«Фобос» сбили космические частицы и некосмические микросхемы

МОСКВА, РИА Новости. 17:39 31/01/2012

Причиной аварии российской межпланетной станции «Фобос-Грунт» стал сбой работы бортового вычислительного комплекса из-за воздействия космического излучения - такой официальный вывод озвучил во вторник глава Роскосмоса Владимир Поповкин, выступая во вторник в Воронеже на совещании по проблемам развития отечественной космонавтики.

Поповкин также заявил, что к нештатной ситуации со станцией могли привести импортные микросхемы, использованные при создании «Фобоса».

Ранее в качестве версий аварии аппарата назывались, в частности, воздействие американского радара и плазменного образования в магнитосфере Земли.

Первый за 15 лет российский межпланетный зонд, предназначенный для доставки образцов грунта со спутника Марса Фобоса, был запущен 9 ноября 2011 года. Маршевая двигательная установка станции не включилась и не смогла перевести аппарат на траекторию перелета к Марсу. «Фобос-Грунт» остался на околоземной орбите, и 15 января обломки зонда упали на Землю в Тихом океане.

Частица пролетела - и ага...

По словам Поповкина, на борту станции произошел перезапуск двух комплектов бортового вычислительного комплекса (БВК), поэтому он перешел в режим наибольшей экономии энергии и ожидания команды. «Наиболее вероятной причиной, по мнению комиссии, является локальное воздействие тяжелых заряженных частиц космического пространства на БВК», - сказал глава Роскосмоса.

Он отметил, что внешнее воздействие привело к сбою в запоминающем устройстве БВК еще на втором витке полета на опорной орбите «Фобос-Грунта».

Поповкин также сказал, что, хотя эта станция была несерийным комплексом, ее разработчикам и создателям нельзя было не учитывать воздействие космического пространства.

В то же время, источник в космической отрасли отметил в беседе с РИА Новости, что «Фобос» мог выйти из строя только в том случае, если бы оба полукомплекта БВК одновременно или последовательно друг за другом перезагрузились и перестали выполнять циклограмму полета. После этого аппарат бы перешел в аварийный режим. Однако крайне маловероятно, чтобы воздействие частиц высоких энергий привело к перезагрузке обоих независимых частей БВК.

«Перед стартом спрашивали у главного разработчика систем управления (об этом), он сказал, что шансы (на одновременную перезагрузку обоих полукомплектов) один на миллион», - сказал собеседник агентства.

«Выстрел» над Бразилией

Район над Южной Америкой, где «Фобос-Грунт» должен был включать двигатели для перехода на траекторию перелета к Марсу, отличается «большей прозрачностью» магнитного поля, и там действительно выше риск воздействия тяжелых высокоэнергетических частиц, сказал РИА Новости руководитель центра прогнозов космической погоды Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн (ИЗМИРАН) Сергей Гайдаш.

Он пояснил, что речь идет о частицах галактических космических лучей - ядрах атомов, протонов, электронов и позитронов с энергиями более 100 мегаэлектронвольт, которые возникают при взрывах сверхновых.

«Такие частицы высоких энергий могут пробивать транзисторы или другие электронные компоненты и менять свойства полупроводника. В результате транзистор меняет свойства и перестает быть транзистором. Или ячейка памяти, в которой хранится число или команда, становится пустой. Пришло время эту ячейку считывать, а там пусто», - сказал ученый.

Микросхемы не для космоса

Поповкин также заявил, что к нештатной ситуации со станцией могли привести импортные микросхемы, использованные при создании «Фобоса».

«Там микросхемы, которые были применены, в отличие от тех микросхем, которые раньше применялись на «Фрегате», они меньше по типономиналу. Там вместо 200 нанометров где-то 90 нанометров. Но это импортная компонентная база, и, конечно, вот причина, наверное, в этом», - сказал глава космического ведомства.

По его словам, «применение импортных микросхем - это болезнь не только наша, но и целые разборки идут в последнее время и в НАСА, и Минобороны США по контрафакту этой продукции».

Более половины микросхем, использованных при создании «Фобос-Грунта», могли использоваться в промышленности в нормальных земных условиях, но не были предназначены для работы в космическом пространстве, заявил глава комиссии по расследованию причин аварии этой станции Юрий Коптев.

«При создании «Фобос-Грунта» использовалось 95 тысяч микросхем, из которых 62% - это элементная база класса Industry», - сказал он. Компоненты категории Industry предназначены для наземных индустриальных электронных устройств.

В связи с этим, по словам Коптева, одна из главных задач, которая сейчас стоит перед российской космической отраслью - это формирование своей собственной новой элементной базы.

А были ли частицы?

Другой источник в ракетно-космической отрасли в беседе с РИА Новости подверг сомнению версию о заряженных частицах, снайперски «подстреливших» «Фобос».

Он отметил, что попадания тяжелых космических частиц в бортовые комплексы случаются раз в один-два года, и, в основном, это происходит с межпланетными станциями, работающими вокруг Марса или Венеры.

«Нарваться» на это явление на низкой околоземной орбите под радиационными поясами (где находился «Фобос-Грунт») маловероятно», - сказал источник.

По его словам, случаи попадания тяжелых частиц происходили с американскими и европейскими межпланетными станциями, например, с европейским зондом «Марс-Экспресс», который был запущен с космодрома Байконур 2 июня 2003 года, достиг Марса 3 декабря 2003 года и с тех пор обращается на околомарсианской орбите. На этом зонде «только за одну осень 2011 года четыре случая нарушения бортовых систем были зафиксированы, в том числе, из-за попадания в эти системы тяжелых частиц», - сказал собеседник агентства.

Однако, как он отметил, такое явление обратимо, и его можно предотвратить.

«В случае с европейским зондом логика разработчиков изначально, еще на этапе его проектирования, была построена так, чтобы парировать такую ситуацию, как попадание частиц в бортовой комплекс. А в ситуации с «Фобос-Грунтом» такая ситуация не была предусмотрена на этапе проектирования», - заключил источник.

Более вероятная причина аварии «Фобоса» - не космические частицы, а ошибка в программировании работы «Фобос-Грунта» сообщил РИА Новости еще один источник в ракетно-космической отрасли.

Собеседник агентства сказал, что «более существенно и симптоматично» то, что произошло после сбоя в работе БВК.

«Ведь выяснилось, что, с одной стороны, бортовой вычислительный комплекс космического аппарата ничего не мог сделать в такой ситуации сам и ждал инструкций с Земли, а с другой - что передача на борт этих инструкций на низкой околоземной орбите вообще не была предусмотрена. Это говорит, увы, о порочности даже не технической реализации, а идеологии проекта, где была сделана ставка на русское «авось», - отметил собеседник агентства.

По его словам, на фоне этого очевидного факта «ссылки на тяжелую заряженную частицу выглядят нелепо».

«В принципе, первопричиной потери могла оказаться и она (заряженная частица), но не обнаруженная ошибка при составлении программы работы космического аппарата представляется куда более вероятной и естественной для этого плохо продуманного и отработанного изделия», - заключил источник.

Переформатировали вконец

Аварию «Фобоса» могло вызвать и то, что при его создании он неоднократно перегружался новыми целевыми задачами, в частности, введение в состав станции китайского микроспутника усложнило программное обеспечение «Фобос-Грунта», считает российский специалист по космосу.

«Например, непродуманное прежним руководством НПО имени Лавочкина введение в состав станции китайского микроспутника донельзя усложнило систему управления «Фобоса-Грунта», а точнее, его программное обеспечение. Причем программное обеспечение предприятие решило разработать само, поручив его людям, которые до этого практически не имели подобного опыта», - пояснил он РИА Новости.

Собеседник агентства также отметил, что комплексные испытания всех систем станции и их взаимоувязка с программным обеспечением на стендах практически не проводилась, программное обеспечение постоянно работало со сбоями. Его приходилось дорабатывать, когда «Фобос-Грунт» уже находился на Байконуре.

Всем удобно

Версия о роковом воздействии космического излучения «Фобос» удобна всем, потому что позволяет обойтись без виновных в катастрофе крупнейшей российской космической научной миссии, считает пожелавший остаться неназванным еще один эксперт в области космоса.

В беседе с РИА Новости он напомнил, что космическое излучение как возможную причину аварий космических аппаратов называли в самом начале эры освоения космоса.

«В 1950-1960 годах, при неудачных пусках космических аппаратов, зачастую их аварии объясняли воздействием чего-то еще не изученного, непонятного, как, например, космическое излучение. В дальнейшем, с накоплением знаний и опыта, оборудование и аппаратуру для космических пусков стали делать с защитой от всякого рода космических полей и излучений», - напомнил собеседник.

По его словам, воздействие таких факторов, как попадание тяжелых частиц, «конечно, может повредить бортовой вычислительный комплекс, но я это допускаю, только исходя из того, что БВК был сделан из того, что не было предназначено для работы в космосе».

«Но тогда надо увольнять конструкторов станции», - полагает эксперт.

Ревизия будет

Роскосмос намерен провести ревизию аппаратно-программного обеспечения космических аппаратов «Луна-Ресурс» и ряда других из-за аварии с «Фобос-Грунтом», заявил Поповкин.

Для улучшения контроля качества работы предприятий отрасли Роскосмос также планирует изъять испытательные площадки у предприятий-разработчиков космических аппаратов и создать на их базе крупные испытательные центры.

Кроме того, ведомство предложило ряд мер по совершенствованию технологий проектирования космических аппаратов с учетом современных достижений.

Поповкин сообщил, что уже с этого года планируется внедрить промышленную систему создания и отработки программного обеспечения для бортовых вычислительных комплексов спутников.

«Еще одна мера - это восстановление перекрестного критического анализа ключевых технических решений при разработке и создании космических аппаратов. Мы хотим исключить, чтобы если кто-то выиграл конкурс и начал делать аппарат, то никакие другие мнения уже не учитываются», - сказал Поповкин.

Что же касается выводов по «Фобосу», то, как заявил глава Роскосмоса, ряд сотрудников НПО имени Лавочкина, разработчика и производителя межпланетной станции, были привлечены к административной ответственности. При этом Поповкин не уточнил, сколько человек признано виновными в происшествии с «Фобосом» и какова мера взысканий, наложенных на них.