Чибис-М

Принцип работы "Электро-Л" во многом схож с Kepler, хотя наш аппарат снимает не звезды, а Землю, но задачи стабилизации и ориентации у него практически аналогичные – смотреть в одну точку и периодически делать снимки. Для "прицеливания" космические аппараты используют систему двигателей-маховиков или гиродинов (гиродины еще могут менять ось вращения, но у «Электро-Л» они закреплены жестко). Иногда их ошибочно называют гироскопами, за сходный принцип действия. Фактически, и то и другое – это юла. Только гироскопы вращаются на одной скорости и держат ось вращения – т.н. гироскопы трехстепенной свободы.

Гироскопы нужны для определения изменения углов положения аппарата, т.е. в невесомости спутник вертится, как хочет, а гироскоп, как стрелка трехмерного компаса, всегда помогает определить, где условный верх, а где низ. Гиродин (двигатель-маховик, reaction weels) – это тоже "юла", только она постоянно меняет скорость вращения – ее раскручивают в одну сторону, чтобы повернуть аппарат, висящий в невесомости, в противоположную.

Двигатели-маховики, в отличие от гироскопов, чаще всего жестко закрепляют в одной плоскости, поэтому для ориентации космического аппарата требуется три гиродина.

Использование такого принципа позволяет стабилизировать космические аппараты с высокой точностью, чем пользуются космические телескопы, спутники дистанционного зондирования Земли, и многие другие космические аппараты. Когда маховик раскручен до максимальной скорости, он теряет свою функциональность, поэтому его "разгружают" – тормозят, а возникающий крутящий момент компенсируют другими средствами. На больших аппаратах, вроде "Электро-Л", почти всегда используют двигатели коррекции и/или ориентации. Для спутников на близкой околоземной орбите можно применять воздействие магнитного поля планеты.

В отличие от американского телескопа, у нашего "Электро-Л" сами двигатели-маховики в рабочем состоянии.

Самопроизвольное отключение происходит из-за какой-то проблемы с Комплексом управления двигателей-маховиков (тот самый КУДМ). Это отдельный блок, который распределяет команды и энергию по гиродинам.

Первое отключение произошло 31 марта. На следующий день, все энтузиасты, кто следил за деятельностью спутника, решили, что черный экран вместо привычного фото Земли – это такая первоапрельская шутка. На следующий день, когда снимки, даже черные, перестали поступать, народ забил тревогу.

В это время в НПО им. С.А Лавочкина шла напряженная работа всех специалистов, причастных и непричастных к работе аппарата. В скупых цифрах телеметрии они пытались найти причину неисправности и вернуть "Электро-Л" прежнюю функциональность. Характерно, что все остальные системы работали нормально: камера исправно снимала космос, магнитометр регистрировал возмущения магнитного поля, а гелиофизические датчики – солнечную активность. Ретрансляторы принимали и передавали информацию. Только Земли не было в кадре.

Первое, что решили сделать – это нажать "резет". Точнее КУДМ отключили на сутки и дали "отдохнуть". Отключение позволяло сбросить вероятный накопленный заряд статического электричества и охладить систему, если причина в перегреве. Спутник стабилизировали при помощи малых двигателей ориентации. Они позволяют аппарату смотреть в нужную сторону, но не обеспечивают требуемую точность для съемки Земли в прежнем режиме.

Через сутки запустили КУДМ и результаты показались очень обнадеживающими – прежняя функциональность восстановилась. Но так продолжалось всего час – даже не успели ни одного снимка сделать. Затем блок снова отключился. 

Вслед за энтузиастами, ситуацией со спутником заинтересовались журналисты. Пока инженеры ломали голову над проблемой, ответственные и безответственные лица начали давать комментарии СМИ. Больше всего это напоминало соревнование на самую благозвучную и позитивную замену слова "задница".

Представитель НЦОМЗ Анатолий Гончаров "успокоил": "Спутник "Электро-Л" не выходил из строя, как об этом поторопился сообщить ряд СМИ. Есть временная проблема, наблюдаемая, кстати, ещё с прошлой пятницы, с 17.00 мск, с передачей космических снимков, и ничего критичного в этом нет..."

Неназванный представитель НПО им. С.А. Лавочкина заявил: "Никакой информации о том, что космический аппарат "Электро-Л" вышел из строя, у нас нет. Он как работал, так и работает в штатном режиме".

Только к вечеру 3 апреля от имени Роскосмоса появился более-менее внятный и честный пресс-релиз, который, впрочем, опубликовать на официальном сайте постеснялись. А в блогах появился более подробный технический разбор ситуации, на основе доступных открытых данных.

Над "Лавочкой" сейчас витает дух надежды. Можно подойти к любому сотруднику, спросить в лоб, без уточнений: "Ну, как?" и услышать в ответ "Надеюсь, заработает".

Сейчас, вероятно, попробуют еще раз сделать "выкл/вкл". Потом увеличат период отдыха до нескольких суток или недель, и снова запустят. Возможно, попробуют перенастроить режимы работы, чтобы обойти причину сбоя. Именно так поступали с телескопом Kepler. Но тому не помогло.

Предпримут ли что-то подобное у нас, и возможно ли это в принципе, пока говорить рано, но за свое детище инженеры готовы биться до последнего.

С выходом из строя двигателей-маховиков на "Электро-Л" мы потеряем только снимки Земли. Ученые продолжат получать данные с магнитометра и датчиков солнечного излучения, Росгидромет продолжит пользоваться спутником как ретранслятором, а МЧС блоком передачи сигналов Коспас-Сарсат. Двигатели ориентации смогут поддерживать аппарат в нужном положении еще несколько месяцев, после чего "Электро-Л" уведут на орбиту захоронения.

Дополнительный негативный эффект от сбоя – это вероятность переноса запуска "Электро-Л №2". Этот спутник уже почти закончили, он находится в сборочном цехе, и готовится к запуску в 2015 году. Если там стоит аналогичный КУДМ, то его могут подвергнуть дополнительным тестам или даже замене, что может существенно отсрочить старт.

Космический радиотелескоп "Спектр-Р" ("Радиоастрон"), как и "Электро-Л", создан на спутниковой платформе "Навигатор", но у него системы дублируются – у него 8 двигателей-маховиков и два КУДМ, поэтому, даже если половина откажет, остальные смогут поддерживать работу в прежнем режиме.
Нам же остается только надеяться, что "Электро-Л" заработает.

Источник: блог Виталия Егорова