Премия Рунета-2020
Россия
Москва
-13°
Boom metrics
Наука3 октября 2023 10:30

"Луну-25" подвела инновационная технология, опережающая время: что сгубило нашу станцию и как это исправить

Александр Железняков: Причиной крушения «Луны-25» стало программное обеспечение
Снимок, присланный станцией "Луна-25" во время ее полета к лунной орбите.

Снимок, присланный станцией "Луна-25" во время ее полета к лунной орбите.

Фото: REUTERS

Роскосмос объявил предварительную причину крушения Луны-25. Для неспециалистов их можно считать окончательными: назван «виновный» с точностью до прибора. Впрочем, виноват не прибор сам, а то, как его запрограммировали, выяснила Комсомолка. На будущее проверять программное обеспечение перед стартом надо пожестче, советуют эксперты.

СЛИШКОМ ДЛИННАЯ ПОСАДКА

Напомним: станция Луна-25 разбилась 19 августа при попытке сесть на Луну, недалеко от Южного полюса. Этот район остро интересен тем, что там, возможно, есть запасы воды (льда). Вода – это ресурс для будущих обитаемых станций и компонент ракетного топлива.

Для России миссия была тем более важна, что это – Большое возвращение в дальнюю космонавтику. Луна-24 была суперуспешной миссией (доставила грунт с Луны), но летала в далеком 1976 году. Вслед за Луной-25 к нашей спутнице двигался индийский аппарат Чандраян-3, и тоже метил в полюс. Настоящая гонка в духе 1960-х!

Наш аппарат успешно вышел на круговую орбиту вокруг Луны. Далее он должен был постепенно снижать свою орбиту так, чтобы «мягко врезаться» в Луну (мягкая посадка в земном понимании на Луне невозможна, там нет атмосферы). Попросту, станция должна была аккуратно тормозить до тех пор, пока ее скорость не упадет до считанных метров в секунду. И тут уже можно плюхаться на Луну.

Тормозят – двигателями. Включили двигатель на торможение. Он проработал вместо 84 секунд – 127 секунд. Аккуратно снизить орбиту не получилось. Станцию понесло к Луне, и она в нее врезалась.

Чандраян-3 сел успешно, и даже выпустил из себя ровера. Но аккумуляторы ровера не пережили лунной ночи, скоро в месте посадки снова наступит ночь, а это значит – все, миссия закончена. Воду индусы не нашли, «луноход» проработал всего несколько дней, вдобавок миссию критикуют за то, что сели очень далеко от Южного полюса (69-я южная широта).

Не дался Южный полюс Луны пока никому.

Назван главный виновник провала миссии "Луна-25" – прибор БИУС-Л.

Назван главный виновник провала миссии "Луна-25" – прибор БИУС-Л.

Фото: REUTERS

ВОПРОС ПРИОРИТЕТА

Почему двигатели работали слишком долго? Их не выключила автоматика. Пару недель назад глава Роскосмоса Юрий Борисов говорил, что «автоматика» - это акселерометр, прибор для измерения ускорений. Штука важная. Какое у вас ускорение (грубо говоря, какая скорость) – это определяет, где вы летите и куда летите, по какой орбите.

Теперь назван виновный – прибор БИУС-Л. Именно он, когда двигатель заработал, продолжал «уверять», что станция не ускорилась. То есть выдавал нулевой сигнал. Поддали газу – станция «покоится», еще – опять скорость ее не поменялась, да что ж такое. Пока судили-рядили, Луна-25 с орбиты и сошла. Там же все секунды решают.

В пресс-релизе Роскосмоса есть пассаж, который нам пришлось тщательно разобрать со специалистами. Даже они признали, что для понимания он труден: «Установлено, что наиболее вероятной причиной аварии стало нештатное функционирование бортового комплекса управления… из-за возможного попадания в один массив данных команд с различными приоритетами их исполнения прибором. При этом распределение команд в массивах данных имеет случайный (вероятностный) характер».

Думали мы думали и вот как расшифровали это послание. В прибор «зашиты» возможные команды. В норме все команды равны. Скажут с Земли – тормози, тормозишь. Скажут разгонись – разгонишься. А тут из-за ошибки программирования машине сказали, что одни команды главнее других. С Земли дали приказ тормозить, «врешь», думает программа, «меня на 5 копеек не разведешь. Команда «ускоряться» главнее». Выше стоит «мозг», он недоумевает – что это они там устроили? Наверное, зависли. Пусть пока разберутся, а я нуль в общую систему выдам.

Это, скорее всего, очень грубое представление того, что случилось.

ВЫХОДИЛИ ИЗ-ПОД САНКЦИЙ

Трудно ожидать, что конкретному прибору посвятят популярную статью, но БИУС-Л такой чести удостоился: в далеком 2021 году его разработчики из НПЦ автоматики и приборостроения им. академика Пилюгина давали интервью журналистам. И там история-то, оказывается, интереснейшая.

Россия хотела вернуться на Луну еще в 2014 году. Но наша страна уже была под санкциями. А наши навигационные системы сильно зависели от импортных компонентов. Пришлось делать российский акселерометр с нуля – его начали разрабатывать в начале 2020 года.

И решили пойти на революционный шаг: отказаться от гироскопа. Гироскоп – это, грубо, волчок. Его свойство: сохранять единожды заданную ориентацию при любых обстоятельствах. Корпус аппарата как бы крутится вокруг волчка, по этому кручению понимаешь, каково ускорение. Всем хорош гироскоп, но дорог и тяжел. Для Луны-25 он весил бы 10 килограмм. А что, если мерить ускорение непосредственно?

Сказано-сделано. Оптоволокно («проводник для света»). Длиной аж полкилометра (но, конечно, в скрученном состоянии). В него пускают два встречных пучка света. Когда аппарат неподвижен, пучки приходят к точке встречи одновременно. Когда двигается, не одновременно. По этим данным можно понять ускорение.

Нет механических частей – легче и дешевле (всего 1,5 кг). И прибор сделали всего за 1,5 года. Но разработчики предупреждали: оптоволокно грубее гироскопа. Ему нужны подсказчики – например, звездные датчики. И очень важно программирование. То, как компьютер интерпретирует сигнал.

И вышло так, что сам по себе прибор выше всех похвал. Наши инженеры вновь и вновь показывают, что идеи у них прорывные, опережающие время. Но – подвело программное обеспечение. Возможно, с этой стороны удара не ждали – программисты-то у нас тоже отличные. Возможно, блок, в который записана программа, на каком-то этапе повредился. Но это уже детали.

КОМПЕТЕНТНО

Дело не в «железе», а в программном обеспечении

Александр Железняков, член Российской Академии космонавтики имени Циолковского

- Выходит, не удалось импортозаместить?

- Да нет, не в этом дело. Ошибка-то не в приборе, а в программном обеспечении. Это, скорее, человеческий фактор на Земле.

- А программируют на Земле?

- Да, на Земле в машину закладываются алгоритмы. Что-то не учли.

- Что теперь делать, уволить программистов?

- Нет, конечно. Просто надо обратить особое внимание на порядок разработки ПО и его проверки перед запуском. Все проверить, конечно, сложно, но надо к этому стремиться. Тем более, что команды с различным приоритетом выловить заранее, на стадии проверки, конечно, можно.