«Что-то пошло не так»: главные космические неудачи XXI века

2 июня 2003 года запущенная с космодрома Байконур ракета «Союз» успешно отправила к Красной планете Mars Express: на тот момент самую амбициозную межпланетную миссию в истории Европейского космического агентства (ESA). Она состояла из одноимённого космического аппарата, который оставался на орбите вокруг Марса, и спускаемого аппарата «Бигль-2». Последний должен был осуществить первую в истории ESA мягкую посадку на Марс.Mars Express оказался весьма успешным космическим аппаратом. Он всё ещё продолжает работать, и недавно ESA с помпой отметило его 20-летний юбилей. А «Биглю-2» повезло намного меньше. После прибытия к Марсу «Бигль-2» отделился от Mars Express и вошёл в атмосферу планеты в точном соответствии с планом. Но когда в ESA уже готовились открывать шампанское, «Бигль-2» не вышел на связь. ESA так и не удалось наладить с ним контакт.Загадка исчезновения «Бигля-2» долго не давала покоя конструкторам, и они высказали ряд версий — от дефекта теплозащитного экрана до отказа парашюта. А уфологи, конечно, всё списали на происки марсиан. У создателей первых «Трансформеров» нашлось своё объяснение пропаже. Из фильма можно узнать, что «Бигль-2» уничтожен злыми десептиконами.Тайну гибели «Бигля-2» раскрыли лишь в 2015 году, когда американскому аппарату MRO удалось наконец-то найти и сфотографировать место его посадки. Причина оказалась крайне обидной. Дело в том, что спускаемый аппарат был оснащён амортизирующими воздушными мешками, которые должны были смягчить удар во время посадки. Снимки MRO показали, что один из этих мешков сдулся не до конца, из-за чего зонд не смог развернуть панели солнечных батарей. Их полное раскрытие было необходимо, чтобы не загораживать радиоантенну, обеспечивавшую связь с Землей. Хотя сама посадка прошла успешно, «Бигль-2» не смог ни перезарядить аккумуляторы, ни передать каких-либо данных с поверхностей.

Несмотря на колоссальный опыт, даже NASA не застраховано от провалов. И одним из самых громких в XXI веке стала миссия CONTOUR. Целью зонда CONTOUR было изучение комет. Он должен был пролететь вблизи как минимум от трёх хвостатых гостий и получить детальные фотографии их ядер. В NASA надеялись, что в дальнейшем сумеет найти ещё какую-то подходящую комету, к которой можно направить аппарат.CONTOUR был запущен 3 июля 2002 года. А уже 15 августа 2002 года аппарат навеки замолчал. Это произошло после того, как он запустил твердотопливный двигатель для выполнения запланированного манёвра. Впоследствии телескопы обнаружили несколько объектов на траектории полёта аппарата — значит, он разрушился.По итогам расследования в NASA пришли к выводу, что наиболее вероятной причиной гибели стал взрыв двигателя. Возможно также, что аппарат с чем-то столкнулся. Но, в отличие от «Бигля-2», мы уже вряд ли узнаем наверняка, что именно пошло не так.

Фиаско миссии «Фобос-Грунт»

Миссию «Фобос-Грунт» чаще прочих вспоминают как пример неудачи, но в чём ей нельзя отказать, так это в амбициозности. Полная масса аппарата достигала 13,5 тонны, что до сих пор остаётся рекордом для автоматических межпланетных исследователей. Для сравнения, масса первой китайской орбитальной станции «Тяньгун» составляла 8,5 тонны. Большая часть этой рекордной массы приходилась на топливо. Оно требовалось, чтобы доставить к Марсу аппарат, который бы сумел осуществить посадку на поверхность его спутника Фобоса, взять пробу грунта, затем взлететь и доставить её на Землю. У «Фобос-Грунта» также имелся попутчик в виде китайского зонда «Инхо-1». Он должен был отделиться от станции после прибытия к Марсу и приступить к выполнению собственной научной программы. Помимо китайского зонда, «Фобос-Грунт» нёс капсулу со специально отобранными микроорганизмами. Она должна была вернуться на Землю вместе с образцами грунта. Учёные планировали изучить её, чтобы узнать, как трёхлетнее путешествие в межпланетном пространстве сказалось на микроскопических обитателях капсулы и сумели ли они его пережить.Учитывая огромную сложность миссии, многие эксперты осторожно высказывались о её перспективах. Не секрет, что с финансированием проекта были проблемы, особенно на раннем этапе. Но запуск «Фобос-Грунта» действительно ждали. Ведь до этого ещё ни одна страна не пыталась решить задачу подобного уровня сложности и масштаба.«Фобос-Грунт» был запущен 9 ноября 2011 года. Увы, он так и не смог покинуть окрестности Земли. Из-за отказа маршевой двигательной установки аппарат остался на околоземной орбите. Несмотря на все усилия, инженерам не удалось активировать установку. В начале следующего, 2012 года «Фобос-Грунт» вошёл в атмосферу. Его обломки упали в Тихий океан, похоронив мечту целого поколения российских конструкторов и инженеров.

Смертельное пике японского телескопа

17 февраля 2016 года стало днём триумфа для Японского агентства космических исследований (JAXA). Его специалисты принимали поздравления коллег со всего мира. Шутка ли, JAXA успешно запустило на околоземную орбиту рентгеновский телескоп «Хитоми» — один из крупнейших и сложнейших космических аппаратов.«Хитоми» должен был заниматься изучением вспышек сверхновых, ядер активных галактик и сверхмассивных чёрных дыр, а также искать следы темной материи. Но вместо революционных данных астрономы получили фиаско. Всего через 37 дней после запуска новенький телескоп разрушился.Первоначально все подумали, что «Хитоми» столкнулся с метеоритом или фрагментом космического мусора. Но вскоре стало понятно, что его погубил софт. Проблемы начались с загрузки патча, содержавшего неправильные данные о конфигурации оборудования. После этого система стабилизации аппарата сочла, что он начал вращаться вокруг своей оси (чего не было в действительности), и попыталась исправить положение, включив двигатели. От этого аппарат начал вращаться на самом деле, что привело к потере ориентации и переходу в безопасный режим. После этого бортовой компьютер «Хитоми» вновь попытался выправить положение, переориентировав телескоп в сторону Солнца при помощи главных двигателей. Это решение стало фатальным. Телескоп начал вращаться ещё сильнее, после чего центробежная сила оторвала от него все непрочные и выступающие элементы, в том числе и солнечные батареи. Катастрофа стала ударом по престижу JAXA. Но за прошедшие годы организация построила другой рентгеновский телескоп XRISM, который возьмёт на себя часть функций погибшего «Хитоми». Его запуск состоится уже 26 августа.

Неудачная демонстрация ESA

В 2016 году ESA вновь отправило миссию к Марсу (и вновь при помощи российской ракеты). Как и Mars Express, она состояла из орбитального и спускаемого аппарата, который назвали «Скиапарелли». Его главной задачей была отработка входа в атмосферу и мягкой посадки на поверхность Марса.«Скиапарелли» успешно справился с первой частью. На этом хорошие новости для ESA закончились. За 50 секунд до того, как «Скиапарелли» должен был сесть на Марс, ЦУП потерял с ним связь. Спустя несколько дней американский аппарат MRO вновь поработал космическим детективом, сфотографировав свежий кратер в районе посадки аппарата. Это сняло последние сомнения о судьбе «Скиапарелли».Но что же случилось? Расследование установило, что после выпуска тормозного парашюта «Скиапарелли» начал вращаться с большой скоростью. Это привело к тому, что его инерционный измерительный блок (IMU) оказался перенасыщен данными. Он достиг предела измерительных возможностей и не мог показывать реальную скорость. Из-за некорректного поступления данных бортовой компьютер решил, что «Скиапарелли» уже опустился ниже уровня марсианской поверхности. В итоге он преждевременно раскрыл парашют и включил посадочные двигатели. Причём вместо положенных 30 секунд они проработали всего 3.В этот момент аппарат находился на высоте в 3,7 километра. Поскольку марсианская атмосфера намного разрежённей земной, одних парашютов оказалось недостаточно для мягкой посадки. После отключения двигателей «Скиапарелли» врезался в поверхность на скорости порядка 300 км/ч. Судя по окружающему место падения тёмному пятну, удар привёл к взрыву топливного бака.Ирония в том, что всех этих событий можно было избежать, если бы в программу модуля заложили процедуру проверки на столь очевидные ошибки. Кроме того, проблема с перенасыщением IMU легко выявлялась при дополнительных тестах. Но её так и не решили. В ходе расследования даже разразился небольшой скандал, когда Итальянское космическое агентство (оно отвечало за посадку) обвинило в случившемся румынскую компанию Arca Space, которая проводила тестирование ПО «Скиапарелли». А многие критики справедливо указали на то, что решение ради экономии отдать на аутсорс малоизвестной фирме столь важный компонент миссии не красит саму организацию.

Тихоходки на Луне

В 2007 году компания Google организовала конкурс Google Lunar X Prize, направленный на стимулирование частной космонавтики. Его главный приз, 20 миллионов долларов, должен был достаться команде, которая сумеет первой посадить аппарат на Луну и передать изображения с её поверхности в высоком разрешении.Сроки конкурса несколько раз продлевались, пока в 2018 году Google не объявила о его закрытии. Но к тому моменту несколько команд уже так усердно готовились к полёту на Луну, что решили не менять планы.Одной из них была израильская некоммерческая организация SpaceIL. Ей удалось не только построить 585-килограммовый аппарат, получивший название «Берешит», но и найти для него носитель — ракету Falcon 9. «Берешит» был запущен 22 февраля 2019 года. Аппарат успешно выполнил коррекции курса и перешёл на орбиту вокруг Луны. 11 апреля 2019 года «Берешит» приступил к посадке.Как и в случае со «Скиапарелли», всё началось с неполадок в работе инерциального измерительного модуля. Попытка перезапустить его вызвала цепную реакцию сбоев, которые привели к отключению посадочного двигателя. В этот момент аппарат находился на высоте 14 километров над лунной поверхностью. В конце концов инженерам удалось восстановить работу двигателя. Но было слишком поздно — у «Берешита» уже не оставалось времени затормозить. Он ударился о поверхность на скорости свыше 500 км/ч и разбился.Вскоре после крушения «Берешита» в SpaceIL объявили о намерении повторить попытку. Второй аппарат создаётся совместно с ОАЭ. Его запуск запланирован на 2025 год.

2019-й год стал неудачным для двух лунных миссий. Помимо «Берешита», при попытке посадки в южном полярном регионе Луны разбилась спускаемая платформа «Викрам», на борту которой находился первый индийский луноход «Прагъян».«Викрам» отправился к Луне в составе миссии «Чандраян-2». После выхода на орбиту вокруг спутника платформа отделилась от аппарата и приступила к спуску. Поначалу всё шло хорошо. Но когда «Викраму» оставалось всего несколько километров до Луны, траектория его спуска начала существенно отклоняться от заданной. Вскоре после этого пропала связь. Позже зонд LRO сфотографировал обломки «Викрама», подтвердив, что он разбился при посадке.Расследование показало, что «Викрам» успешно прошёл первую фазу спуска, снизившись с 30 до 7,4 километра. Но тяга основных двигателей аппарата оказалась выше номинальной, поэтому он снизил скорость больше, чем должен был. Причём система управления тягой «Викрама» была настроена так, что коррекции курса осуществлялись не сразу, а постепенно, отчего отклонения накапливались. На это наложился неправильный расчёт оставшегося времени полёта бортовым алгоритмом и заложенное в него разработчиками жёсткое требование приземлиться на запланированной площадке независимо от хода полёта.Управляющая система попыталась увеличить горизонтальную скорость «Викрама», чтобы достичь посадочной площадки. Вот он и разбился точно на ней. То, что «Вирам» упал в заданном районе, вряд ли сильно утешило разработчиков миссии.Индия извлекла уроки из этой неудачи. В 2023 году она запустила новую лунную миссию «Чандраян-3», и всё прошло без осложнений. 23 августа «Чандраян-3» успешно сел на Луну, сделав Индию четвёртой в истории страной, сумевшей этого добиться.

Потерянная флотилия лунных кубсатов

В прошлом году NASA с триумфом запустило сверхтяжёлую ракету SLS, которая отправила к Луне беспилотный корабль Orion. В тени этого крупного успеха остались проблемы, возникшие с дополнительным грузом миссии. Речь о флотилии из десяти экспериментальных кубсатов, которые были запущены в космос в качестве попутного груза. Пять из них или вообще не вышли на связь, или перестали отвечать вскоре после отделения от ракеты. Ещё у одного аппарата возникли проблемы с двигателями, из-за чего он так и не смог выйти на орбиту вокруг Луны.От этих экспериментальных аппаратов никто особо и не ждал, что все они выполнят свои задачи. Но столь большой процент отказов имеет простое объяснение. Дело в том, что запуск SLS был отложен из-за последствий урагана. Готовая к полёту ракета с уже установленными на неё кубсатами провела несколько лишних месяцев в ангаре, ожидая следующего стартового окна. А батареи большинства ракет не были рассчитаны на столь долгое ожидание. Инженеры понимали, чем чревата эта ситуация. Но они смогли подзарядить лишь несколько кубсатов. Чтобы добраться до остальных, им пришлось бы разбирать SLS, что привело бы к новому переносу запуска. В NASA после критики из-за постоянных задержек очень хотели избежать этого. Так что и запустили SLS «как есть», обрекая на гибель большинство аппаратов. А ведь среди погибших кубсатов было несколько весьма любопытных миссий. Например, NEA Scout должен был развернуть солнечный парус, после чего направиться на встречу с околоземным астероидом. Также можно выделить японский зонд OMOTENASHI. Он должен был опробовать экспериментальную технологию полужёсткой посадки на Луну. Предполагалось, что OMOTENASHI использует твердотопливный двигатель, чтобы погасить большую часть скорости, после чего на высоте в 100 метров отделится от тормозной ракеты и совершит посадку в режиме свободного падения (для смягчения удара зонд должен был раскрыть воздушный мешок). В случае успеха OMOTENASHI стал бы не только первым частным аппаратом, севшим на Луну, но и самым маленьким в истории аппаратом, которому удалось это сделать. 

Погибший арабский луноход

В 2023 году сразу несколько космических агентств и частников попытались осуществить посадку на Луну. Среди них была и японская компания iSpace, некогда тоже участвовавшая в конкурсе Google Lunar X PRIZE.iSpace сделала ставку на аппарат «Хакуто-R». Его полезная нагрузка состояла из нескольких научных инструментов, крошечного робота-трансформера SORA-Q , а также первого в истории арабского лунохода «Рашид». 10-килограммовый аппарат был построен специалистами Космического центра Мохаммеда Бин Рашида (ОАЭ). «Хакуто-R» был запущен в конце 2022 года. Его дальнейшая судьба оказалась похожа на истории «Берешита» и «Викрама». После серии манёвров «Хакуто-R» успешно вышел на орбиту вокруг Луны. Посадка состоялась 25 апреля 2023 года. Изначально она проходила в штатном режиме. Но всего за несколько минут до контакта с поверхностью связь с аппаратом пропала. Позже американский зонд LRO сфотографировал обломки «Хакуто-R».Как и в случае с «Берешитом» и «Викрамом», основной причиной гибели «Хакуто-R» стала некорректная работа софта. Во время спуска японский аппарат пролетел над высоким утёсом. Из-за резкого изменения показаний альтиметра бортовой компьютер счёл, что прибор передаёт неправильные данные, и начал игнорировать его показатели. Поэтому, когда «Хакуто-R» находился на высоте 5 километров над лунной поверхностью, система решила, что он уже сел. Двигатели аппарата переключились в режим малой тяги. «Хакуто-R» некоторое время повисел над лунной поверхностью, и когда у него кончилось топливо, упал на Луну.К чести iSpace, компания признала, что одной из причин аварии стало её запоздалое решение сменить первоначальное место посадки миссии. Специалисты, проводившие симуляцию посадки, не учли фактор изменившегося рельефа, что лишило их возможности выявить баг в ПО аппарата.

Неулетевшие зонды Janus

Все перечисленные нами аппараты объединяет то, что они погибли после запуска. Но порой космическая миссия может «умереть», так и не побывав в космосе. Именно это произошло с зондами Janus.Janus представляли собой пару идентичных малых аппаратов, которые должны были заняться изучением двойных астероидов. В NASA планировали запустить их совместно с миссией Psyche в качестве попутного груза.Но затем запуск Psyche перенесли с 2022 на 2023 год. Довольно быстро выяснилось, что при запуске в 2023 году зонды Janus не смогут достичь ни своих первоначальных целей, ни каких-либо других астероидов. Специалисты изучили возможность запустить их на какой-то другой ракете. Однако им так и не удалось найти подходящего попутного носителя, а бюджет миссии не позволил купить для неё отдельную ракету.NASA пришлось признать неизбежное и объявить о закрытии миссии. Два собранных и готовых к полёту космических аппарата стоимостью в 55 миллионов долларов отправили на склад. В теории со временем NASA может найти зондам какое-то иное применение. Но даже в этом случае они уже вряд ли когда-либо полетят к астероидам.