Необходимость в новых ракетах-носителях у Китая возникла в конце 90-х — начале 2000-х годов. Развитие космической программы требовало вывода компонентов орбитальных станций, регулярных грузовых и пилотируемых миссий на низкую опорную орбиту, вывода тяжёлых спутников на геостационарную орбиту, а также запуска исследовательских аппаратов Солнечной системы. Целью было создание линейки безопасных, надёжных и экономичных ракет-носителей, покрывающих полный спектр полезных нагрузок, от лёгких до тяжёлых, которые впоследствии смогли бы полностью заменить действующие ракеты серий Чанчжэн-2, 3 и 4.

Важным шагом стало решение перейти с высокотоксичной и дорогостоящей топливной пары гидразин и тетраоксид диазота на более безопасные, производительные и экономически выгодные керосин, жидкий кислород и жидкий водород.

Проект анонсировали в 2001 году, однако серьёзные работы по его развитию начались только в 2007. Изначальные планы включали в себя создание семейства модульных ракет «Чанчжэн-5», разные модификации которых могли бы доставлять на низкую опорную орбиту грузы от 1,5 до 25 т. Впоследствии, было проведено разделение на отдельные серии по выводимой полезной нагрузке: легкого класса — «Чанчжэн-6», среднего класса — «Чанчжэн-7» и тяжёлого класса — «Чанчжэн-5». Вся новая линейка ракет-носителей использует общие структурные компоненты, в том числе ракетные двигатели, что позволило существенно снизить как время, так и стоимость разработки и производства.

В 11:23 UTC воскресенья состоялся второй пуск ракеты «Великий поход-5» с телекоммуникационным спутником «Шицзянь-18». Спустя некоторое время в трансляции появились странности, затем ее прервали, а пуск объявили неудачным. Что же случилось?

Ракета «Великий поход-5»

Факты и расследование

Пуск можно было отслеживать по нескольким трансляциям. При этом в разное время на разных каналах показывали картинку с разных камер.

Какую информацию можно получить из кадров ЦУПа и камер, стоявших на ракете?

Любопытная картинка видна в ЦУПе. На центральном экране отображаются графики, очевидно, скорости и высоты полета. В нормальном полете реальные данные будут близки к расчетным, но тут мы видим, что верхняя линия двоится (то есть там есть заметные расхождения), а линия внизу отклоняется от расчетной все больше и больше.

Верхняя линия должна быть графиком скорости. Это заметно по характерным, похожим на параболу, участкам в левой части графика, когда ракета, расходуя топливо, становится все легче и разгоняется все быстрее. Также в правой части графика значение величины увеличивается, и затем начинает уменьшаться, потому что связка ступени и спутника должна отправиться на геопереходную орбиту с высоким апоцентром, набрать скорость в перицентре и начать терять ее с увеличением высоты.

Нижняя линия должна быть графиком высоты, потому что длинный плоский участок — это стабильная высота на промежуточной низкой орбите, а увеличение значения в правой части графика должно означать увеличение высоты при движении по геопереходной орбите.

Из разночтений фактических и расчетных величин несложно сделать вывод — на участке работы второй ступени скорость почему-то начала расти медленнее, а на участке работы третьей ступени высота в какой-то момент стала уменьшаться. Третьей ступени не хватило тяговооруженности, чтобы выйти на опорную орбиту, и спустя несколько минут она вместе со спутником вошла обратно в атмосферу и сгорела там.

Можно ли попытаться определить, почему это произошло? На ракете стояли бортовые камеры, и, похоже, что симптомы аварии попали в кадр. На первом видео можно увидеть вот такую картину:

На участке работы второй ступени заметен некий выхлоп. Скорее всего, это нормальная работа двигателя — водородный YF-77 сделан по открытой схеме, и дренаж газогенератора могут просто сбрасывать в сторону. Но на 347 секунде полета (10:49 первого видео) характер выхлопа меняется на неровные белые облака.

На втором видео в районе 347 секунды показывают крупным планом какую-то деталь ракеты, из которой равномерно что-то стравливается, и никаких изменений не видно. Но уже после происшествия дается картинка, скорее всего с той же камеры, что и в первом видео, это заметно по тем же выступам на корпусе в кадре. И характер дренажа изменился.

Также можно отметить, что на втором видео наблюдаются довольно заметные изменения положения горизонта. В нормальном полете на этом участке ракете нет необходимости выполнять резкие маневры, так что, возможно, система управления пыталась парировать асимметрию тяги. Ну и, наконец, после отделения третьей ступени ее двигатели начинают достаточно заметно шевелиться, это вполне может быть исправление неверного по мнению системы управления положения ракеты.

Удивительно, но информации на видео вполне хватает, чтобы выделить основную версию аварии — потеря тяги (скорее всего разрушение) одного из двигателей YF-77 в районе 347 секунды. А после того, как на форуме NasaSpaceFlight появляется слух, что в районе 350 секунды пропало давление в камере сгорания одного из двигателей, эта версия становится еще более вероятной.

Последствия и размышления

Кроме непосредственных убытков, связанных с потерей спутника, авария «Великого похода-5» скорее всего приведет к переносу запуска лунного аппарата «Чанъэ-5», который должен был лететь на ракете этого типа в конце 2017 года. Авария ракеты-носителя обычно приводит к перерыву в полетах как минимум в полгода — нужно точно установить причину, принять меры по ее устранению и проверить их правильность на испытаниях.

Также стоит отметить, что это уже вторая авария китайской космонавтики в 2017 году — 15 июня из-за аварии третьей ступени ракеты «Великий поход-3B» на неверной орбите оказался телекоммуникационный спутник Chinasat-9A.

Небольшой ликбез

«Великий поход-5», она же CZ-5 — вторая по грузоподъемности из существующих ракет-носителей. На низкую орбиту она может вывести 25 тонн, а на геопереходную — 14, и по обоим параметрам уступает только американской Delta-IV Heavy. CZ-5 относится к новому семейству китайских экологически чистых ракет-носителей, и совершила первый полет 3 ноября 2016 года.

Полезной нагрузкой в этом пуске был геостационарный спутник связи «Шицзянь-18». Он должен был стать первым спутником новой платформы DFH-5, имел рекордную массу более 7 тонн (в некоторых источниках упоминаются аж 7,6 тонн) и должен был обеспечивать связь со скоростью примерно 70 гигабит в секунду.

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!