• 01 ноября 2018, 19:12

    Первая космическая авария в истории современной России. Причины крушения «Союза» простым языком

    Первая в истории современной России авария в пилотируемой космонавтике произошла 11 октября, когда ракета-носитель «Союз-ФГ» не смогла вывести на орбиту космический корабль «Союз МС-10» с новым экипажем МКС. 1 ноября Роскосмос назвал причину аварии: не открылось сопло увода бокового блока первой ступени ракеты. Это ответ, из-за которого появляется еще больше вопросов. Для многих эти технические нюансы неясны, поэтому «360» пытался объяснить все простыми словами.

    Что случилось

    11 октября ракета «Союз-ФГ» с космическим кораблем «Союз МС-10» стартовала с казахского космодрома Байконур. На корабле были россиянин Алексей Овчинин и американец Ник Хейг. На второй минуте полета в работе систем ракеты произошел сбой, из-за чего экипажу пришлось эвакуироваться. Никто не пострадал, однако для всей отрасли, включая авиационную и космическую ассоциацию страховщиков, это является серьезным ударом. Для Овчинина это был второй полет в карьере — в 2016 году он 172 дня провел в космосе, а для Хейга это было первое космическое путешествие.

    31 октября исполнительный директор Роскосмоса по пилотируемым программам Сергей Крикалев назвал предварительные причины аварии: «Одна из „боковушек“ при разделении не отвелась на нужное расстояние и ударила по баку горючего второй ступени, что привело к разрыву бака и разрушению первой ступени», — сказал Крикалев.

    Официальные причины

    1 ноября замдиректора ЦНИИмаш Олег Скоробогатов объявил официальные причины аварии «Союза».

    В процессе отделения боковых блоков, на 118-й секунде, вследствие неоткрытия реактивного сопла увода блока зарегистрирован неотход хвостовой части блока «Д» от блока «А». Блок «Д» скользил обратным конусом по корпусу блока «А», затем он ударил по баку горючего, что привело к вскрытию бака и разгерметизации

    Олег Скоробогатовзамдиректора ЦНИИмаш.

    Из-за того, что боковой блок первой ступени не отделился, и произошел удар по центральному блоку второй ступени ракеты «Союз». Ракета не успела стабилизироваться и выдала аварийный сигнал. Благодаря системе аварийного спасения (САС) экипаж выжил.

    Похожие поломки нашли при сборке еще двух ракет. Одна из них отправится на орбиту с грузовым кораблем «Прогресс» 16 ноября, а старт второй должен состояться в космическом центре в Гвиане.

    Скоробогатов уверил, что инженеры исключили повреждение датчика на заводе-изготовителе и при падении. Единственное место, где датчик мог сломаться, — это космодром Байконур, при сборке пакета.

    Теперь запуск пилотируемого «Союза» назначен на 3 декабря. Прежде чем отправить в космос, ракету разберут, проверят состояние датчиков, потом снова соберут и только тогда будут готовиться к пуску.

    Конструкция

    Чтобы понять, что случилось с ракетой, нужно выяснить, как она работает. Во-первых, выглядит ракета «Союз-ФГ» так.

    Первая космическая авария в истории современной России. Причины крушения «Союза» простым языком | Изображение 1
    Источник фото: Роскосмос

    «Союз-ФГ» — это модификация ракеты-носителя «Союз-У». Отличие «ФГ» заключается в применении модернизированных двигателей первой и второй ступеней с новыми форсуночными головками. Аббревиатура «ФГ» обозначает как раз эти элементы. Они являются основным звеном системы смесеобразования камеры двигателя. Их работа в значительной степени определяет полноту сгорания, устойчивость рабочего процесса и надежность теплозащиты стенок камеры. Другими словами, форсуночная головка вводит топливо в огневое пространство камеры ракетного двигателя. ФГ — одна из самых сложных систем в ракете, которая требует невероятной внимательности и профессионализма.

    Три ступени

    Ракета «Союз» состоит из трех ступеней:

    Первая включает в себя четыре стартовых ускорителя (это конусообразные двигатели, которые поднимают аппарат в воздух на старте). Ускорители ступеней называются блоками. У первой их четыре: «Б», «В», «Г» и «Д»;

    Вторая ступень состоит из блока «А»;

    Третья — из блока «И».

    Также в ракете присутствуют адаптер полезного груза, головной обтекатель и система аварийного спасения (САС) экипажа.

    Двигательные установки первых двух ступеней выглядят так: четыре крупных двигателя относятся к первой ступени, так как именно благодаря им ракета отрывается от земли; один двигатель посередине — вторая ступень.

    Первая космическая авария в истории современной России. Причины крушения «Союза» простым языком | Изображение 2
    Источник фото: NASA/Bill Ingalls

    Как именно происходит отделение ступеней, можно посмотреть на видео на примере «Союза-2.1а». В двух словах, эти четыре двигателя первой ступени просто отваливаются. Как впоследствии делает и вторая ступень.

    Первая ступень

    Состоит из четырех блоков с двигателями в каждом ускорителе: «Б», «В», «Г» и «Д». Конкретно о конструкции каждого говорить бессмысленно, так как они во многом схожи. Для нашей темы важно знать, что в каждом блоке есть бак с горючим и хвостовой отсек. Бак находится в центральной части ускорителя, а хвост цилиндрической формы — в нижней. Перед стартом в эти баки заправляют около 160 тонн топлива. Отделение первой ступени происходит примерно на 118-й секунде полета.

    Вторая ступень

    Включает в себя массу конструкций центрального блока «А» с полезной нагрузкой и топливом, которые остаются в баках блока после отделения первой ступени. Второй блок имеет схожую конструкцию с первым — тоже есть топливный бак, и хвост такой же формы. Бак заправляют на 90 тонн. Отделение этой части происходит примерно на 278-й секунде после старта.

    Третья ступень

    С этой стадией все проще по сравнению с предыдущими. Она состоит из сбрасываемого переходного отсека; бака с горючим; отсека систем управления и измерения; бака с окислителем — сферической конструкции в нижней части блока; хвостового отсека, где находятся двигательные установки блока третьей ступени ракеты-носителя. Предыдущие ступени тоже имеют такие элементы, но там все сложнее и добавлено еще несколько важных систем, без которых ступени не будут корректно работать. Третий отсек заправляют на 25 тонн топлива.

    Сложное простыми словами

    Чтобы максимально корректно и просто расшифровать сказанное специалистами по причинам аварии «Союза», «360» побеседовал с летчиком-космонавтом, Героем России Александром Лазуткиным. Он рассказал об устройстве ракеты и причинах катастрофы понятным языком.

    Вот эти боковые части, о которых говорят, мы их обычно называем «морковки»

    Александр Лазуткинкосмонавт.

    «Ракета — цилиндр, у него четыре боковушки (блоки, о которых говорилось выше — прим. ред.) — это первая ступень ракеты. Там топливо, двигатель. Когда топливо вырабатывается из этих боковушек, их нужно отбросить, чтобы ракета дальше могла разгоняться. Он должны отойти в сторону от второй ступени ракеты-носителя. Чтобы это произошло, в верхней части этих боковушек есть специальный клапан, который должен открыться по команде. Как только он открывается, из этого клапана выходит газ с очень большой скоростью, и тогда элемент отталкивается от центральной части ракеты-носителя и спокойно уходит в сторону, не причиняя вреда основной ракете. Этот клапан не открылся», — объяснил Лазуткин.

    Если клапан не открылся, то блок не может оттолкнуться от того места, где зацепился за ракету-носитель.

    «Замок, который держал их (блок и место его крепления ко второй ступени — прим. „360“) вместе, уже открылся, а боковушки отойти не могут, не выходит газ. Поэтому она (боковушка — прим. ред.) начинает сползать вдоль ракеты-носителя. При этом она своей конструкцией скребется по центральной части», — отметил Лазуткин.

    Напомним фразу Скоробогатова: «В процессе отделения боковых блоков, на 118-й секунде, вследствие неоткрытия реактивного сопла увода блока зарегистрирован неотход хвостовой части блока „Д“ от блока „А“. Блок „Д“ скользил обратным конусом по корпусу блока „А“, затем он ударил по баку горючего, что привело к вскрытию бака и разгерметизации».

    То есть во время отделения первой ступени «Союза-ФГ» не открылся клапан, который должен был оттолкнуть блок «Д» в сторону от блока «А» — составляющей второй ступени. Так как этого не произошло, блок «Д» начал просто сползать по обшивке ракеты вниз и повредил топливный отсек. По словам космонавта, нарушить герметичность топливных баков — простая задача.