Космический фейл

Самые масштабные отказы космической техники

Автоматическая обсерватория «Хаббл» на орбите Земли. Фото: NASA

Космос — место не для слабонервных, в нем мелкая ошибка, которую на Земле никто и не заметит, может вывести из строя космический аппарат, перечеркнув годы работы и огромные вложения. И такие ошибки, увы, случаются. Иногда специалисты ухищряются их исправить, а иногда с дорогостоящей техникой остается только попрощаться.

«Сапсан» до астероида

Японский космический аппарат «Хаябуса» (в переводе с японского — «сокол сапсан») с миниатюрным роботом «Минерва» отправился к астероиду Итокава в 2003 году. В пути его ждало много разных неприятностей, и начались они еще до полета. Изначально предполагалось, что «Хаябуса» стартует годом раньше к астероиду (4660) Нерей, но из-за неудачного запуска японской ракеты-носителя Мю-5 в 2000-м, которая должна была запускать и «Хаябусу», отправку последней пришлось отложить.

На этом приключения японского аппарата не закончились. На пути к Итокаве солнечные панели «Хаябусы» повредились из-за сильной солнечной вспышки. Это сказалось на работе двигателей и задержало прибытие космического аппарата к астероиду примерно на три месяца. В итоге он добрался до астероида в сентябре 2005 года. По прибытии у него сломались два из трех гироскопов — механизмов, необходимых для ориентации в пространстве. Когда была отдана команда спустить «Минерву» на поверхность астероида, она вместо этого улетела в космос, а затем при попытке взять образцы грунта «Хаябуса» потеряла связь с Землей. Долгое время не было даже понятно, удалось ли аппарату захватить грунт. И все же, несмотря на все неприятности, «Хаябусе» удалось вернуться и сбросить на Землю капсулу с образцами астероидного вещества. В ней оказалось около полутора тысяч пылинок размером около 10 микрометров.

След «Хаябусы», сгорающей в атмосфере Земли при возвращении. Фото: NASA/Ed Schilling


Стоимость «Хаябусы» составила примерно 138 миллионов долларов. Она стала первым в истории аппаратом, который смог доставить на Землю образцы астероидного вещества, так что результат вполне оправдал ожидания ученых.

Прыжки по комете

В марте 2014 года, после десятилетнего путешествия, космический аппарат «Розетта» прибыл к комете Чурюмова—Герасименко со спускаемым модулем «Филы» на борту. Изначально ученые планировали другую цель — комету Виртанен. Однако в 2002 году, когда все было почти готово, из-за аварии ракеты «Ариан-5», на которой «Розетта» должна была отправиться в космос, запуск пришлось отложить. А поскольку комету нельзя попросить подождать, пока там на Земле все починят, для исследования пришлось выбрать другую цель.

Так или иначе, «Филы» должны были стать первым космическим аппаратом, высадившимся на комете, — до них все исследования велись лишь на расстоянии. Спуск «Фил» был запланирован на 12 ноября. Но уже при включении аппарата начались неполадки: аппарат «проснулся» только со второй попытки. Затем выяснилось, что не работает двигатель в верхней части аппарата, а его задачей было во время посадки прижать «Филы» к поверхности и не дать им улететь в открытый космос, когда аппарат выпустит гарпуны, чтобы закрепиться на комете.

Впрочем, гарпуны тоже не сработали, аппарат оттолкнулся от кометы — гравитация на ней очень маленькая — и отлетел обратно в космос. К счастью, поскольку двигатель сломался и не толкал «Филы» к поверхности, модуль отлетел всего на километр и снова упал на комету, а потом опять от нее оттолкнулся. После третьего прыжка «Филы» наконец остановились, попав в углубление на поверхности. Однако тут аппарат ждала новая проблема: на солнечные панели почти не падал свет, а небольшого запаса батареи хватило всего на 60 часов: за это время «Филы» должны были собрать и передать все возможные данные.

«Филы» на комете. Иллюстрация: DLR

Отработав из последних сил, аппарат заснул из-за нехватки энергии. С тех пор ему несколько раз удавалось немного подзарядиться, и он выходил на связь, но редко и ненадолго. Сейчас специалисты уже оставили попытки «достучаться» до аппарата.

В целом проект отправки «Розетты» и «Фил» обошелся в 1,4 миллиарда евро. Несмотря на неудачи, ученым удалось получить научные данные с «Фил», а кроме того, комету продолжают исследовать приборы «Розетты». Планируется, что исследование будет продолжаться до сентября 2016 года, в конце концов «Розетта» «посмотрит» на комету с совсем близкого расстояния, а потом упадет на нее.

Обманутые надежды

Запуск космической станции «Фобос-Грунт» для исследования спутника Марса Фобоса после нескольких переносов состоялся в 2011 году. Вместе с ним к Марсу отправился первый китайский спутник для исследования красной планеты — «Инхо-1».

Планировалось, что «Фобос-Грунт» прилетит к Марсу, выпустит китайский аппарат, затем сблизится с Фобосом, сядет на него, возьмет пробы, стартует с Фобоса и в августе 2014 года вернется на Землю. «Фобос» должен был доставить на Землю от 100 до 200 граммов грунта.

Однако этим планам не суждено было сбыться. «Фобос» запустили 9 ноября: ракета-носитель вывела его на околоземную орбиту, а дальше начались проблемы. Двигатели станции не включились, как было запланировано, и на команды с Земли не реагировали, хотя солнечные батареи станции раскрылись и все оборудование работало. Тем не менее заставить станцию полететь к Марсу так и не удалось, и в январе следующего года она упала в Тихий океан. Стоимость аппарата оценивалась в 1,2 миллиарда рублей, а всего проекта «Фобос-Грунт» — в 5 миллиардов.

По официальной версии, причиной аварии стал сбой в работе бортового вычислительного комплекса «Фобоса» из-за воздействия космического излучения. Вместе с «Фобосом» закончился, так и не начавшись, полет спутника «Инхо-1». На китайском языке это слово — имя бога огня, название Марса, а еще оно означает «обманывать», например надежды.

«Очки» для телескопа

Красочные изображения далеких галактик и туманностей, которые мы сейчас представляем себе при слове «космос», во многом — заслуга космического телескопа «Хаббл», запущенного на орбиту в 1990 году . Однако его первые снимки были совсем не такими четкими и красивыми, как планировалось: телескоп был очень «близоруким».

Расследование показало, что инструмент, которым проверяли форму зеркала — она должна соблюдаться с точностью до 10 нанометров, был собран неправильно: одну из линз в нем установили с микроскопическим сдвигом. В результате зеркало изготовили очень точно, но оно было не той формы. Из-за этого телескоп невозможно было сфокусировать.

Поменять зеркало было невозможно, но инженеры нашли решение. Они изготовили для «Хаббла» что-то вроде «очков» для компенсации оптических искажений. Систему коррекции COSTAR доставили и установили на телескоп в 1993 году в ходе ремонтной миссии шаттла «Индевор».

Снимок галактики М100 до и после установки COSTAR. Фото: NASA


Сам «Хаббл» стоил 2,5 миллиарда долларов. Последующее обслуживание телескопа, который после устранения дефекта зеркала еще несколько раз чинили на орбите, сделало проект в целом дороже еще примерно на 10 миллиардов.

Сигнал с Титана

Европейский космический зонд «Гюйгенс» отправился в космос в 1997 году как меньший по размеру партнер и «пассажир» американского космического аппарата «Кассини». Почти через семь лет, в июле 2004 года, связка «Кассини—Гюйгенс» добралась до своей цели, системы планеты Сатурн. В конце 2004 года зонд «Гюйгенс» отделился от «Кассини» и отправился к спутнику Сатурна Титану.

14 января 2005 года «Гюйгенс» вошел в атмосферу Титана и, опускаясь на его поверхность на парашюте, передавал на Землю через «Кассини» изображения поверхности Титана и данные физических измерений. Радиопередача с «Гюйгенса» велась на двух радиоканалах. На один из них поступала информация с приборов, предназначенных для измерения скорости ветра. На «Гюйгенсе» радиоаппаратура этого канала работала нормально, а вот соответствующий приемник на «Кассини» не включился из-за ошибки в управляющей программе.

Снимок Титана, сделанный «Гюйгенсом». Фото: NASA/JPL/ESA/University of Arizona


Эксперимент по исследованию атмосферных потоков на Титане был под угрозой, однако поймать сигнал «Гюйгенса» удалось с Земли при помощи наземных радиотелескопов. По этому сигналу ученым удалось вычислить движение аппарата в атмосфере Титана, а значит, и влияние на него атмосферных потоков. Спуск «Гюйгенса» занял около 2,5 часа, а после того он еще больше часа проработал на поверхности, продолжая передавать информацию, в том числе снимки с поверхности Титана. Однако из-за сбоя в работе одного из радиоканалов до «Кассини» добралась лишь половина из них: 350 из 700 запланированных.

В целом разработка и запуск «Кассини—Гюйгенса» стоили 3,26 миллиарда долларов. «Кассини» работает до сих пор, исследуя Сатурн и его спутники. Его научная программа продлевалась уже два раза, на восемь лет в общей сложности, и сейчас ее конец запланирован на сентябрь 2017 года.

Коварные фунты

23 сентября 1999 года космический аппарат Mars Climate Orbiter, предназначенный для исследования Марса, готовился к последнему «прыжку» на орбиту красной планеты. Двигатель для финального маневра включился, однако Climate Orbiter неожиданно «нырнул» слишком низко, на 100 километров ниже, чем планировалось, и в результате развалился в марсианской атмосфере.

Программное обеспечение для Climate Orbiter’а разрабатывали совместно NASA и компания Lockheed Martin. Как оказалось, в ПО, созданном в Lockheed Martin, по старинке использовались британские единицы измерения (в частности, фунты — для измерения массы), а ПО, разработанное NASA, работало в метрической системе, в которой масса измеряется в килограммах. Из-за этого программа, отвечающая за работу двигателей, и программа, рассчитывающая траекторию полета, просто «не поняли» друг друга.
Mars Climate Orbiter стоил 125 миллионов долларов.
Теги:

Читать еще на Чердаке: