе бортового компьютера большее время работы механизма раскрытия, то рулетки выдвинутся на большее расстояние, в пределе, полностью. Вот только влияния на доказательство успешного функционирования макета после испытаний это не оказало бы никакого.StepFan
29.11.2017 15:36А можно где-нибудь посмотреть, как выглядит отражатель, уложенный штатно?
4110 Автор
29.11.2017 16:48Конечно!
Quiensabe
30.11.2017 08:32Если вспоминать, то полностью. В той статье есть обоснования для фразы:
в запуске 14.07.2017 г. на высоте 600 км отсутствуют быстро снижающиеся космические аппараты. Это позволяет предположить, что солнечный отражатель “Маяк” раскрылся нештатным образом, либо не раскрылся вовсе.
Но следующая фраза:Анализ данных позволяет утверждать, что наиболее вероятен сценарий нераскрытия солнечного отражателя. При этом частичное раскрытие отражателя — маловероятно.
— Не имеет обоснований, и по сути выдает желаемое за действительное.
Если рулетки «сложились» (как хорошо показано в вашем видео в этой ветке), а при закрутке — еще оболочка вытянулась в «тряпочку», то объем и площадь аппарата (а значит степень торможения и светимость) — не будут принципиально отличаться от параметров других кубсатов с учетом развернутых солнечных панелей и другого оборудования.
Таким образом, никаких надежных свидетельств того, что ваш аппарат был поврежден при выводе на орбиту — нет. Да, это возможно. Но неполное раскрытие также возможно, не так ли? Причем оценить вероятность проблемы с раскрытием — можно и сейчас. Достаточно провести замеры усилий необходимых для разворачивания пленки, замеры устойчивости ленты рулетки для различных векторов и точек приложения усилий. И построить несложную мат. модель. Все это я предлагал и делал расчеты задолго до старта. От вас требовалось только замерить динамику пленки…
Но в статье гипотеза неполного раскрытия — полностью исключена. В отличие от абсурдно невероятных гипотез, вроде повреждения лучистым тепловым потоком… Дисбаланс в допущениях говорит о том, что либо вы об этой гипотезе не подумали (в чем я сильно сомневаюсь), либо вы намеренно обходите «скользкую тему», либо абсолютно уверены в непогрешимости своих идей…
Впрочем, не думаю, что этот разговор к чему-то приведет. Если вам приятнее думать, что злой Фрегат сломал ваш кубсат и не позволил показать миру «самую яркую звезду» — ваше право.4110 Автор
30.11.2017 10:39Quiensabe,
Давайте еще раз разберем Ваше утверждение
Если рулетки «сложились» (как хорошо показано в вашем видео в этой ветке), а при закрутке — еще оболочка вытянулась в «тряпочку», то объем и площадь аппарата (а значит степень торможения и светимость) — не будут принципиально отличаться от параметров других кубсатов с учетом развернутых солнечных панелей и другого оборудования.
1. В исходном положении, без раскрытых крышек контейнера отражателя, без выдвинутых рулеток и пленки «Маяк» имел габаритные размеры 340,5х100х100 мм и массу 3,63 кг. В этом состоянии он действительно не отличается от других кубсатов 3U без раскрывающихся элементов и выглядит вот так skfb.ly/OKyy.
Площади поперечного сечения, оказывающие влияние на торможение КА, при любой ориентации относительно набегающего потока, у «Маяка» в этом случае самые обычные.
Поэтому он действительно снижается примерно как все остальные кубсаты, разница в скорости снижения может возникнуть из-за разной массы аппаратов, но она не различается даже на порядок и находится для кубсатов 3U в диапазоне от примерно 3 до 6 кг.
2. Что же будет если, как Вы говорите, «оболочка вытянулась в «тряпочку»»?
В этом случае как раз «объем и площадь аппарата (а значит степень торможения и светимость)» существенно увеличатся. Почему?
Потому что крышки контейнера раскрылись, выдвинулись рулетки и даже «оболочка вытянулась в «тряпочку»», что существенно, почти на порядок, увеличивает габаритные размеры аппарата. Было вдоль длинной оси 340,5 мм, а стало 3240,5 мм. Даже если принять, что тряпочка имеет поперечный размер 100 мм х 100 мм, то площадь поперечного сечения перпендикулярно продольной оси «Маяка» существенно увеличится, что не может сказаться на его торможении и блеске. Раскрытую конфигурацию «Маяка» можно посмотреть вот здесь skfb.ly/OKyt. Преобразовать раскрытую пирамиду в «тряпочку» Вы легко можете в Вашем воображении :)
Важно заметить, что система закрутки «Маяка» была выключена, как раз из-за того, что в обсуждении после статьи стало понятно, что при слишком быстрой закрутке пирамида сложится.
Поэтому аппарат совершает полет со случайной закруткой, возникшей после выхода из контейнера, поворачиваясь различными сторонами к потоку.
Предвидя контраргумент про то, что «Маяк» быстро стабилизируется «тряпочкой» вдоль потока и тогда его площадь сечения будет минимальной, скажу что:
1. Стабилизирующий момент от аэродинамики там пренебрежимо мал даже с раскрытым отражателем, мы это считали и докладывали на RusNanoSat-2015, поэтому «тряпочкой» по потоку «Маяк» бы стабилизировался бы только перед самым входом в атмосферу.
2. Даже в положении по потоку, если аппарат случайно так станет, площадь будет минимальной, но в 2 раза большей, чем у других кубсатов за счет открытых створок отсека солнечного отражателя.DancingOnWater
30.11.2017 11:04Насколько я понял из этой статьи у вас нету системы ориентации. Я прав?
А если нет системы ориентации, значит аппарат должен был кувыркаться. Вы испытывали его в таком режиме?4110 Автор
30.11.2017 11:11Вы правы, системы ориентации нет.
Аппарат кувыркается с малой угловой скоростью, на видео в этой статье про индийский запуск видно как это происходит
Но, еще раз повторюсь, до раскрытия отражателя дело не дошло. Хоть сколько-нибудь существенное изменение размеров привело бы к увеличению скорости торможения, а она очень мала, см. раздел Данные NORAD статьи.DancingOnWater
30.11.2017 13:17+1Аппарат кувыркается с малой угловой скоростью, на видео в этой статье про индийский запуск видно как это происходит
Далеко нет.
а она очень мала, см. раздел Данные NORAD статьи.
Да, как раз хотел сказать, вы там сравниваете реальные данные с расчетами ваших баллистиков. Видно, что у вас за 15 суток набежала огромная ошибка по периоду.
Я бы не стал опираться в анализе на эти расчеты.4110 Автор
30.11.2017 17:44-2Да, как раз хотел сказать, вы там сравниваете реальные данные с расчетами ваших баллистиков. Видно, что у вас за 15 суток набежала огромная ошибка по периоду.
Я бы не стал опираться в анализе на эти расчеты.
В тех расчетах просто были приведены два характерных значения для двух крайних значений торможения «быстрого» и «медленного». Там видно, что «Маяк» тормозит скорее «медленно», чем «быстро» и ничего не должно было совпасть.
DancingOnWater
01.12.2017 13:53Из неверной посылки следуют какие угодно выводы.
Я приводил свои расчеты в коментариях к самым первым статьям. Мои расчеты при полном раскрытии пирамиды всего в три раза быстрее, чем ваш медленный сценарий (время падения около полугода).
Отсюда вывод, что если бы у вас пирамида раскрылась бы частично, то по тем данным что вы привели вы оценить это не могли бы.4110 Автор
01.12.2017 15:43Я правильно понимаю, что Вы предсказывали время снижения «Маяка» с полностью раскрытым отражателем — 6 месяцев? Если да, то не могли бы привести ссылку на результаты своего расчета? А если можете привести его целиком — будет вообще замечательно.
Напоминаю, что в предыдущей статье раскрытие спутника проверялось не только по темпу снижения, но и по наблюдениям астрономов. Они, к сожалению, не видели объекта с диффузным отражением. Так что по данным, что я привел в прошлой статье, ясно, что отражатель не раскрылся ни полностью, ни частично.
Приведу основные положения своего баллистического расчета:
1. В полете учитываются только сопротивление атмосферы по ГОСТ 4401-81 «Атмосфера стандартная» и центральное поле тяготения Земли. ГОСТ 4401-81 довольно старый и не рекомендуется для расчета баллистики искусственных спутников Земли, но в качестве простейшей модели для грубых оценок можно воспользоваться им.
2. Начальная высота орбиты «Маяка» — 600 км.
3. Масса аппарата — 3,55 кг.
4. Площадь миделя в раскрытом положении отражателя — 3,897 м^2,
в нераскрытом — 0,034 м^2. Площадь не меняется в процессе расчета.
5. Коэффициент лобового сопротивления — 4, взято с двухкратным запасом.
6. Интегрирование методом Эйлера с шагом в 10 секунд в случае «Маяка» с развернутым отражателем и 75 секунд — со сложенным отражателем.
7. Результаты расчета. «Маяк» с отражателем сходит с орбиты за 28 суток, без — за 644 дня.DancingOnWater
01.12.2017 18:19По ссылке из этого коммента у вас другая модель и другие переменные интегрирования, насколько могу сдить. В той же ветке я давал ссылку на свой комент, где полные исходные данные к своему расчету я предоставил.
По этим расчетам:
ГОСТ 4401-81
Вы запускаетесь в минимум солнечной активности, реальная плотность в разы ниже. чем по данной модели.
Коэффициент лобового сопротивления — 4, взято с двухкратным запасом.
Давайте договоримся о терминах, если |a_{atm}| = S_b\dot\rho\dot V^2, где S_b = C_x/2 * S/m
У вас коэффициент лобового сопротивления это C_x, С_x/2, S_b?
Если последние 2. то вы загрубили оценку раза в 4.
4110 Автор
01.12.2017 18:32А, так Вы про эти расчеты! :)
Они выглядят более подробными, чем те, что я могу проделать.
Вот как я рассчитываю аэродинамическую силу
C_x =4 подставляется в нее.
DancingOnWater, если можете, посчитайте, пожалуйста, по Вашей модели снижение кубсата 3U массой 3,55 кг беспорядочно вращающегося и сравните его с данными NORAD.
Буду очень Вам благодарен!
Quiensabe
30.11.2017 18:10+2То есть, вы полагаете, что только ваш кубсат, что-то собирался делать на орбите, а остальные так и летают кирпичами?
1. Солнечные отражатели и выдвижные элементы других кубсатов, приведут к увеличению их площади и светимости, а значит ваш аппарат уже не будет так выделяться на их фоне.
2. Разброс значений торможения весьма велик. Даже данные которые вы приводите в той статье показывают отличия в 7,5 раз между максимальным и минимальным торможением.
3. Утверждение:Даже если принять, что тряпочка имеет поперечный размер 100 мм х 100 мм
Опять таки не обосновано. Ваша оболочка будет представлять собой тонкую пленку с 4-мя точками крепления, причем 3 из них — на концах рулеток. А рулетки после первого же излома — почти целиком теряют устойчивость. Воздуха нет, поэтому надуваться «парусом» — пленке незачем. А даже при минимальной закрутке центробежные силы будут весьма велики, так как длина рулеток существенная.
Конечно, это требует замеров и экспериментов, но «тряпочка» может вытянуться в «жгут» куда меньшего чем 100мм диаметра… Что даст небольшой прирост площади даже при поперечном движении. А учитывая вращение движение будет поперечным далеко не всегда…
Кстати. Может я что-то упустил, но я не видел прежде информации, что систему закрутки совсем выключили. Было обсуждение, что ее серьезно замедлили, и я все пытался прояснить этот момент чтобы учесть в модели. Жаль если пришлось отказаться от этой подсистемы.4110 Автор
01.12.2017 02:54То есть, вы полагаете, что только ваш кубсат, что-то собирался делать на орбите, а остальные так и летают кирпичами?
Остальные сломались и как раз летают кирпичами. 10 из 19 кубсатов на нашей орбите сломались.
1. Солнечные отражатели и выдвижные элементы других кубсатов, приведут к увеличению их площади и светимости, а значит ваш аппарат уже не будет так выделяться на их фоне.
Все-таки, если Вы придерживаетесь версии о том, что солнечный отражатель «Маяка» раскрылся, но превратился в вытянутую «тряпочку», то это довольно сильно должно выделять его на фоне остальных кубсатов.
1.1 Даже с «тряпочкой» «Маяк» должен быстрее снижаться, так как если она все-таки открылась, хоть как-нибудь, то она все-таки увеличивает площадь поперечного сечения аппарата в сечении, перпендикулярном продольной оси. Это, в свою очередь, должно приводить к существенному увеличению скорости снижения «Маяка» относительно других кубсатов.
1.2. Отличия по блеску. Наши попутчики снаружи покрыты солнечными батареями, которые в основном зеркально отражают падающий солнечный свет. Пленка «Маяка», смятая из-за вытягивания в «тряпочку» или имеющая форму пирамиды, должна отражать свет диффузно.
При наблюдениях с Земли зеркальное и диффузное отражение выглядят по разному, зеркальное дает короткую и яркую вспышку, диффузное — более продолжительную и менее яркую.
Так вот, астрономы не видели диффузных вспышек от объектов нашего запуска. Это еще один аргумент в пользу того, что «Маяк» не раскрылся полностью.
2. Разброс значений торможения весьма велик. Даже данные которые вы приводите в той статье показывают отличия в 7,5 раз между максимальным и минимальным торможением.
2. При раскрытом солнечном отражателе разница должна быть еще больше. Смотрите предыдущую статью.
3. Утверждение:
Даже если принять, что тряпочка имеет поперечный размер 100 мм х 100 мм
Опять таки не обосновано
3. Тут я могу тоже написать, что «тряпочка» может и не вытянуться, если нет достаточной скорости вращения и все это похоже на гадания на кофейной гуще. Хоть как-то развернутая пленка должна была давать диффузный блик, а его не было.
Надеюсь, Вы не будете напирать на конспирологическую гипотезу о том, что пленка вытянулась в такую тонкую линию, что и торможения она не вызывает, и блеска не дает. Если все-таки хотите, то посчитайте какая должна быть угловая скорость «Маяка», чтобы это случилось.
На мой взгляд, лучше всего имеющиеся факты об отсутствии диффузного блеска и быстроснижающегося объекта объясняет версия о том, что «Маяк» полностью отказал и не открылся. Другие аппараты на этой орбите тоже имеют полный или частичный отказ.Quiensabe
01.12.2017 05:42это довольно сильно должно выделять
должно приводить к существенному увеличению
разница должна быть еще больше
и т.п.
Думаю, опираться на «интуицию», не стоит, если вы правда хотите разобраться в вопросе. Я всю дорогу предлагаю вам опираться на эксперименты и модели, хотя бы в базовых оценках, а вы апеллируете к частному мнению и строите предположения.
1. диффузный блик не появится если у смятой оболочки не будет доминирующих поверхностей. Смятая пленка вытянутая в «жгут», диаметром несколько сантиметров, не имеет выраженной ориентации отражения. И вместо диффузного блика, у аппарата просто слегка повыситься общая светимость. Но сделать обоснованный вывод без модели динамики оболочки, с учетом периодических нагревов и порядка приложенных сил — невозможно. А для модели — понадобится провести ряд замеров. Причем не фольги из магазина, а именно вашей пленки.
2. в той статье есть пример — сравнение уровня торможения обычного кубсата с аппаратом имеющим большой и полностью раскрывшийся отражатель. Естественно, что разница будет на порядки. Но если отражатель не раскрылся полностью — то никаких конкретных заключений уже сделать не получится. Утверждать, что разница будет больше чем в 7,5 раз — опять же нельзя, без хоть какого-то моделирования процесса.
Но суть даже не в этом. Не хотите делать эксперименты — ваше право.
Я до сих пор не могу понять две вещи.
1. Судя по нашему диалогу и реакции аудитории — исключение гипотезы неправильного раскрытия, как минимум, не очевидно. Т.е. это одна из возможных причин провала проекта. Если у вас есть обоснованная уверенность в том что гипотеза ошибочна — тем лучше. Ведь вы заявляете своей целью популяризацию космонавтики. А достаточно большой кластер людей на хабре, в каждом вашем посте высказывает сомнения в реальности выбранной технологии. Пусть мы все ошибаемся. Но разве с точки зрения реализации вашей цели — не логично хоть как-то рассмотреть эту гипотезу, и наставить на истинный путь заблуждающихся?
Если для вас решение очевидно (в силу реальных причин, расчетов, моделей, а не мнения или интуиции) — поделитесь им, и люди будут благодарны.
2. Как можно начинать сборку космического аппарата не проведя все доступные эксперименты и моделирование? Этого я наверное все равно не пойму. Все же, вы не робот-пылесос собираете…4110 Автор
01.12.2017 16:401. диффузный блик не появится если у смятой оболочки не будет доминирующих поверхностей.
Давайте тогда сверим определения зеркального и диффузного отражений.
Зеркальная поверхность — это поверхность, отражающая по закону отражения, когда угол падения равен углу отражения.
Диффузная поверхность — это поверхность, которая рассеивает свет во все стороны, не подчиняясь при этом закону равенства углов падения и отражения.
Ровная пленка — это зеркало, там работает закон отражения, так как она представляет собой одну большую зеркальную поверхность.
Смятая пленка — это набор по разному ориентированных зеркальных поверхностей, при этом вся поверхность пленки отражает, не подчиняясь закону равенства углов.
Вытянутая в «тряпочку» пленка является смятой, то есть, отражает не зеркально, а диффузно. Яркость диффузной или зеркальной вспышки зависит от площади отражающей поверхности, но в нашем случае поиска «Маяка» по визуальным наблюдениям есть проблема — наблюдатели не видели диффузных вспышек.
Идем дальше.
2. в той статье есть пример — сравнение уровня торможения обычного кубсата с аппаратом имеющим большой и полностью раскрывшийся отражатель. Естественно, что разница будет на порядки. Но если отражатель не раскрылся полностью — то никаких конкретных заключений уже сделать не получится. Утверждать, что разница будет больше чем в 7,5 раз — опять же нельзя, без хоть какого-то моделирования процесса.
С помощью этих данных я показываю следующее:
1. В группе на орбите в 600 км нет аппаратов, которые снижаются так, как снижался бы «Маяк» при раскрытом отражателе.
2. Самый быстро снижающийся объект 42830 снижается со скоростью, которая приведет к его сходу с орбиты не ранее 1,8 года, а гораздо позже.
Давайте предположим, что частично раскрывшийся отражатель имеет площадь 10% от исходной. Тогда можно дать прогноз среднего движения для объекта с такой площадью.
Ниже на рисунке построены данные NORAD от 14 июля до 1 декабря этого года по объекту 42830 и данные прогноза для трех вариантов раскрытия рефлектора — полный, сход за 28 дней, частичный, площадь отражателя 10% от номинальной, и полностью нераскрытый, сход за 1,8 года.
Замечу, что по данным NORAD от 14 июля до 1 декабря этого года объект 42830 продолжает быть самым быстроснижающися.
На рисунках видно, что даже при отражателе, раскрывшемся на 10% от исходной величины снижения было бы явно более быстрое, чем то, что наблюдается сейчас.
Эти данные позволяют утверждать, что «Маяк» летит полностью нераскрытым, не проявляя себя ни быстрым снижением, ни диффузными вспышками.
1. Судя по нашему диалогу и реакции аудитории — исключение гипотезы неправильного раскрытия, как минимум, не очевидно. Т.е. это одна из возможных причин провала проекта. Если у вас есть обоснованная уверенность в том что гипотеза ошибочна — тем лучше. Ведь вы заявляете своей целью популяризацию космонавтики. А достаточно большой кластер людей на хабре, в каждом вашем посте высказывает сомнения в реальности выбранной технологии. Пусть мы все ошибаемся. Но разве с точки зрения реализации вашей цели — не логично хоть как-то рассмотреть эту гипотезу, и наставить на истинный путь заблуждающихся?
Если для вас решение очевидно (в силу реальных причин, расчетов, моделей, а не мнения или интуиции) — поделитесь им, и люди будут благодарны.
Расчетами поделился. Как и всеми материалами по проекту.
2. Как можно начинать сборку космического аппарата не проведя все доступные эксперименты и моделирование? Этого я наверное все равно не пойму. Все же, вы не робот-пылесос собираете…
Мы провели все доступные нам эксперименты и моделирование. Возможно, будь у нас НИИ на 1000 человек, 5 лет времени и пара десятков млрд. рублей, то мы бы провели все возможные в принципе эксперименты и моделирование, но у нас было около 20 человек, год времени и меньше 1 млн. рублей.Quiensabe
02.12.2017 02:40Вы говорите о диффузном рассеянии — и все верно.
Но потом переходите к понятию «диффузных вспышек» — а это уже немного иное, не так ли?
Диффузное рассеяние — свойство поверхности, рассеивающей падающий на нее свет во всех направлениях.
Блик — это либо световое пятно на освещённой поверхности объекта. Либо луч, отраженный объектом (можно назвать его «солнечный зайчик»). Зависит от привычной вам терминологии.
А диффузная вспышка — это уже характеристика, проявляющаяся при наблюдении объекта. То есть, это свойство, проявляющееся в процессе наблюдения. А не просто свойство поверхности. Она выражается в увеличенной продолжительности (и уменьшенной интенсивности), по сравнению с зеркальной вспышкой.
(Понимаю, неприятно, когда человек говорит очевидные вещи с оттенком превосходства. Но ничего не могу поделать, просто подражаю вашему стилю вести беседу)
Теперь рассмотрим шар из мятой фольги (объект, не имеющий доминантных плоскостей рассеивания). Пусть его плоское альбедо равно 1.
Какое рассеивание у этого объекта? Правильно. Диффузное.
Какую вспышку даст такой объект на орбите? Ответ — никакую. Он будет просто рассеивать свет. Т.е. у объекта будет светимость, но не будет вспышек (т.е. перепадов светимости).
Таким образом, в случае, если геометрия пленки после неудачной попытки развернуть ее, осталась в виде небольшого «комка», или «жгута», то наблюдаемых диффузных вспышек и не было бы. Просто светимость была бы чуть выше чем у полностью «мертвого» кубсата. И отличить такой аппарат, от другого кубсата с развернутыми солнечными отражателями, наблюдая за вспышками и скоростью его торможения — было бы невозможно. (Хотя если у вас есть точные данные о светимости всех кубсатов из того пуска – было бы интересно их проанализировать).
На самом деле, вопрос тут не в терминах, потому как вы, полагаю, прекрасно мен понимаете. А я хорошо понимаю вашу позицию.
Вопрос в количественных оценках. Вернее, в их необоснованности. Вот вы говорите —даже при отражателе, раскрывшемся на 10% от исходной величины
Но откуда взялась эта оценка? Почему 10%, а не скажем 5% или 2%? Ведь итоговая площадь пленки весьма велика, а внутри спутника она занимала объем меньше 0.02% от итогового. Если что-то пошло не так на этапе разворачивания, то в теории объём может быть любым, от 0.02% до 100%. Тогда почему вы ограничиваете рассматриваемые гипотезы 10%? Потому, что тогда ваши доводы уже не будут работать? Или есть реальные расчеты подтверждающие ваши слова?
На самом деле все опять упирается в эксперименты и модели. Потому что только так можно дать хоть какой-то ответ. Потому, что только так работает наука.
Вы говорите, что провели все доступные вам эксперименты.
Очень жаль, что ваши возможности были столь ограничены.
Положить пленку на стол, привязать к углам грузики и нагружать их до тех пор пока пленка не расправиться — воистину очень сложный и дорогой эксперимент… «20 человек, год времени и меньше 1 млн. рублей.» — действительно мало для такого.
Да. Ведь есть трение, Эксперимент даст только неточную оценку. Тогда просто положим треть пленки на стол и будем тянуть ее тем же грузиком. Найдем трение о стол, и учтем в модели. И вот точность возросла.
Пойдем дальше. Вместо стола положим пленку на поверхность воды, и снова проверим… Получим еще одну оценку…
Да, это все не точно. Но это хоть что-то. С чем можно работать. Делать предположения, оценивать вероятности.
Или рулетки. Что может быть проще — закрепим рулетку на столе. Замерим усилие на слом на расстоянии полметра, метр, 1.5, 2, 2,5… пока сама не будет ломаться. Прибавим массу ленты рулетки. Построим график. Найдем приближенную функцию (вероятно экспоненту). Экстраполируем на области, которые не дают оценить земные условия…
Это еще один опыт на полчаса. И мало того — я его уже делал давным-давно. И присылал вам результаты. И результаты говорили, что ваша конструкция нежизнеспособна (тем более при полном отсутствии закрутки, или ее случайной ориентации). Вы не просто не стали проводить такой опыт. Вы отмахнулись от результатов. Не стали их опровергать. Даже комментировать. Они просто не совпадали с вашим внутренним убеждением. Или вашими предпочтениями. И вы отвернулись от реальности. Именно тогда я разочаровался в вашем проекте и перестал с вами работать. Потому, что если принимать решения исходя из своих убеждений, то ничего лучше, чем религия создать не получится.
Если простейший опыт, занявший полчаса, может поставить под сомнение всю концепцию — то это суперэффективные «полчаса»… Даже если вы думаете, что знаете ответ, даже если уверены на 99%, а тест может дать ложноположительный результат, даже если вы в итоге окажитесь правы — убедиться в этом, выгодно. Потому, что ошибка слишком дорога.
И если вы заявляете свой целью популяризацию космонавтики — то такой образ мышления — именно то, чему вам нужно научить ваших последователей. Не доверять «интуиции». Четко осознавать границы своего понимания. Чтобы раздвигать их используя научный подход.
Думать как физик.I-denis
02.12.2017 09:40Quinsabe, я вышел из дисскусии ввиду того, что ход Вашей мысли совпадает с моим, но излагаете Вы на несравнимо грамотнее. Хотел только добавить, что как мне кажется, причиной появления последней статьи послужил не анализ всех доступных данных, а родившая идея о внешнем факторе типа гидразина и соответственно попытка быстренько накидать гипотезу, внедрить ее в массы и закрыть тему, списав неудачу на внешние факторы
4110 Автор
02.12.2017 12:25I-denis,
я веду эти беседы в надежде обсудить версии аварии «Маяка» и получить новые гипотезы, которые бы лучше чем у меня объясняли известные факты и давали прогноз следующих событий.
Если есть конструктивная критика, то излагайте ее, пожалуйста! Я буду только рад!
4110 Автор
02.12.2017 12:20Quinsabe, не кажется ли Вам объяснение следующих фактов:
- мы не видим объекта, схожего по свойствам с «Маяком»,
- мы не видим объекта, снижающегося так же быстро, как должен был снижаться «Маяк»,
- отказало 10 кубсатов из 19 запущенных на одну орбиту с «Маяком»,
с помощью гипотезы в том, что у «Маяка»
рулетки «сложились» (как хорошо показано в вашем видео в этой ветке), а при закрутке — еще оболочка вытянулась в «тряпочку»
не очень хорошо эти факты объясняет?
Если рулетки «сложились» (как хорошо показано в вашем видео в этой ветке), а при закрутке — еще оболочка вытянулась в «тряпочку», то объем и площадь аппарата (а значит степень торможения и светимость) — не будут принципиально отличаться от параметров других кубсатов с учетом развернутых солнечных панелей и другого оборудования.
Но откуда взялась эта оценка? Почему 10%, а не скажем 5% или 2%? Ведь итоговая площадь пленки весьма велика, а внутри спутника она занимала объем меньше 0.02% от итогового. Если что-то пошло не так на этапе разворачивания, то в теории объём может быть любым, от 0.02% до 100%. Тогда почему вы ограничиваете рассматриваемые гипотезы 10%? Потому, что тогда ваши доводы уже не будут работать? Или есть реальные расчеты подтверждающие ваши слова?
Ваша гипотеза о том, что «рулетки «сложились» и «оболочка вытянулась в «тряпочку»» без Ваших чисел мной принципиально не проверяема. 10% процентов от исходной площади — это моя оценка для Вашей гипотезы. А какая Ваша?
Без Вашего числа, а так же расчета и сравнения с экспериментом можно бесконечного долго несоглашаться с моими выводами и пенять на ненаучность и так далее.
Итак, какие размеры имеет «Маяк», когда у него «рулетки «сложились»… оболочка вытянулась в «тряпочку»»?
Консприрологическую часть поста уже позвольте оставить без комментариев, давайте заниматься тем, что можно проверить.
nemilya
29.11.2017 00:22Александр, спасибо за подробный обзор!
Спасибо за работу всей команды! Радует, что есть энтузиасты, и Космос открыт для них. Главное не терять настрой. Опыт от успешных и не успешных запусков набирается.
Per aspera ad astra)
balexa
29.11.2017 13:32Набирается опыт распила и просирания бабла. Юные инженеры со смузи, собравшие кирпич за 4 миллиона общественных денег судя по посту похоже даже не собираются анализировать свои ошибки. Примечательно что пост появился в нужное время, ни неделю назад, ни через месяц, а именно после неудачного запуска союза
4110 Автор
29.11.2017 13:45С той доказательной базой, которую Вы привели, я могу вас называть кем угодно :)
Давайте про смузи подробнее, про 4 млн. рублей и про то, что «не собираются анализировать свои ошибки».
Мы-то как раз свои ошибки признаем и анализируем.
black_semargl
29.11.2017 14:526. Повреждение реактивной струей при штатной работе маршевого жидкостного ракетного двигателя
Я бы не стал исключать данный вариант из рассмотрения. В пассивном режиме разгонный блок свободно вращается, так что не исключён отстрел спутников вдоль траектории. Кроме того, и сам отстрел вносит вращательный момент.
А после завершения отстрела РБ сориентировался в соответствии с программой и жахнул по отделившимся спутникам со всех дури.
Кроме того, в начале и при окончании работы возможен выброс непрореагировавших компонентов (из-за несинхронной работы клапанов подачи)
Так что возможно попадание на спутники и чистого гидразина или тетраоксида с последующей химической реакцией или замыканием по электрике.4110 Автор
29.11.2017 15:20Идея хорошая, но мне кажется, что попасть сразу по 10 — это маловероятно. К тому же кубсаты выталкивались пружинами в разные стороны относительно оси разгонного блока.
Но все равно спасибо за конструктивное предложение!black_semargl
01.12.2017 04:01Ну да, половина в одну сторону, половина в другую.
и как раз половина не работает4110 Автор
01.12.2017 16:44Мы тут пришли к выводу, что «Фрегат» во время отделения полезной нагрузки не вращается, а совершает полет в трехосной ориентации.
Поэтому довольно сложно представить себе ситуацию, когда кубсаты, отделяемые из контейнеров перпендикулярно траектории, могли бы попасть под струю маршевого двигателя, «дующего» вдоль траектории.
plm
29.11.2017 20:17Я тоже ничего не понимаю в спутниках, но Гугл говорит, что температура замерзания гидразина 2 градуса. Если «возможно попадание на спутники и чистого гидразина» то можно просто получить слой льда на корпусе, примороженные крышки и т.п.?
4110 Автор
29.11.2017 20:46Ещё есть зависимость температуры кипения от давления. Не помню какая температура кипения гидразина при давлении порядка 10-9 Па. Предлагаю, что он может сразу из твердого состояния в газообразное переходить.
black_semargl
30.11.2017 10:50Да, но потом испарится.
Вот при запусках Ф9 видно, как во время паузы между включениями второй ступени на дренаже нарастает ледышка. Притом вероятно даже из жидкого кислорода, керосин в вакууме вроде не должен так шустро испарятся, чтобы заморозить.
DancingOnWater
30.11.2017 10:49Я бы не стал исключать данный вариант из рассмотрения. В пассивном режиме разгонный блок свободно вращается
Нет, он находится втрехосной ориентации
DancingOnWater
30.11.2017 10:46Все хорошо, но мы так и не заслушали начальника транспортного цеха… тьфу, баллистика.
Вы, конечно, свели нас, но он так и не ответил по существу.
Что по отделению. Насколько я понимаю, когда Фрегат вас выводил он удерживает ориентацию в ОСК. Отделение Кубсатов должно возмущать ориентацию, СОС должна парировать это импульсом на противоположной стороне, т.е. реактивные струи должны быть с противоположной стороны.
С конца вывода кубсатов он летел еще минут 30 и только потом начала разворачиваться для импульса внизblack_semargl
30.11.2017 10:51Зависит от программы. Ориентация может выставляться после всего отстрела.
И в какую сторону его будет крутить — зависит от направления относительно центра масс системы.DancingOnWater
30.11.2017 11:09Цитирую схему выведения:
Далее на этой орбите в два этапа будут отделены 24 малых ППН. На первом этапе отделяются КА «Norsat-1», «Norsat-2», «Flying Laptop», «TechnoSat» и «WniSat». РБ «Фре-гат» находится в режиме трехосной ориентации. Начало циклограммы отделения соответ-ствует момент 8694.2 с (8700 с от ОТП).
Циклограмме отделения ППН второго этапа начинается в момент 9194,2 с (9200 с от ОТП). При этом РБ «Фрегат» также находится в режиме трехосной ориентации. Циклограммы отделения ППН приведены таблицах 1 и 2.
А дальше на фотографии видно, что кубсаты расположены не симметрично.
4110 Автор
30.11.2017 11:15К сожалению, опубликованных данных о принципах ориентации «Фрегата» в процессе орбитального полета и в процессе отделения полезных нагрузок я не видел.
На мой взгляд, ему бы лучше выключать СУОС на время отделения ПН, чтобы не пожечь отделенную ПН струями двигателей.DancingOnWater
30.11.2017 13:33К сожалению, опубликованных данных о принципах ориентации «Фрегата» в процессе орбитального полета и в процессе отделения полезных нагрузок я не видел.
Вышел я дал цитату из схемы отделения на обсуждаемый полет. СК, в которой находится аппарат — орбитальная. Для околокруговых, в которой находится на орбите отделения кубсатов, она практически совпадает со скоростной. Т.е. одна из осей с очень высокой точностью направлена по скорости4110 Автор
30.11.2017 17:55Вышел я дал цитату из схемы отделения на обсуждаемый полет. СК, в которой находится аппарат — орбитальная. Для околокруговых, в которой находится на орбите отделения кубсатов, она практически совпадает со скоростной. Т.е. одна из осей с очень высокой точностью направлена по скорости
Да, это я в горячке боя проглядел. «Фрегат», судя по этим данным, действительно держит трехосную ориентацию в процессе отделения. Только не понятно какую именно.
Обычно ориентацию называют трехосной когда в программе управления задается положение всех трех осей летательного аппарата. " Т.е. одна из осей с очень высокой точностью направлена по скорости" — это так называемая орбитальная ориентация, так, например, летает МКС.
Но бывают и другие типы трехосной ориентации, например, ориентация на какую-то звезду или планету одной осью и другой осью на Землю, например. В какой ориентации летел «Фрегат» во время отделения «Маяка», я не знаю.
zaqqq13
30.11.2017 18:39С самого начала следил за вашим проектом и есть вопрос касательно его. Планируете ли после выяснения причин аварии попытаться собрать средства на вторую версию? Или проект будет закрыт?
4110 Автор
30.11.2017 18:39Нет, на вторую версию мы собирать не будем, так как уже начали заниматься другим проектом.
u007
01.12.2017 00:23А если бы собрались делать, какой вышла бы стоимость изготовления, тестов и запуска, учитывая, что подготовительные и проектные работы и рассчёты уже есть?
4110 Автор
01.12.2017 03:01Я думаю, что повторении еще одного стоимость будет не меньше 10 млн. рублей с коммерческим запуском:
1 млн. рублей на железо,
1 млн. рублей на зарплаты,
8 млн. рублей — запуск.
neochapay
За такое использование штангенциркуля в школе ставили неуд в четверти по труду…
4110 Автор
Бывает.
wormball
У вас в школе был штангель? Да вы счастливчик!
Jeyko
Хе, да у нас и токарные, слесарные и фрезерные были станки! Во время было!
Как мне нравилось там шуровать чего только не вытворял. Любимый мой предмет был!
Навсегда запомнил один из перлов трудовика: «Шкурка это у тебя там- в штанах, а это наждачная бумага»
Мальчик Дима, 44 годика.
Ezhyg
Помню, как «пристыдил» такого «знатока» шкурки в штанах, ему было около 40, мне около 10. Попросил его пояснить, почему процесс называется «ошкуривание», заодним спросил — а при чём тут топор, и почему можно «зашкурить», как «бумага» может быть на тканевой или нетканой основе или даже на полиуретане или металле, ну и в конце спросил, знает ли он, что такое «наждак» и когда он последний раз видел именно его?
Став постарше уже не стесняюсь, поэтому с чистой совестью и до сих пор иногда стыжу и 40-летних и старше, не говоря уж о салабонах всяких, услышавших фразу от «стариков» и даже не пытавшихся задуматься.
Почти, как шпатлёвка VS шпаклёвка :).
burst
Так же классика. Насчет дырка vs отверстие.
ainoneko
ksil
А при чём тут топор?
Ezhyg
Ну, типа «ошкурить топором бревно». Неужели такое не гуглится? Не верю!
denkle
Да и я застал в свои 30 станки, до сих пор пользуюсь своей хендмейд скалкой. Кстати у нас еще уроки кулинарии были.
andersong
Когда я заканчивал школу, к ней заканчивали пристрой, в котором были даже токарные с ЧПУ. Жаль, не успел на них поучиться. А на 16К20 работали вдоволь, наш трудовик с инициалами КВН говорил, что мы можем спокойно выполнять работы по 3 разряду.
ПС Мне тоже 44 :)