Авария при запуске грузового корабля «Прогресс М-12М» |
Новости космонавтики. – 2011.-№11.-с.9-13
24 августа в 16:00:08.041 ДМВ (13:00:08 UTC) с 5-й пусковой установки 1-й площадки космодрома Байконур стартовые расчеты предприятий Роскосмоса осуществили пуск РН «Союз-У» (11А511У-ПВБ №Л15000-132) с транспортным грузовым кораблем (ТКГ) «Прогресс М-12М» (11Ф615А60 №412).
Полет РН на участке работы первой и второй ступеней проходил штатно, система управления обеспечила устойчивое выведение «Союза-У» по заданной траектории. Отделение первых двух ступеней состоялось в расчетное время, по штатной схеме и без замечаний.
Однако на участке работы третьей ступени, на 309-й секунде полета, произошло нарушение работы двигателя РД-0110, приведшее к его аварийному выключению на 342-й секунде. В результате третья ступень с кораблем «Прогресс М-12М» не вышла на орбиту и по баллистической траектории вошла в атмосферу, где разрушилась.
Прием телеметрии с «Прогресса» прекратился в 16:09:46 ДМВ. Несгоревшие элементы конструкции 3-й ступени и корабля упали в малонаселенном горном районе Республики Алтай, не нанеся никакого ущерба.
В этот же день ЦУП-М сообщил командиру МКС Андрею Борисенко об утрате грузовика. Космонавт поблагодарил от всего экипажа за быстрое информирование.
Подготовка к запуску
«Союз-У» был доставлен на Байконур в ночь на 11 марта, «Прогресс М-12М» прибыл на космодром 28 июня. Ракету готовили в МИК площадки 112, подготовка грузовика шла в МИК площадки 254.
Первоначально запуск ТКГ намечался на 30 августа. Однако в июне старт пилотируемого корабля «Союз ТМА-22» пришлось подвинуть с 30 на 22 сентября, чтобы он «не мешал» (!) пуску 29 сентября РН «Союз-ФГ» со спутниками «Канопус-В» и БКА. А это, в свою очередь, повлекло перенос посадки корабля «Союз ТМА-21» с 16 на 8 сентября и запуска «Прогресса М-12М» с 30 на 24 августа. Все бы ничего, но запуск российского и белорусского спутников вскоре отложили... на следующий год!
Статистика
Это был 116-й запуск по программе МКС и, к сожалению, первый аварийный. В графике эксплуатации станции полет «Прогресса М-12М» обозначался 44Р.
Для космодрома Байконур данный пуск стал 1359-м осуществленным стартом с целью выведения полезного груза на околоземную орбиту или отлетную траекторию. Начиная с 1973 г. «Союз-У» полетел в 766-й раз, из этого числа 21 запуск закончился аварией.
Для кораблей семейства «Прогресс», которые доставляют грузы на орбитальные станции с 1978 г., это был 135-й полет и первый случай невыхода на орбиту. Закончилась блестящая безаварийная серия...
Упало на Алтае
При выведении на орбиту наклонением 51.6 град. вторая ступень (блок «А») «Союза-У» отделяется на 287.3 сек полета и падает в районах №306 и 307 на границе Восточно-Казахстанской области (Казахстан) и Алтайского края (Россия). Отделение хвостового отсека третьей ступени (блока «И») происходит на 297.05 сек - он падает в районе №309 на стыке границ Восточно-Казахстанской области, Алтайского края и Республики Алтай (Россия).
Начальная часть траектории полета третьей ступени проходит над Республикой Алтай, по границам Усть-Канского, Шебалинского, Онгудайского, Чемальского, Чойского, Турочакского и Улаганского районов. Эта местность представляет собой высокие горные хребты, разделенные узкими и глубокими речными долинами, а также редкими широкими межгорными котловинами.
К моменту аварийного выключения ступень с грузовиком успела подняться на высоту 192 км и имела скорость более 5 км/с.
Чтобы представлять опасность для населения и окружающей среды, которую несли падающие на Алтай блок «И» и грузовик, отметим, что стартовая масса третьей ступени составляла 25.3 т, из них - 22.6 т топлива (15.5 т жидкого кислорода и 7.1 т керосина РГ-1). «Прогресс М-12М» массой 7282 кг имел 879.8 кг топлива (570.8 кг амила и 309.0 кг гептила) в баках комбинированной двигательной установки и 746 кг топлива (484 кг амила и 262 кг гептила) в баках системы дозаправки.
Первая информация о падении обломков третьей ступени и корабля в Чойском районе поступила 24 августа в 16:25 ДМВ, когда на Алтае уже было темно. Высказывалось предположение, что они упали недалеко от нежилого урочища Бижельбик (50 км севернее трассы полета РН), в 40 км от ближайшего населенного пункта. Сообщалось также, что обломки могли быть в безлюдной местности, в 40-50 км от села Каракокша (60 км севернее трассы).
Глава Чойского района Александр Борисов заявил, что сильнейший взрыв был слышен за 100 км (село Чоя находится в 90 км севернее трассы). Жительница села Арты-баш Турочакского района (60 км севернее трассы), находящегося на берегу Телецкого озера, видела в небе яркий шар, почувствовала вибрацию на земле и наблюдала зарево вдалеке.
Подсвечиваемое заходящим солнцем облако ионизированных газов, которое порождается падающими объектами, окруженными плазменным образованием, наблюдалось на юго-западе с кордона Кокши на Телецком озере {30 км севернее трассы). Светящиеся и падающие с грохотом фрагменты видели в верховье реки Пыжа. В южной части Телецкого озера, вблизи которой проходит трасса, слышали только далекий гул с запада.
25 августа в Каракокше был сформирован оперативный штаб из сотрудников МВД и МЧС Республики Алтай. Однако поискам обломков с утра помешал проливной дождь. Днем вертолет СибНИА с сотрудниками Роскосмоса вылетел на поиски. Всего в этот день с вертолета было обследовано 850 кв. км территории, но безрезультатно.
Между тем специалисты высказывали мнение, что, учитывая большие высоту и скорость падения, третья ступень и корабль, имевшие почти полные баки с топливом, могли попросту взорваться от нагрева на высоте 40-50 км и «распылить» мелкие обломки на большой территории, которые найти будет очень сложно. Это предположение подтвердили дальнейшие поиски 26, 27, 30 и 31 августа. Обломков блока «И» и грузовика не нашли, однако возле правого притока реки Большая Чили обнаружили фрагменты двигателя, винта и фюзеляжа вертолета Ми-2, вылетевшего в 1975 г. на тушение пожара и потерпевшего крушение при заходе на посадку. В пойме реки Чулышман, впадающей с юга в Телецкое озеро, были найдены и эвакуированы фрагменты ступеней РН типа «Протон».
К 1 сентября было обследовано 90% территории предполагаемых мест падения (примерно 5000 кв.км), взято 42 пробы воды, почвы, дикоросов, огородных овощей и фруктов, 23 пробы на наличие солей тяжелых металлов и произведено 155 замеров радиационного фона. Пробы показали, что следов гептила и тяжелых металлов в окружающей среде нет, а радиационный фон является естественным для Республики Алтай (10-11 мкР/час).
К 5 сентября налет вертолета Роскосмоса с начала поисков составил 26 часов - все безрезультатно. Лабораторные исследования не обнаружили вредных химических веществ в воде, почве и растениях. Тем не менее, исследование дикоросов на соли тяжелых металлов продлили до конца года, а мониторинг самочувствия жителей Республики Алтай - на неограниченный срок.
14 сентября поиски обломков возобновились южнее и западнее Телецкого озера в Турочакском и Улаганском районах. И тут удача наконец-то повернулась лицом: во время прохождения пешего маршрута в бассейне реки Аба (правый приток реки Большая Чили, впадающей с запада в Телецкое озеро) на границе двух муниципалитетов в пределах 10 км к северу от трассы полета РН «Союз-У» был обнаружен алюминиевый фрагмент контейнера размером 15 см с надписью на красном фоне «Рационы питания» и числом 545.
Остатки контейнера от рационов питания для космонавтов нашли в горах в снегу на высоте 2073 м в районе падения №327. Кроме того, был обнаружен обгоревший кусок кабеля. Поиск обломков продолжается...
Расследование причин аварии
24 августа через некоторое время после аварии руководитель полета российского сегмента МКС Владимир Соловьёв сказал, что третья ступень отработала около 30 сек, после чего двигатель РД-0110 аварийно выключился. Сообщалось и о падении давления в двигателе.
В тот же день для расследования причин аварийного пуска РН «Союз-У» была создана межведомственная комиссия из представителей Роскосмоса и предприятий ракетно-космической отрасли. Ее возглавил директор ФГУП «Исследовательский центр имени М.В.Келдыша» академик РАН Анатолий Сазонович Коротеев.
В ночь на 25 августа руководитель Роскосмоса Владимир Поповкин провел совещание, в котором участвовали заместители руководителя и начальники ряда управлений Роскосмоса, а также руководители ведущих предприятий Роскосмоса (РКК «Энергия», ЦЭНКИ, ГКНПЦ имени М.В.Хруничева, ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс», ФГУП «Воронежский механический завод», ОАО «Конструкторское бюро химавтоматики»), и выслушал доклады о работах в период подготовки к пуску РН «Союз-У» и корабля «Прогресс М-12М» и возможных причинах, приведших к аварии.
В.А. Поповкин принял решение создать экспертную группу, которая займется анализом всего процесса подготовки РН и ТКГ, начиная от поступивших материалов для изготовления изделий до готовности к пуску.
Перед членами межведомственной комиссии руководитель Роскосмоса поставил задачу всесторонне и полно изучить ход подготовки к запуску и полет РН «Союз-У» с ТКГ «Прогресс М-12М», а также найти причины аварийной ситуации и представить предложения по их устранению. Он подчеркнул, что на основании результатов работы комиссии будут выработаны технические, организационные и кадровые меры.
В качестве одного из первоочередных шагов В.А. Поповкин назвал усиление контроля качества изготовления продукции предприятиями Роскосмоса, а также создание структурного подразделения агентства, отвечающего за эту работу, по аналогии с эффективно функционирующим органом в Министерстве обороны РФ. По его словам, на усиление контроля были направлены изменения в структуре и перераспределение функций центрального аппарата Роскосмоса, произведенные в августе.
Кроме того, Поповкин решил сформировать постоянно действующую оперативную группу, состоящую из специалистов Роскосмоса, ЦНИИмаш и Исследовательского центра имени М.В.Келдыша, которая займется проверкой полного цикла изготовления космических средств. Профессионально подготовленные и опытные специалисты должны будут проверять соответствие качества и полноты изготовления на предприятиях Роскосмоса ракет-носителей, разгонных блоков и космических аппаратов требованиям конструкторской документации, а также уделять внимание имевшим место отклонениям от нее в процессе изготовления.
Глава агентства также создал рабочую группу по контролю над выполнением пилотируемой космической программы. Члены группы будут проверять все РН, готовящиеся к пускам по пилотируемой программе, грузовые корабли «Прогресс» и пилотируемые «Союзы».
26 августа состоялось первое заседание межведомственной комиссии, где было высказано несколько предположений. Далее шел рабочий анализ версий, проверялись все аспекты. Представители ЦНИИмаш и Центра М.В.Келдыша с 25 августа работали в ОАО «Конструкторское бюро химавтоматики» (КБХА) и на Воронежском механическом заводе (ВМЗ).
29 августа была объявлена причина нештатной работы двигателя РД-0110 третьей ступени РН «Союз-У»: нарушение условий функционирования газогенератора.
30 августа стало известно, что среди наиболее вероятных версий аварии рассматривается нарушение подачи горючего. Специалисты продолжали проводить математическое моделирование и эксперименты.
31 августа в Воронеже состоялось очередное заседание межведомственной комиссии. Кроме того, специалисты НПО «Техномаш» работали на ВМЗ с целью оценки качества производства двигателей.
В тот же день заместитель руководителя Роскосмоса В.А.Давыдов сообщил, что комиссия закончит работу через одну-две недели. Он отметил, что у данного РД-0110 был производственный дефект и что специалисты решат судьбу уже изготовленных двигателей.
Виталий Давыдов также сказал, что впредь космические запуски и подготовка к ним будут осуществляться под контролем специальных рабочих групп. Кроме того, работы, связанные с пуском РН, сконцентрируют на одном предприятии - ЦЭНКИ, которое будет нести полную ответственность за каждый старт.
По словам заместителя главы агентства, финансовую ответственность за космические аварии будут нести создаваемые в ракетно-космической отрасли холдинги. В.А.Давыдов отметил, что независимый контроль готовности космической техники к запуску и ее соответствие требованиям будут оценивать в ЦНИИмаш, где создадут аналоги всех стендов для проверки полетных заданий, а также в ФКП НИЦ РКП, где имеются испытательные стенды для прожига двигателей.
8 сентября межведомственная комиссия завершила работу. По ее данным, подготовка агрегатов и систем технического и стартового комплексов на космодроме Байконур и пуск РН «Союз-У» были осуществлены в соответствии с эксплуатационной документацией.
Проанализировав поведение параметров, характеризующих работу РД-0110, и результаты телеметрической информации, комиссия сделала вывод: к нарушению условий работы и снижению параметров двигателя и его выключению по команде «Аварийное выключение двигателя» привело уменьшение расхода горючего в газогенераторе вследствие засорения тракта его подачи.
По мнению членов комиссии, выявленный производственный дефект является случайным. Решение о том, можно ли квалифицировать его как единичный, будет принято только после перепроверки и проведения последующего контроля по специальному графику всего задела изготовленных двигателей РД-0110. Комиссия рекомендовала по итогам перепроверки и контроля выдать заключение о возможности использования каждого из двигателей по назначению.
Специалисты также предложили разработать и внедрить дополнительные меры контроля состояния агрегатов новых двигателей в процессе их разработки и изготовления, в том числе установить системы видеонаблюдения на рабочих местах в цехах окончательной сборки.
Акт заключения комиссии был подписан в Роскосмосе В.А.Поповкиным и неназванным высокопоставленным представителем Министерства обороны РФ.
Последствия для МКС
До аварийного запуска график полетов к МКС выглядел следующим образом: -8 сентября - приземление пилотируемого корабля «Союз ТМА-21»; -22 сентября - запуск «Союза ТМА-22»; -28 октября - запуск грузового корабля «Прогресс М-13М»; -16 ноября - приземление «Союза ТМА-02М»; -30 ноября - запуск «Союза ТМА-03М»; -26 января 2012 г. - отложенный с 27 декабря 2011 г. запуск «Прогресса М-14М».
Авария 24 августа заставила побеспокоиться о судьбе станции и ее экипажа. Ведь пока комиссия не разберется с причинами отказа двигателя РД-0110, используемого в пилотируемой программе на ракетах-носителях «Союз-У» и «Союз-ФГ», и специалисты не проведут мероприятия по исключению подобного в будущем, об очередных запусках грузовых «Прогрессов» и тем более пилотируемых «Союзов» не может идти и речи.
Ситуация усугублялась еще и тем, что еще до прекращения полетов американских шаттлов основная нагрузка по доставке экипажей и грузов на станцию легла на «плечи» России. При этом американские коммерческие грузовые корабли Dragon и Cygnus начнут регулярно летать к МКС только с 2012 г., а следующие европейский и японский грузовики прибудут на станцию соответственно в марте и мае 2012 г. С потерей «Прогресса» МКС на несколько месяцев осталась без снабжения.
Что же касается экипажа, то два пристыкованных к станции «Союза» нужно было сажать по исчерпанию ресурса не позже начала ноября и начала января соответственно. Вырисовывалась довольно мрачная картина с маячившим на горизонте переводом МКС в беспилотный режим...
24 августа сразу же после аварии Владимир Соловьёв заявил, что на МКС достаточно ресурсов до прихода «Прогресса М-13М» и что ситуация не настолько критична, чтобы досрочно возвращать экипаж на Землю. По его словам, на станции есть запасы топлива для коррекций орбиты, а для экипажа имеется достаточное количество запасов кислорода, воды и продуктов питания.
24 августа Роскосмос заверил, что авария не повлияет на обеспечение жизнедеятельности экипажа, а также подтвердил, что наличие запасов продовольствия, воды и средств системы обеспечения жизнедеятельности способствует работе космонавтов в течение длительного периода. В ночь на 25 августа Владимир Поповкин поручил должностным лицам подготовить дополнительные предложения по поддержанию МКС и безусловному выполнению Россией обязательств по обеспечению ее функционирования.
В свою очередь, руководитель программы МКС в NASA Майкл Суффредини уточнил, что на станции очень много еды и еще больше воды. Проблемы, сказал он, могут возникнуть с наличием расходных компонентов для ассенизационно-санитарных устройств (туалетов), но до этого еще далеко. Суффредини также сообщил, что станция смогла бы прожить без поставки грузов до лета 2012 г.
25 августа Суффредини невольно подхлестнул интерес общественности к программе МКС, заявив, что если «Союз ТМА-22» не придет на станцию до середины ноября, то ее придется перевести в беспилотный режим, так как к тому времени по графику должен совершить посадку «Союз ТМА-02М» со второй тройкой членов постоянного экипажа МКС.
Он также сказал, что Роскосмос планирует провести два беспилотных пуска ракет-носителей семейства «Союз» с двигателем РД-0110 до того, как разрешить полет пилотируемого «Союза ТМА-22». Очевидно, подразумевались запуск шести спутников GLobalstar-2 на РН «Союз-2-1А» (он планировался на 8 октября) и старт корабля «Прогресс М-13М» на РН «Союз-У». Они должны были подтвердить правильность выводов комиссии по аварии и доказать безопасность пилотируемого запуска.
Кстати, «Прогресс М-13М» был отправлен из г.Королёва в ночь на 24 августа и прибыл на Байконур 27 августа. К этому времени его запуск перенесли на 14 октября, старт «Союза ТМА-22» поставили в план на 28 октября, а «Союза ТМА-03М» - на 10 декабря. Дату запуска «Прогресса М-14М» решили не трогать.
Приземление «Союза ТМА-21» было отложено на 16 сентября, то есть на первоначально запланированную дату. Сдвигать ее на более поздний срок не хотелось, так как после 19 сентября садиться пришлось бы в темное время суток, что осложнило бы работу поисково-спасательной службе. Чтобы сохранить на МКС экипаж из шести человек, можно было бы дождаться следующего «светлого» периода для приземления «Союза ТМА-21», начинающегося 26 октября, но к тому времени подойдет к концу ресурс корабля (210 дней).
Посадку «Союза ТМА-02М» пришлось отсрочить до 17 ноября, предусмотрев передачу смены от экипажа Сергея Волкова новой команде Антона Шкаплерова. По такой же причине, как и у «Союза ТМА-21», возвращение «Эриданов» после 23 ноября было проблематично, а к началу «светлого» отрезка (с 19 декабря) опять-таки истекала гарантия на корабль. Да и зима в казахстанской степи - далеко не сахар ни для космонавтов, ни для спасателей...
8 сентября Владимир Поповкин по результатам работы межведомственной комиссии поручил составить график доработок и определения готовности РН типа «Союз» к пускам, и на основании его планировать программу запусков кораблей к МКС и спутников.
Для перепроверки двигателей РД-0110 было решено возвратить в ГНПРКЦ «ЦСКБ-Прогресс» третьи ступени шести ракет семейства «Союз», находящихся на космодромах Байконур и Куру, и при необходимости снять с них двигатели и отправить на переборку на ВМЗ. На Байконуре находилось четыре «семерки» с двигателем РД-0110: «Союз-У» №127 под «Прогресс М-13М», «Союз-ФГ» №038 под «Союз ТМА-22», «Союз-2.1А» №007 под шестерку «Глобалстаров-2» и «Союз-ФГ» №033 под «Канопус-В» и БКА. На Куру под запуски спутников Peiades хранились две ракеты «Союз-ST-A» №001 и 002 с таким же двигателем.
13 сентября на основе анализа готовности двигателей РД-0110 и с учетом выполнения всех рекомендации межведомственной комиссии Роскосмос утвердил график подготовки и запусков кораблей «Прогресс» и «Союз». Старт «Прогресса М-13М» был назначен на 30 октября, «Союза ТМА-22» - на 12 ноября, «Союза ТМА-03М» - на 20 декабря. При этом посадку «Союза ТМА-02М» передвинули приблизительно на 22 ноября, а запуск шести «Глобалстаров-2» - примерно на 10 декабря.
Станция не дождалась...
На борту «Прогресса М-12М» находилось 2670 кг грузов, из которых в грузовом отсеке - 1204 кг аппаратуры и оборудования и в отсеке компонентов дозаправки - 1216 кг топлива, кислорода и питьевой воды. Для выполнения коррекций орбиты МКС в баках комбинированной двигательной установки было зарезервировано 250 кг топлива.
По мнению специалистов NASA, наиболее ощутимой потерей из-за аварии были лэптопы Т61р с новой версией программно-математического обеспечения (8.05) для компьютеров бортовой вычислительной системы российского сегмента МКС.
Корабль вез на МКС новую установку обеззараживания воздуха «Поток-150МК» для Служебного модуля «Звезда». Созданная в московской фирме «Поток Интер» установка по результатам предыдущей работы получила высокую оценку космонавтов, отметивших ее положительное влияние на воздушную среду, организм человека и оборудование станции.
Для эксперимента «Полиген» (выявление генотипических особенностей, определяющих индивидуальные различия в устойчивости биологических объектов к факторам длительного космического полета) в грузовик была уложена укладка «Дрозофила-2» с популяцией плодовой мушки Drosophila melanogaster. Ученые планировали экспонировать ее в модуле «Звезда» и возвратить на Землю «Союзом ТМА-21». Бедные мушки... Группа психологической поддержки ИМБП РАН отправляла с кораблем девять DVD-дисков с фильмами в основном российского производства, а также книги. Институт также послал экипажу помидоры, яблоки и печенье.
Наиболее интересным грузом «Прогресса М-12М» были десять картин художника-пейзажиста Александра Шилова-младшего. Впервые пять его произведений экспонировались на МКС в 2006 г. Эта «выставка» должна была стать второй и посвящалась Году космонавтики в России.
По словам А.А.Шилова, экипаж увидел бы полотна с пейзажами Подмосковья и морского побережья Болгарии. При их написании использовались только теплые оттенки палитры, придающие определенную сложность при передаче цветов на полотне. Отбирали картины космонавты и психологи. Пейзажи планировалось экспонировать на МКС три недели и затем возвратить на Землю.
(с сокращениями)
А.Красильников |