Анализируем телеметрию «Берешита», или Что случилось около Луны 11 апреля 2019 года

    image

    Возможно, многие в этом году следили в прямом эфире за попыткой посадки первого израильского зонда на Луну. Отслеживать это было довольно удобно, так как в трансляцию часто выводились данные телеметрии о скорости и положении станции над Луной.


    Общий объем показанной телеметрии таков, что в целом позволял оценить многие нюансы, связанные как с конструкцией станции, так и с особенностями ее посадки. Это действительно интересно. Дело в том, что посадка на Луну — очень непростой процесс, нюансы которого публикуются редко. В частности, реальная телеметрия обычно не публикуется вообще.

    image

    Здесь же, если посмотреть на опубликованные данные, можно получить высоту станции над Луной, горизонтальную и вертикальную скорости, ускорения по осям и массу остатка топлива с окислителем с привязкой по времени. Все эти данные позволяют не только оценить схему посадки станции, но и определить, какие датчики верно отображали действительность. Так как все параметры должны быть связаны друг с другом.

    Нужно только вытащить их из трансляции и свести в одну таблицу. Единственное, что сдерживало, — необходимость обработать большой объем данных. Была надежда, что кто-то проделает эту работу раньше, или SpaceIL опубликует оригинал телеметрии и подробное описание аварии.

    Увы, и таблицу никто не создал, и подробного описания аварии так и не появилось. Насколько мне известно, было только выпущено сообщение, что отключение главного двигателя спровоцировала посланная диспетчерами на зонд команда перезапуска одного из измерительных датчиков.

    Лично мне этой информации было мало. В итоге все-таки я сделал табличку в Excel.

    image

    Она охватывает период с 22:36 по 37:00 (по собственному времени ролика). 872 строки. Чтобы лучше проанализировать данные и понять алгоритм полета станции, была создана математическая модель движения объекта с тягой в гравитационном поле Луны. Иначе было нельзя. При скорости, с которой летела станция, нельзя это не учитывать. Экселевский файл с телеметрией и обработкой можно будет скачать в конце статьи.

    Например, вот как выглядит изменение общей скорости станции по времени:

    image

    Виден и этап орбитального полета (площадка с 22:36 по 25:00), этап штатного торможения (с 25:00 по 33:18) и этап падения на Луну (с 33:18 по 36:45). Белые лакуны — это моменты, когда данные не удалось получить. Это или проблемы с получением данных со станции, или телеметрию во время трансляции закрывали другой картинкой.

    Теперь давайте посмотрим, как будет выглядеть момент начала торможения. Он на графике снизу. Синяя линия — это данные по перегрузке, полученные из изменения скорости станции. Так как определение скорости шло с некоторой погрешностью, можно ориентироваться только на общую картинку. Тёмно-красная линия — это данные с датчика перегрузки по оси Z.

    image

    Сразу видно, что с датчиком перегрузки были какие-то проблемы. Почему-то он показывал значительную перегрузку даже в момент, когда двигатели были полностью выключены. Но после включения маршевого двигателя он стал показывать близкую к истине информацию. Более того — он это явно делал и дальше. Вплоть до гибели станции. Жаль только, что все равно он практически бесполезен для анализа. Перегрузка до одной десятой — это слишком грубые данные. Было бы куда информативнее, если бы она была известна с точностью до одной сотой.

    По синему графику можно уже попробовать оценить параметры работы двигателей станции. На графике хорошо видны три участка. Участок около нуля — это период орбитального полета. Первая площадка в районе 0,5 м/с2 — включение двигателей ориентации для осадки топлива. Последняя площадка — это уже включение основного маршевого двигателя.

    Вокруг маршевого двигателя почему-то развернулась секретность. О его характеристиках и производителе долго не писали. Но вскоре после пуска выяснилось, что это был британский LEROS.

    Указаны несколько его вариантов с разной тягой/удельным импульсом. 407Н/318, 460 Н/325с, 640 Н /318 с, 1120 Н/323 с.

    Попробуем точнее оценить по характеристикам станции.

    На графике выше видно, что при включении двигателя ускорение изменилось чуть больше чем на 1 м/с2. Значит, полная масса станции в этот момент должна быть близка к 407, 460, 640 или 1120 кг. Масса топлива известна из телеметрии и равна 216 кг. Значит, сухая станции должна быть немного меньше 191, 244, 396 или 904 кг.

    Последние цифры явно слишком велики. Проблема в том, что для сухой массы станции упоминались цифры в 195 и 160 кг. И нужно детально проанализировать телеметрию. Опять же, если бы были нормальные данные по перегрузке, то это сделать было бы просто. Но так как их нет, мне пришлось пойти сложным путем. Была проанализирована динамика спуска станции в зависимости от сухой массы в 160 и 195 кг и, на стационарных режимах, получены значения общей тяги в 668Н (из них маршевого двигателя 470Н), рулевиков — 198Н для 195 кг и 616Н/441Н/175Н — для сухой массы в 160 кг.

    Где-то параллельно я увидел, что на этом слайде, опубликованном во время полета станции, указана тяга 450 Н для маршевого и, видимо, в 25 Н (общая 200Н) для рулевиков. Но уже было понятно, что это округленные данные.

    image

    Зная тягу, можно было попробовать оценить удельный импульс. Известно, что за 340-342 секунды полета станция потеряла 70 кг (213.06-143,06) топлива.

    При тяге 668 Н это означает интегральный импульс в 330 секунд, а при тяге 616 Н — 305 секунд. Первый импульс явно выглядит завышенным. Но это становится более очевидным, если попробовать оценить удельный импульс рулевых двигателей.

    Для ДУ LEROS есть два варианта удельного импульса, в зависимости от компонентов топлива. 326 и 318 секунд. Тогда для параметров ДУ, соответствующих сухой массе 195 кг, удельный импульс рулевых должен составлять 342 или 365 секунд. Для подобного класса двигателей это недостижимые параметры. Значит, куда ближе к истине параметры для сухой массы станции в 160 кг — 262 или 276 секунд.

    Впрочем, также можно сразу отметить, что эти двигатели, как и маршевый, — двухкомпонентные. Изначально я думал, что они, возможно, работают на разложении гидразина. Но импульс слишком высокий для однокомпонентника.

    Для примера можете посмотреть варианты двигателей малой тяги разработки КБХМ им. Исаева.

    image

    В результате, куда ближе к истине сухая масса в 160 кг, чем в 195 кг. Скорее всего, и эта цифра приближенная. И реальная масса, скажем, 164 кг. Но это уже и не так важно.

    Суммируем начальные данные. Сухая масса 160 кг. Масса в момент начала торможения — 376 кг. Тяга маршевого двигателя — 441Н. Тяга двигателей коррекции — 175Н. Суммарная тяга — 616Н. Начальная перегрузка — 616/376 = 1.63 м/с2.

    Штатный спуск


    На графике ниже можно увидеть, как изменялась вертикальная скорость станции во время штатного спуска:

    image

    Очень показательный график. По нему хорошо видно, как станция отрабатывает углы тангажа для компенсации лунного притяжения, в конце выходя на постоянную скорость спуска в 24,8 м/с. То есть, станция поворачивается так, чтобы вертикальная составляющая тяги компенсировала большую часть притяжения Луны, а горизонтальная, тем временем, гасила остаток орбитальной скорости.

    Вот как это должно было выглядеть в конце штатного участка полета

    image

    Конечно, совершенно правильный алгоритм. Проблема только в том, что у станции был очень слабый двигатель. Из-за чего на компенсацию вертикальной скорости нужно тратить столько же, сколько на торможение. Из-за чего растут гравитационные потери. У меня вообще есть подозрение, что «Берешит» обладал минимально возможной тяговооруженностью для решения данной задачи. С другой стороны, это тоже одно из возможных решений, ведь его разработчики явно были ограничены при выборе двигателей. Тем более что его спуск был достаточно успешным, пока в 33:00 не отказал инерционный датчик номер 2 (судя по описанию, этот датчик контролировал вращение станции вокруг одной из осей). Дальше произошел следующий диалог:

    33:14 — Контролёр 1 предлагает попытаться его включить.
    33:22 — Контролёр 2: — А его включение не приведёт к потере первого?

    Что интересно, телеметрия со станции перестала обновляться уже в 33:17. Конечно, потеря телеметрии не обязательно означает потерю сигнала. Тем более, есть данные, что JPL полностью потерял связь со станцией в 33:32. Это достаточно важное утверждение, как увидим ниже. Получение телеметрии со станции была восстановлено только в 34:22. И за это время со станцией явно что-то произошло.

    Авария


    Опять же, смотрим на графики вертикальной скорости:

    image

    И горизонтальной скорости:

    image

    Из этих данных можно сделать несколько неожиданных открытий.

    Во-первых, станция штатно работала еще достаточно долго после прекращения телеметрии. Иначе нельзя объяснить, что горизонтальная скорости упала с 901,7 м/с до 880,2 м/с, а вертикальная скорость за это время набрала всего 23 м/с. Выключение двигателя приходится приблизительно на время 33:37. Интересно, что эта цифра достаточно близка к озвученному времени потери в JPL сигнала со станции. Так что очень похоже, что сначала были только частичные отказы. Но часть борта работала в штатном режиме, пока система не была полностью перезагружена.

    Второй факт еще более интересен. За это время станция не только выключилась, но и полностью потеряла ориентацию. Дело в том, что после восстановления телеметрии она уже не гасила горизонтальную скорость, она ее стала увеличивать! Это возможно, только если за время отказа она заметно развернулась. Как выглядела новая ориентация, можно посмотреть на схеме:

    image

    Возможно, дело в том, что после перезагрузки станция зафиксировала текущую ориентацию. При этом хотел бы заметить, что определение текущей ориентации станции из произвольного положения — задача непростая. Особенно если нужно это сделать очень быстро.
    Также можно оценить общую тягу двигателей. Данные выше получены из телеметрии и соответствуют данным по перегрузке. По величине тяги хорошо видно, что маршевая ДУ не работала, только рулевики.

    И все эти данные, увы, говорят о том, что станция в момент восстановления телеметрии уже была обречена. Даже если бы удалось включить маршевую ДУ. Топлива и окислителя на станции не так уж и много, а за счет ориентации станция все время увеличивала скорость, которую нужно было, наоборот, гасить. И тратила на это последнее топливо. Также без тяги маршевой ДУ тяга двигателей ориентации слишком слабая, чтобы компенсировать притяжение Луны. Так что станция начала падать на Луну.

    Почему отказала маршевая ДУ? Тем более что из телеметрии видно: расход топлива сохранился на прежнем уровне. Другими словами, топливо всё так же подавалось в двигатель, только почему-то двигатель не создавал тягу.

    Пара слов о том, для чего нужна осадка топлива. Во время работы двигателя горючее в баке располагается привычным образом: внизу топливо, сверху газы наддува. При закачивании газов в бак топливо из него вытесняется в трубопроводы, а затем и в камеру сгорания. Но это работает, только если есть перегрузка. Пока станция летит в невесомости, топливо и газы наддува могут располагаться совершенно произвольным образом. Чтобы снова их разделить (осадить), и включают двигатели небольшой тяги. Правда подобную схему обычно применяют только на ступенях ракет или крупных разгонных блоках. На межпланетных станциях обычно применяются специальные мешки, которые не дают смешаться топливу с газами наддува и позволяют включать двигатели даже без предварительной осадки.

    Можете посмотреть, как это было сделано на нашей станции Е-8:


    Видимо, для упрощения общей конструкции создатели «Берешит» выбрали вариант с предварительной осадкой топлива. Похоже, именно это окончательно и погубило станцию.

    Когда из-за перезагрузки системы маршевый двигатель выключился, наступила невесомость. То есть топливо смешалось с газами наддува, образовав газо-жидкостную взвесь. И именно эта взвесь направилась в камеру сгорания, когда двигатели вновь включились.

    Сначала я думал, что дело было в следующем: в камеру сгорания всё время поступала взвесь, которая толком не смешивалась и сгорала. Но, проанализировав телеметрию, от этой версии пришлось отказаться. Рулевики работали довольно уверенно, а время выглядит достаточным для осадки топлива. Видимо, что-то произошло с двигателем, когда в него впервые подали эту смесь. Лично я не могу сказать, как поведет себя двигатель в этом нерасчетном режиме. Тем более что LEROS показал себя достаточно нежным. И не зря же первый раз перед его включением специалисты сначала осадили топливо.

    Финальный этап


    К сожалению, довольно большая часть телеметрии непосредственно перед падением отсутствует. Просто трансляция переключилась с показа телеметрии на другие картинки. Обратно ее вернули всего за 5 секунд до столкновения с Луной. То есть у нас имеется всего 5 точек с высотой от 678 м до 149 м, которые очень сложно анализировать, так как и рельеф Луны на этом участке полета мог меняться. Тем более жаль, что за это время станцию несколько раз «перезагрузили», и она явно меняла ориентацию, пусть даже незначительно. Она упала на Луну немного позже, чем должна была, сохраняя режим торможения, в котором она находилась после восстановления телеметрии. При этом на последних 5 секундах она даже падала немного быстрее, чем должна была под действием лунной гравитации. То есть ориентация станции была уже полностью нештатной. Впрочем, горизонтальная скорость уже начала немного уменьшаться. Но, в любом случае, ничего изменить было уже нельзя. Станция была обречена задолго до этого.

    Выводы


    В конце решил подвести небольшой итог. Собственно, версия о проблемах на станции, что вызвали перезагрузку, подтверждается и данными телеметрии. И именно из-за перезагрузки станция вошла в режим, в котором она уже не могла сесть на Луну. Только проблемы были не исключительно с включением маршевого двигателя станции, но и с ориентацией аппарата. После включения станция была зафиксирована в режиме, когда она стала разгоняться, а не тормозить.

    Вообще при текущей схеме станции перезагрузка на любом этапе торможения, похоже, привела бы к подобной аварии. На мой взгляд, если начать разрабатывать новую посадочную ступень на базе текущей, то нужно изменить логику работы БЦВМ. Либо обеспечить резервирование на время посадки, либо обеспечить, чтобы во время перезагрузки системы станция не теряла ориентацию и не выключала двигатель. Ну и изменить схему наддува, чтобы была возможность включать двигатели без предварительной осадки топлива.

    Итоговый файл таблицы Excel можете скачать здесь. В первой вкладке телеметрия, в остальных — анализ этапов полета.
    Поделиться публикацией
    AdBlock похитил этот баннер, но баннеры не зубы — отрастут

    Подробнее
    Реклама

    Комментарии 43

      +7
      Очень хороший разбор! А про разработчиков станции возникает ощущение что они даже не пытались сымитировать возможные проблемы при посадке (типа того же отказа датчиков, кстати, там же должно быть 2-3-N кратное резервирование ???)
        +6
        Это все вес, вес это энергопотребление, рост энергопотребления — рост веса и это все как снежный ком
          +5
          Это станция эконом-класса. В общем-то результата они достигли -им удалось дешево долететь до Луны и жестко сесть.
            0
            Сесть?
            При горизонтальной скорости в 1.5 км в секунду?
            Да сие чудо инженерного гения просто размазало о поверхность!
              0
              Это называется жесткая посадка.
              жёсткая посадка — попадание на лунную поверхность без средств уменьшения скорости;
          +1
          Огромное спасибо и за данные телеметрии и за предварительную оценку. Теперь есть куча материала и идей для разбора. Попробую немного преобразовать для наших ребят из ЦКОМ, чтоб потренировались в моделировании.
            0
            А что сложного в определении ориентации с учетом сегоднящних возможностей оптики и вычислительных ресурсов и почему это должно занимать много времени? Как мне кажется, сейчас даже студент напишет программку для смартфона которая по одному снимку и карте звездного неба определит ориентацию за доли секунды.
              0

              Как минимум рядом будет луна, а кроме этого солнце и земля может быть при неудачных обстоятельствах в кадре. Космические вычислительные системы на 2 порядка медленнее наземных из-за реализации защиты от радиоактивности. Работа с изображениями в реальном времени выглядит не тривиально. Еще бывает необходимость задумываться о массе, энергопотреблении и стоимости.

                +1
                Датчики формата sun/star tracker существуют с 60-х годов, вероятно, последние лет десять они достаточно малы и надёжны. Насколько я знаю, довольно давно они представляют собой автономный модуль, выдающий чистый ответ в градусах (либо флаг ошибки привязки). В этом же и заключается проблема с ними — они чаще всего затачиваются под конкретные подзадачи (уточнение положения относительно звезды Х), а не под поиск положения после полной потери координации/перезагрузки.
                  0
                  Про разница в 2 порядка не знал, но это всего лишь задержка в несколько секунд.
                  А вес — ну не на лампах же собирают сейчас, по сути линза + матрица + спец. процессор много весить не должны. Да и датчик один из самых важных, нельзя на нем экономить.
                  PS: под экономить имел ввиду затраты на разработку, т.е. не брать проверенные решения из 60х, а сделать быстрее, точнее и надежнее на современной элементной базе.
                    0
                    Угловой размер звёзд очень мал, и (по крайней мере, на матрицах доступных для продажи) часть может вообще не отображаться. Это делает трудной даже задачу опознания созвездия, не говоря уже о триангуляции по конкретным звёздам. + Если не сажать в затмение, то будет засветка от солнца. Я когда-то пробовал сделать нормальную навигацию по фотке неба, и ничего адекватного не вышло. Матмодель+инерциалка с редкими уточнениями по фиговому GPS были гораздо лучше.
                    Если решать такую задачу для космоса — нужно спецматрицы какие-то заказывать, к ним нестандартные дрова, обработку чипом и прочее. Теоретически возможно, но проблемы никуда не денутся. Вряд ли оно того будет стоить.
                      0
                      А причём здесь «угловой размер звёзд» если речь идёт об опознании созвездий? Для защиты от засветки существуют бленды, и, поскольку момент посадки известен, то нет проблем выбрать такие участки неба, которые будут вдали от источников засветки.

                      Я когда-то пробовал сделать нормальную навигацию по фотке неба, и ничего адекватного не вышло. Матмодель+инерциалка с редкими уточнениями по фиговому GPS были гораздо лучше.
                      Матмодель и инерциалка и здесь пригодится, но GPS у Луны пока не создан. Спематрицы для космоса нужны по определению.

                        0
                        А причём здесь «угловой размер звёзд» если речь идёт об опознании созвездий?

                        На 2к качестве с обычной камеры звёзды меньше пикселя, и смазываются от малейшего движения. Их очень фигово видно. Нужны матрицы очень хорошие, и, возможно, крутые подвесы. Такие чтоб гироподвес, а внутри ещё один привод, дополнительная степень свободы чтобы имитировать аналог стартрекера, но получающий уже отфильтрованые данные о позиции, которые дожны поступать быстро, то есть ещё и на гридах их надо реализовывать. И вот внутри стартрекера уже камера-опознавалка, которая может на быстрых выдержках кучу пикселей отснимать.
                        Но только если такое городить, то, как уже отписались — проще сделать «оптическую мышь» китайцев, и смотреть не на звёзды, а на поверхность.

                        GPS у Луны пока не создан

                        Да, но отправить сопровождающий спутник и отложить на поверхность кирпичей вроде тутошних Дорис, с обратной связью всех со всеми — и можно будет хоть немного уточняться глобально. Хотя это уже звучит как довольно дорогой проект…
                          +1
                          На 2к качестве с обычной камеры звёзды меньше пикселя, и смазываются от малейшего движения.
                          Вообще-то звёзды, насколько мне известно, лучшие аналоги математической точки на настоящее время. То есть они для любой потенциально возможной камеры будут меньше пикселя. То, что матрица нужна хорошая, я не спорю, а вот на счёт подвеса — мне кажется избыточно. Просто ориентацию в пространстве, как правило, надо производить во время инерционного полёта, когда воздействие на аппарат минимально. Соответственно, нет необходимости в коротких выдержках.

                          Но только если такое городить, то, как уже отписались — проще сделать «оптическую мышь» китайцев, и смотреть не на звёзды, а на поверхность.
                          Это разные задачи. По звёздному датчику выставляется исходная ориентация, после этого наступает черёд инерционной ориентации. Лазерные гироскопы относительно недороги, массу имеют небольшую, есть смысл их дублировать.

                          Кстати, не стоит недооценивать китайцев. «ЧАНЪЭ-4» не только чётко определился с ориентацией, но, с помощью ИИ, сначала подтвердил локализацию, а затем, в режиме висения, скорректировал место посадки. Это хорошо видно на ролике процесса прилунения китайского аппарата:



                          1) 0'29" — Контроль дальности по ориентирам. Вероятно, и выход на место посадки тоже, но это до ролика.
                          2) 1'02" — Погашена горизонтальная скорость, начало изменения ориентации.
                          3) 1'30"-1'43" — Предварительный выбор места посадки.
                          4) 1'55" — Начало режима висения.
                          5) 2'05" — Корректировка места посадки.
                          2) 2'17" — Посадка.

                          То есть с помощью ИИ была обеспечена не ориентация, а точность и безопасность посадки. С моей точки зрения китайцы задали стандарт для современных посадочных аппаратов.

                          Да, но отправить сопровождающий спутник и отложить на поверхность кирпичей вроде тутошних Дорис, с обратной связью всех со всеми — и можно будет хоть немного уточняться глобально. Хотя это уже звучит как довольно дорогой проект…
                          Вообще американские частники уже планируют что-то подобное. Но в последнее время из четырёх аппаратов на Луну успешно сели два китайских аппарата, а для того, чтобы обеспечить глобальное позиционирование на Луне, надо посадить несколько десятков. Впрочем, не всё так страшно — для локального позиционирования достаточно четырёх маяков. Но необходимо озаботиться видимостью спутника в данный момент.

                            0
                            Спасибо за подробный ответ. Кстати говоря, я до сих пор и не задумывался над вопросом, как далеко распространяются радиоволны над поверхностью Луны. Вообще очень много прикладных задач обмусоленых на Земле ещё даже не пытались решать на Луне и других планетах… А в ближайшее время там может понадобится серьёзная инфраструктура.
                        0
                        Я когда-то пробовал сделать нормальную навигацию по фотке неба, и ничего адекватного не вышло. Матмодель+инерциалка с редкими уточнениями по фиговому GPS были гораздо лучше.

                        Я так понимаю, что речь идет об ориентации — т.е. определения в какую сторону смотрим, а не навигации — т.е. определения своего положения в пространстве. Первая задача ИМХО гораздо проще.

                          0
                          Естественно, речь идёт об ориентации, для чего уже давно используют звёздные датчики.
                            0
                            Да, задача проще, но проблемы будут те же: качество иходных картинок, маленький размер звёзд, смазанность, чувствительность общей картинки созвездия к потере этих звёзд.
                      0
                      Это не околоземная орбита, поэтому проблем достаточно много. На околоземной все просто — прогноз хорошо работает, траектория стабильна, можно использовать Йельский bright star catalogue (звездные величины до 6,5). Минимум надо видеть 3 звезды, то есть для гарантии нужен полный угол обзора где то 40 градусов (если пара датчиков — то до звездной величины 3,6). В итоге, если нам достаточно 3 угловых минут и 2 Гц — один датчик выходит 0,25 кг. Если нужно больше — неизбежный рост массы. Или же добавляем ИК- вертикаль (быстрая) и звездный (0,5 угл мин, где то период 5 сек, зато мелкий).

                      А вот на Луне похуже и с ИК вертикалью и с переработкой каталога. И конечно же головная боль в прогнозировании орбиты
                        +1
                        Вот только в данном случае нужна не звездная ориентация, а ориентация относительно поверхности Луны. Которая к тому же еще и меняется, так как станция движется. Да и со звездной не так и просто. Камера что была на станции смотрела на Луну. А на звездный датчик похоже забыли поставить бленду и он глючил весь полет…
                          +2
                          Небольшой офтоп.
                          Эту проблему очень хорошо решили китайцы, поставив хорошую камеру, направленную «вниз» от аппарата и мощный компьютер, который контролировал процесс посадки, сравнивая со спутниковым снимком, и автономно скорректировал место посадки, выбрав более ровную площадку. Израильтянам для второй версии Берешита тоже доступен больший бюджет и необходимые комплектующие. Думаю, что китайцы задали новый стандарт для посадочных АМС.
                            +1
                            Мышку разобрали? ;-)
                              0
                              Да нет, там действительно реализован слабый ИИ, автономно обеспечивающий и первоначальную навигацию, и окончательный выбор места посадки. И это было поддержано достаточным запасом топлива, обеспечивающим висение в течении нескольких секунд.
                        +1
                        Прекрасная аналитика, спасибо.
                          –1
                          А я всегда говорил — «Перед концертом, никакого ремонта аппаратуры, или её профилактического обслуживания, делать не надо»! Работает и ладно! Отремонтируем после концерта!
                          В данном случае просматривается, что в команде конструкторов не было системного аналитика по проекту в целом! Одним словом — дети.
                            +5

                            Всем бы таких "детей".

                              0
                              Жалко что вы, со своим опытом работы с концертной аппаратурой не были их системным аналитиком. Уж тогда-бы он сел.
                                +1
                                По крайней мере, я бы не допустил безальтернативных отказов и однотипного резервирования.
                                Концертная аппаратура это больше чем хобби. А по работе, я инженер по космическим системам связи (телеметрия).
                              –14

                              Взрослые люди, все всё понимают.
                              Это распил бабла. Сесть и не должна была.

                                +9

                                Взрослые люди понимают, что при распиле ничего даже не должно взлететь.

                                0
                                Можно ли верить показателям скорости после перезагрузки? Если с датчиками ускорения никаких проблем нет, то скорость, особенно горизонтальную не совсем понятно как рассчитывать.

                                Вертикальная скорость определяется по показаниям радара. А горизонтальная? Интегрированием ускорения?
                                  +2
                                  Мне тоже очень интересно как считалась скорость. Реально очень мало информации по системам станции. У меня даже было подозрение, что эти скорости считали в JPL имея доплеровское смещение сигнала и параметры гравитационного поля Луны. Но с картинкой не очень вяжется.
                                  Впрочем, горизонтальную скорость и станция по доплеру могла считать.

                                  Обычно же (со времен Сурвеора) есть четыре луча (радара или лазера) которые определяют данные до четырех точек по которым и считаются боковые скорости.

                                  Как то так
                                  image

                                  Но, согласно видеоописанию схемы полета, «Берешит» на подобный режим переходил только с высоты 1 км. И нормального описания его системы нет. Только известно, что это был самый дорогой элемент миссии. 5.6 млн долларов из 18. (факт совершенно ожидаемый).
                                    +3
                                    Только известно, что это был самый дорогой элемент миссии. 5.6 млн долларов из 18 (факт совершенно ожидаемый).
                                    Вообще-то для меня такая стоимость космической версии серийно выпускаемого доплеровского измерителя скорости кажется неадекватной. Но я согласен, что причиной аварии оказался недостаточный бюджет миссии. Тем удивительней успешный выход аппарата на окололунную орбиту в несколько гравитационных манёвров со стандартной ГПО орбиты.
                                      +1
                                      А какие серийные системы имеете ввиду? Просто, например, самолетные рассчитаны на несколько другие вертикальные и горизонтальные скорости. Плюс вопрос массы. Раз сухая масса под 160 кг, то на подобную систему вряд ли ушло больше пары килограмм.

                                      Денег, конечно, не хватило. Но озвученные 90 млн это как раз ожидаемая сумма для подобной разработки. Из них 18 млн — аппарат, 20 — запуск. Остальное НИОКР. Когда Гугл Прайз начинался я как раз, помню, думал что более менее уложиться можно будет в 100 млн.
                                        +1
                                        Если есть самолётные, то «изобретать» сампринцип доплеровского измерителя вектора уже не надо.Я тоже думаю, что масса всей системы измерителя вектора скорости (а, при некотором усложнении прибора и построителя вертикали) не более двух килограмм.

                                        А вот с процессором и датчиками явно пишлось экономить, поэтому не было их дублирования, пришлось использовать слишком слабый двигатель, и топлива было в обрез. С учётом полученного опыта можно построить новый аппарат немного большего размера и массы с учётом этих ошибок.
                                          +2
                                          Там причем здесь принцип? Принцип давно известен. Но здесь нужна конкретная реализация. Это одна из немногих сложных систем которую нужно было разрабатывать с нуля по специальному ТЗ именно для станции. Нельзя было взять уже готовые блоки/баки/двигатели разработанные для других целей. А именно разработать и протестировать.

                                          Ладно здесь. Например, на Сурвейоре подобная система посадки отняла времени больше любой другой системы. Завершающие испытания ее прошли уже когда первый летный экземпляр отправляли на космодром. А чтобы облегчить посадку С-1 выбрали район посадки в котором сложные алгоритмы не требовались. А программа все-таки была другого уровня. Конечно, часть вещей сейчас можно передать на ЭВМ. Но отработку это не отменяет
                                            +1
                                            Математика и логика этого прибора сейчас хорошо известны, поэтому, да, нужна только конкретная реализация. И не надо сравнивать с Сурвейором. В то время сама технология была новинкой, комплектующих «на полке» не было. Повторяю, готовых блоков — не было. Но комплектующие для их сборки и технологии — были.
                                              +1
                                              Понимаете ли в чём дело, «с дивана» вообще всё кажется довольно простым и быстрым. А вот при реализации «в железе» уникального (не в смысле физического принципа, а в смысле конкретной реализации) прибора с жёсткими ограничениями на габариты, массу и энергопотребление, суровыми требованиями по вибрационной стойкости, стойкости к радиации и перепадам температуры в широком пределе, возникают некоторые «овраги»…
                                              Raspberry Pi стоит менее $50, но он же в версии для спутников CubeSat (которые НЕ летают через радиационные пояса) — уже более $2000. А ведь это — более не менее серийный продукт!
                                                0
                                                Я не думаю, что и дифференциальный измеритель векторов скорости для Берешида делали диванные специалисты. Да, я понимаю, что это было не просто. Тем не менее, на фоне реально решённых ими проблем, эта не была чрезмерно сложной.
                                                  0
                                                  Вот именно, что делали его не диванные. И если эта штука стоила треть бюджета постройки, значит она реально по сложности как треть космического аппарата. Ибо двигатели, например, берёшь стандартные от геостационарных спутников, системы ориентации — тоже. И т.д. А вот эта штука — уникальная.
                                                    0
                                                    Ну, тогда порадуемся за израильтян, что для второго спутника им не придётся делать существенной части работы.
                                            +2
                                            Строго говоря, принцип измерения скорости света тоже появился за века до того, как появилась волновая теория — аж в 1676 (Олаф Ремер, подсчет времени между расчетным и видимым затмениями спутников Юпитера, зная длину «хорды» земной орбиты между наблюдениями). Конечно тогда ошиблись аж на 29%, но уже через 46 лет ошибку уменьшили всего до 35 (опыт Брэдли).
                                            Так что Павел очень точно подметил, что тут вопрос не в принципе, а конкретной реализации под конкретную задачу.
                                      0

                                      Проще всего скорость и направление движения относительно вселенной определять по анизотропии (допплеру) реликтового излучения :)

                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                    Самое читаемое