Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Маринер 1
Атлас Агена с Mariner 1.jpg
Запуск Mariner 1
Тип миссииПролет Венеры
ОператорНАСА / Лаборатория реактивного движения
Продолжительность миссии294,5 секунды
Не удалось выйти на орбиту
Свойства космического корабля
Тип космического корабляМоряк
на основе Ranger Block I
ПроизводительЛаборатория реактивного движения
Стартовая масса202,8 кг (447 фунтов)
Мощность220 Вт (при встрече с Венерой)
Начало миссии
Дата запуска22 июля 1962 г., 09:21:23 GMT ( 1962-07-22UTC09: 21: 23Z )
РакетаАтлас LV-3 Agena-B
Запустить сайтМыс Канаверал , LC-12
 

Mariner 1 был первым космическим кораблем американской программы Mariner , предназначенной для планетарного облета от Венеры . В 1962 году он стоил 18,5 миллионов долларов США. Он был запущен на борту ракеты Atlas-Agena 22 июля 1962 года. Вскоре после взлета ракета неправильно реагировала на команды наземных систем наведения , создавая основу для очевидного программного наведения. системная ошибка. [1] Поскольку летательный аппарат фактически неконтролируемый, офицер безопасности дальнего боя приказал его разрушительное прерывание через 294,5 секунды после запуска. [2]

Согласно текущему отчету НАСА для общественности: [1]

Ракета-носитель работала удовлетворительно до тех пор, пока офицер безопасности дальнего плавания не обнаружил незапланированный маневр по рысканию (северо-восток). Неправильное применение команд наведения делало невозможным управление и направляло космический корабль к катастрофе, возможно, на морских путях Северной Атлантики или в населенных пунктах. Команда на уничтожение была отправлена ​​за 6 секунд до отделения, после чего ракета-носитель не могла быть уничтожена. Радиоответчик продолжал передавать сигналы в течение 64 секунд после того, как была отправлена ​​команда уничтожения.

Роль программной ошибки в неудачном запуске остается в некоторой степени загадочной по своей природе, окутанной двусмысленностями и конфликтами между (а в некоторых учетных записях, даже внутри) различных учетных записей, официальных и иных. Миссию зонда выполнил « Маринер-2» , запущенный 5 неделями позже.

Космические аппараты и подсистемы [ править ]

Космический корабль Mariner 1 был идентичен Mariner 2, запущенному 27 августа 1962 года. Mariner 1 состоял из шестиугольного основания, 1,04 метра (3,4 фута) в поперечнике и 0,36 м (1,2 фута) толщиной, которое содержало шесть магниевых шасси, на которых размещалась электроника для научные эксперименты, связь, кодирование данных, вычисления, синхронизация, ориентация и контроль мощности, аккумулятор и зарядное устройство, а также газовые баллоны для контроля ориентации и ракетный двигатель. На вершине основания находилась высокая мачта в форме пирамиды , на которой были установлены научные эксперименты, в результате чего общая высота космического корабля составила 3,66 м (12,0 футов). С обеих сторон основания были прикреплены прямоугольные солнечные панели.крылья с общим размахом 5,05 метра и шириной 0,76 метра (16,6 × 2,5 фута). К одной стороне основания при помощи рычага прикреплялась большая направленная параболическая антенна.

Энергосистема Mariner 1 состояла из двух крыльев солнечных элементов, одно 183 × 76 см (72 × 30 дюймов), а другое 152 × 76 см (60 × 30 дюймов ) с удлинением дакрона 31 см (12 дюймов ). ( солнечный парус ), чтобы уравновесить солнечное давление на панели. Эти панели питали корабль напрямую или подзаряжали герметичную серебряно-цинковую батарею на 1000 ватт-часов, которая должна была использоваться до развертывания панелей, когда панели не освещались Солнцем и когда нагрузки были тяжелыми. Устройство переключения мощности и бустерного регулятора управляло потоком мощности. Связь состояла из 3-ваттного передатчика, способного работать в непрерывном режиме телеметрии, большой направленной тарелочной антенны с высоким коэффициентом усиления и цилиндрической всенаправленной антенны.в верхней части приборной мачты и две командные антенны, по одной на конце каждой солнечной панели, которые получали инструкции для маневров в середине курса и других функций.

Привод для маневров Вносить промежуточные подавали с помощью однокомпонентного топлива (безводного гидразина ) 225  Н ретро-ракеты. Гидразин зажигали с использованием таблеток из четырехокиси азота и оксида алюминия , а направление тяги контролировали с помощью четырех реактивных лопастей, расположенных ниже камеры тяги. Контроль положения с ошибкой наведения в 1 ° поддерживался системой газовых форсунок азота . Солнце и Земля использовались как ориентиры для стабилизации ориентации. Общее время и контроль выполнялись с помощью цифрового центрального компьютера и секвенсора. Температурный контроль был достигнут за счет использования пассивных отражающих и поглощающих поверхностей, тепловых экранов и подвижных жалюзи..

Научные эксперименты устанавливались на приборной мачте и основании. Магнитометр был прикреплен к верхней части мачты ниже всенаправленной антенны. Детекторы частиц были установлены на середине мачты вместе с детектором космических лучей . Космических пыль детектор и солнечная плазма спектрометр / детектор были прикреплены к верхним краям основы космического аппарата. СВЧ - радиометр , ИК - радиометр и радиометр опорных рожки были жестко установлен на 48 см (18,9 дюйма) Диаметр параболического радиометр антенны , установленных в нижней части мачты.

Кроме того, небольшой флаг США размером 91 × 150 см (3 × 5 футов) был сложен и уложен на борту Mariner 1 (и Mariner 2), прежде чем он был соединен с Agena .

Ошибка запуска [ править ]

Запуск был прерван из-за сочетания двух отказов: неисправности радиомаяка системы наведения GE Mod III-B и неисправной программы наведения. Неисправность радиомаяка возникла в момент T + 93 секунды, когда фаза повышения мощности еще продолжалась, и поэтому не дала немедленного эффекта (см. Ниже).

Радиомаяк на ракете отправляет данные о скорости на наземный компьютер наведения. Компьютер использует эту информацию и информацию о местоположении для вычисления поправок на курс, которые отправляются обратно в ракету.

Однако «антенна наведения на« Атласе »работала плохо, ниже технических характеристик. Когда сигнал, принимаемый ракетой, становился слабым и зашумленным, ракета теряла фиксацию на наземном сигнале наведения, подававшем команды рулевого управления». [3]

Машины Atlas-Agena использовали два разных варианта системы наведения для запусков с мыса Канаверал и Ванденберг. Оба они доставили много хлопот и вызвали несколько сбоев в полете, что привело к изменению конструкции системы наведения компанией General Electric в 1963 году.

У системы наведения была бортовая программа, которая могла быть активирована в случае потери сигнала с земли, но она содержала ошибочное уравнение. Транспортные средства Атлас летали на автопилоте только во время фазы ускорителя, и система наведения включалась после BECO (выключение двигателя ускорителя) для управления маршевым двигателем и корректировки траектории полета. Из-за неправильного программирования системы наведения вскоре после начала маршевого этапа произошли в основном незапланированные маневры по рысканью. Команда на уничтожение была отдана безопасностью стрельбища.Офицер Т + 294,5 секунды после запуска. У ступени Agena не было собственной системы разрушения для обеспечения безопасности по дальности из-за ограничений по весу, только система случайного разрушения с разделением (ISDS), которая была подключена к секции адаптера Atlas и отключена на стадии подготовки. Если Agena отделится от стека до Atlas SECO, заряды УСМИГ активируют и уничтожат его. Активация системы безопасности дальности на Атласе также уничтожит Аджену. Если бы не были приняты меры по обеспечению безопасности дальности с ракетой-носителем Mariner 1, Agena и отработанная маршевый отсек Atlas могли упасть в густонаселенном районе, поэтому необходимо было убедиться, что они были разбиты.

Есть несколько версий того, что произошло.

Ошибка транскрипции Overbar [ править ]

Наиболее подробное и последовательное сообщение заключалось в том, что ошибка заключалась в расшифровке вручную математического символа в спецификации программы для системы наведения, в частности, отсутствующей верхней полосе .

Ошибка произошла, когда символ вручную переписывался в спецификации для программы навигации. Писатель пропустил верхний индекс (или верхнюю черту ) в

под которым понималось n-е сглаженное значение производной по времени от радиуса R ». Поскольку функция сглаживания, обозначенная полосой, была исключена из спецификации программы, реализация рассматривала обычные незначительные отклонения скорости, как если бы они были серьезными, вызывая ложные корректировки, которые сбивали ракету с курса. [4] [5] [6] Затем он был уничтожен офицером безопасности стрельбища. [7]

Альтернативные объяснения отказа системы наведения [ править ]

Загадочный характер проблем, которые привели к решению прервать работу Mariner 1, а также путаница в различных отчетах об инциденте привели к другим объяснениям в популярной прессе.

«Самый дорогой дефис в истории» [ править ]

Многие учетные записи отмечают отсутствующий «дефис» ('-'), а не черную черту, либо в уравнениях, либо в компьютерных инструкциях, либо в данных. Например, несколько лет спустя Артур Кларк написал, что «Маринер-1» «испортился самым дорогим дефисом в истории». [8]

Несколько факторов способствовали повествованию о "отсутствующем дефисе" и его долговечности, даже в официальных отчетах технических экспертов из JPL и НАСА . Среди приведенных факторов (или достаточно очевидных):

  • Верхняя черта имеет сходство с дефисом («‾» вместо «-»).
  • Было бы трудно объяснить настоящую ошибку американской общественности и ее избранным представителям.
  • Было внешнее политическое давление и внутреннее давление на график, так как миссия заключалась в следующем:
    • дорогостоящий провал трехстороннего сотрудничества (JPL, NASA, USAF),
    • узаконенный в нарративе космической гонки США-СССР ,
    • очень громкий, как первая планетарная миссия Америки,
    • и по очень плотному графику.

В узком промежутке (45 дней) до запуска Mariner 2 оставалось мало времени для запросов, расследований или взаимных обвинений. Официальные отчеты (которые включали упоминания об отсутствующем дефисе) были результатами расследования, проведенного менее чем за неделю.

Независимо от того, что могло послужить поводом для первоначальных сообщений об «отсутствующем дефисе», наиболее простое и наиболее последовательное объяснение, которое приняла бы общественность и Конгресс, вероятно, было бы предпочтительнее тех, кто просто хотел продолжить работу Миссия облета Венеры. Возможно, в этих рассказах были противоречия, но они были настолько технически сложными, что никто, кто мог вмешиваться в ход выполнения программы Mariner, вряд ли заботился о них или даже не заметил. (В конце концов, даже в одном более позднем отчете НАСА предполагаемый «дефис» сообщается как отсутствующий в инструкциях в одном месте текста и в уравнениях в другом [3] ).

Неопределенность местоположения ошибки [ править ]

The New York Times , сообщая о результатах обзора, сообщила, что ошибка возникла из-за «отсутствия дефиса в некоторых математических данных». В том же отчете также говорилось, что дефис был «символом, который должен был быть введен в компьютер вместе с массой других закодированных математических инструкций». [9]

Такая непоследовательность или двусмысленность наблюдалась во многих последующих вариациях истории, официальных и иных. Версии истории с «пропущенным дефисом» получили официальную поддержку еще до конца месяца. Представитель НАСА Ричард Б. Моррисон свидетельствовал перед Конгрессом, что предполагаемый дефис "дает сигнал космическому кораблю игнорировать данные, которые компьютер передает ему, до тех пор, пока радиолокационный контакт не будет снова восстановлен. Если этот дефис опущен, в космический корабль подается ложная информация. системы управления. В данном случае компьютер подал ракету влево, носом вниз, и машина повиновалась и разбилась ". [10] (Обратите внимание, что Моррисон говорит, что космический корабль «разбился», а не то, что он был разрушен намеренно).

В отчете НАСА, представленном Конгрессу в 1963 году, дефис описывается как отсутствующий двумя разными способами: [11]

Совет по послеполетной проверке NASA-JPL-USAF Mariner R-1 установил, что отсутствие дефиса в кодированных компьютерных инструкциях передавало неверные сигналы наведения космическому кораблю Mariner, усиленному двухступенчатой ​​системой Atlas-Agena с мыса Канаверал 21 июля. Дефис при редактировании данных заставлял компьютер автоматически переключаться на серию ненужных сигналов коррекции курса, которые сбивали космический корабль с курса, так что его пришлось уничтожить.

В том же отчете Конгрессу за 1963 год свидетельские показания Моррисона за предыдущий год изложены иначе: [12]

Выступая перед Комитетом по науке и астронавтике, Ричард Б. Моррисон, директор НАСА по ракетам-носителям, засвидетельствовал, что ошибка в компьютерных уравнениях для запуска космического корабля Mariner R-1 21 июля привела к его разрушению, когда он отклонился от курса. .

В заключительном отчете проекта JPL Mariner Venus в 1965 году отмечалось, что на 4 минуте 25 секунде полета произошел «незапланированный маневр по рысканью»: [13]

... подавались команды рулевого управления, но неправильное применение уравнений управления сильно сбивало машину с курса.

В отчете НАСА, опубликованном в 1985 году, Оран Никс предложил другую версию, немного отличающуюся, но с ошибкой, связанной с программным обеспечением, все еще идентифицированной как отсутствующий «дефис»: [3]

Антенна наведения на Атласе работала плохо, ниже технических характеристик. Когда сигнал, принимаемый ракетой, становился слабым и зашумленным, ракета теряла фиксацию на наземном сигнале наведения, подававшем команды управления. Возможность была предвидена; в случае потери радионаведения внутреннее наведение, компьютер должен был отклонить ложные сигналы от неисправной антенны и продолжить свою сохраненную программу, что, вероятно, привело бы к успешному запуску. В этот момент произошла вторая ошибка. Каким-то образом в программе наведения, загруженной на компьютер, был сброшен дефис, что позволило ошибочным сигналам дать ракете команду повернуть влево и опустить нос. Дефис отсутствовал во время предыдущих успешных полетов Атласа,но эта часть уравнения не понадобилась, поскольку не было отказа радионаведения.

На веб-сайте НАСА теперь говорится, что проблема заключалась в следующем: [14]

... очевидно, вызвано комбинацией двух факторов. Неправильная работа бортового радиомаяка Atlas привела к потере сигнала скорости от транспортного средства на длительное время. Бортовой радиомаяк, используемый для получения данных о скорости, не работал в течение четырех периодов продолжительностью от 1,5 до 61 секунды. Кроме того, Совет по проверке полетов Mariner 1 установил, что отсутствие дефиса в закодированных компьютерных инструкциях в программе редактирования данных позволяет передавать неверные сигналы наведения на космический корабль. В периоды бездействия бортового радиомаяка пропуск дефиса в программе редактирования данныхзаставил компьютер неправильно принять частоту развертки наземного приемника, когда он искал сигнал маяка транспортного средства и объединял эти данные с данными отслеживания, отправленными для оставшегося вычисления наведения. Это привело к тому, что компьютер автоматически переключился на серию ненужных корректировок курса с ошибочными командами управления, которые в конечном итоге сбили космический корабль с курса.

Другая пунктуация [ править ]

В других учетных записях ошибка заключалась в следующем:

  • Период набран вместо запятой , вызывая FORTRAN цикла DO заявление быть неверно истолкован (хотя нет никаких доказательств того, что FORTRAN был использован в миссии), в форме «DO 5 К = 1. 3» интерпретируется как присвоение «DO5K = 1,3 дюйма. [15] Есть отдельные сообщения о том, что на самом деле такая ошибка была в программе расчета орбиты НАСА примерно в то время, но это была программа для Project Mercury , а не Mariner , и утверждалось, что ошибка была замечена и исправлено до наступления серьезных последствий. [16]
  • Пропущенная запятая. [17]
  • Лишняя точка с запятой. [18]

См. Также [ править ]

  • Список миссий на Венеру
  • Список ошибок программного обеспечения

Ссылки [ править ]

  1. ^ а б "Маринер 1" . 4.0.8. НАСА . 5 августа 2008 . Проверено 14 февраля 2009 года .
  2. ^ "Выстрел Венеры терпит неудачу, поскольку ракета сбивается" . Нью-Йорк Таймс . 23 июля 1962 . Проверено 14 февраля 2009 года .
  3. ^ a b c Публикация НАСА SP-480, Путешественники - исследователи , Оран У. Никс, 1985.
  4. ↑ Нойман, Питер (27 мая 1989 г.). «Моряк I - нет трюмов BARred» . Дайджест рисков . Проверено 21 октября 2014 года .
  5. ^ Ceruzzi, Пол E Сераззи (1989). За гранью ограничений: полет вступает в век компьютеров . ISBN 978-0262530828.
  6. ^ "История планетарного зонда" . Космический FAQ . Август 2013 . Проверено 9 сентября 2016 г. - через FAQs.org.
  7. ↑ За пределами границ: полет вступает в век компьютеров , Пол Э. Серуцци, стр. 203. В одном из примечаний к этой книге (стр. 250) автор пишет: «Та же самая некорректная программа использовалась в более ранних запусках Ranger без каких-либо побочных эффектов».
  8. Перейти ↑ The Promise of Space , Arthur C. Clarke, 1968, p. 225 .
  9. ^ "Ракета Венеры потеряна из-за дефиса" , New York Times , 27 июля 1962 г., цитируется в Risks Digest , Vol. 5, выпуск №66 .
  10. ^ Комитет по науке и астронавтике, 31 июля 1962 г., также цитируется здесь .
  11. ^ "Астронавтические и авиационные события 1962 г.", отчет Комитету Палаты представителей по науке и астронавтике, 12 июня 1963 г., стр. 131 .
  12. ^ "Астронавтические и авиационные события 1962 г.", отчет Комитету Палаты представителей по науке и астронавтике, 12 июня 1963 г., стр. 333 .
  13. Перейти ↑ Mariner Venus Final Project Report (NASA SP-59, 1965), p. 87 .
  14. ^ "Mariner 1", версия 4.0.7 , 2 апреля 2008 г.
  15. ↑ За пределами: Полет вступает в век компьютеров , Пол Э. Серуцци, На стр.250, сноска 13 к Главе 9 , где Серуцци пишет, что «[S], поскольку компьютер управления Atlas не имел компилятора Fortran ... ", а в сноске 14:" Компьютер запуска Atlas даже не использовал Fortran, язык программирования Fortran. Как эта история стала такой приукрашенной, остается загадкой ".
  16. ^ РИСКИ Digest , v. 9, выпуск 54, "Mariner I [еще раз]" , Марк Brader, 12 декабря 1989.
  17. ^ Известные ошибки .
  18. ^ JPL 101 , стр. 22.

Внешние ссылки [ править ]

  • Статья НАСА о Mariner I
  • Профиль миссии Mariner 1 от NASA Solar System Exploration
  • РИСКИ Подробный дайджест об аварии Mariner I.