Текст книги "Ошибки мировой космонавтики"

Автор книги: Анастасия Стебалина

Соавторы: Александр Яровитчук
сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 17 страниц) [доступный отрывок для чтения: 8 страниц]

Тем не менее это не давало гарантий того, что не возникнут новые ошибки. 11 февраля 1985 года на долговременной орбитальной станции «Салют-7» произошел скачок напряжения первого комплекта передатчика системы дальней радиосвязи. Он был автоматически отключен от питания. По сути, механизм похож на выбивание пробки в электрическом щитке. В дело вступил второй (резервный) комплект. На стации в это время космонавтов не было, но полет продолжился. На Земле в Центре управления полетами специалисты заметили отказ, но дело было в конце рабочей смены, поэтому предпринимать ничего не стали, а только передали информацию заступившим на службу коллегам. Те, в свою очередь, вместо того чтобы разобраться, в чем дело, решили включить основной комплект. Это было нарушением инструкции, согласно которой на это сначала должен был дать добро специалист по токовой защите – космический электрик.

Логика операторов ЦУПа была проста: если проблема несерьезная, то передатчик запустится и продолжит работу; если же проблема не решалась сама собой, то «пробки» сработают еще раз. Это решение привело к катастрофическим последствиям. Сразу возникло короткое замыкание, но бортовая автоматика повторно не отключила неисправный передатчик. Из-за резкого возрастания тока потребления начали перегорать соседние системы. Это было похоже на то, что происходит, когда дома одновременно работают утюг, микроволновка, чайник, компьютер, телевизор, вентилятор, телефон и еще с десяток приборов. Первой закоротило систему связи. Ток свыше 100 ампер не только выводил из строя приборы, но и быстро разрядил аккумуляторы. Без энергии оказались резервные передатчики всех систем связи и, вероятно, целый ряд систем жизнеобеспечения. Правда, что конкретно вышло из строя, узнать было нельзя.

Систему связи починить было несложно, но только при наличии человека на борту. Тогда в СССР началась подготовка амбициозной операции по спасению «мертвой станции». Экипаж корабля «Союз Т-13» в составе Владимира Джанибекова и Виктора Савиных должен был, во-первых, в ручном режиме состыковаться с неуправляемым вращающимся объектом в космосе, и во-вторых, заменить на борту станции радиопередатчик и подключить дешифратор, а также шагнуть в неизвестность и попробовать починить то, что могло быть сломано. Пожалуй, это была самая сложная задача в истории космонавтики, поставленная экипажу еще до старта. Тем не менее космонавты с ней справились блестяще, хотя дополнительно выяснилось, что на «Салюте-7» не работали вентиляторы, была разгерметизирована система водоснабжения, температура упала ниже нуля. А риск короткого замыкания и пожара был просто колоссальным – особенно когда космонавтам удалось нормализовать температуру и начал таять иней, которым покрылась вся станция. Хотя станция ожила, проработать долго ей было не суждено.

Другая долговременная орбитальная станция (ДОС № 3), которая получила имя «Космос-557», вышла из строя уже на первом витке вокруг Земли из-за неверной логики работы системы ориентации. Три двигателя должны создавать тягу в разных направлениях и тем самым разворачивать космический аппарат по трем осям. К ним подключается датчик ориентации, который дает команду разворачиваться в конкретную сторону. Например, инфракрасная вертикаль регистрирует тепло Земли. Если тепловое излучение планеты – с правой стороны от датчика, тот дает команду двигателям повернуть всю конструкцию направо, если Земля слева, то, соответственно, нужно поворачивать налево. В случае «Космоса-557» для определения положения Земли датчик использовал движение ионов в атмосфере и давал команду не одному двигателю, а сразу трем. От двигателей тоже шли ионы, которые датчик воспринимал неправильно и думал, что Земля находится не там, где она был на самом деле. Прибор был рассчитан для работы с помехами только от одного двигателя. Соответственно, он снова давал команду двигателям, и те разворачивали станцию. И опять ситуация повторилась. По словам Б. Е. Чертока, «Процесс напоминал поведение собаки, которая вертится, пытаясь поймать собственный хвост». На станции слежения это заметили, но, как назло, в кабинете специалистов был выключен телефон. Когда до руководителей полета дошла информация, уже было невозможно отключить работу системы ориентации, так как станция ушла из зоны радиовидимости. Когда с «Космосом-557» снова можно было выйти на связь, станция стала бесполезна, так как двигатели исчерпали топливо. Позже логика работы всей системы ориентации была переделана, а потом от ионных датчиков и вовсе отказались.

Еще одна такая же станция, получившая имя «Салют-3», была выведена на орбиту, но предполагаемая стыковка с ней космического корабля «Союз-15» не удалась также из-за автоматики. На этот раз система стыковки «Игла» неправильно воспринимала расстояние. Когда до станции было 350 м, автоматика решила, что расстояние равно 20 км. Как раз с такого расстояния режим работы должен переключаться на стыковку по методу параллельного наведения. Космонавты включили «Иглу», когда дистанция была намного меньше. Автоматика подумала, что станцию необходимо догонять, и включила двигатели на максимум. И с большой относительной скоростью корабль пролетел мимо «Салюта-3». По счастливому стечению обстоятельств аппараты не столкнулись. Космонавты Геннадий Сарафанов и Лев Дёмин не сразу сообразили, что произошло. Они развернули корабль и дали автоматике еще одну попытку. Результат был тот же – «Салют-3» и «Союз-15» с большой скоростью пролетели мимо друг друга, чуть не столкнувшись. Космонавты еще раз развернули корабль, и третья попытка тоже провалилась. Топлива на четвертую попытку или стыковку в ручном режиме уже не было. Космонавты вернулись на Землю, даже не подлетев к месту своей миссии. Инженеры проблему в автоматике исправили, сохранив ручной контроль действий машины. Если бы космонавты сразу обратили внимание на проблему и отключили автоматику, провести стыковку в ручном режиме было бы несложно.

За ориентацию и положение кораблей и ракет в пространстве чаще всего отвечают специальные гироскопы. Если заставить вращаться такой предмет, то потом ось его вращения не будет менять свое положение в пространстве. За это отвечает закон сохранения момента импульса. Этот эффект легко пронаблюдать у вращающейся юлы и у Земли. Ось волчка направлена вверх, а ось нашей планеты – на Полярную звезду. Времена года, положения звезд, Солнца и Луны меняются, люди учатся, создают семьи, меняют адреса, а ось смотрит на Полярную звезду. Вращающийся волчок тоже как планета. Его ось будет всегда направлена на его собственную Полярную звезду, а какую конкретно – можно выбрать, раскрутив его в нужном направлении. Если взять волчок в ракету, то, взглянув на ось его вращения, мы сразу поймем, где наша точка отсчета (Полярная звезда) и в каком положении относительно нее находится ракета, как бы она ни кувыркалась. Собственно, так работает простейший гироскоп.

Даже если на вращающееся тело действует некая сила, например сила тяготения, то ось начинает двигаться, но не абы как, а особым образом по кругу. Это движение называется прецессией, и ее тоже можно использовать для ориентации и навигации. С этим прибором связана ошибка первого срабатывания системы аварийного спасения (САС).

В систему входят датчики, двигательная установка и парашюты для посадки. Датчики регистрируют аномальное поведение ракеты-носителя, а двигательная установка, подобно катапульте, в случае угрозы отбрасывает спускаемый аппарат с космонавтами от ракеты-носителя. САС – важнейшая и необходимая для безопасности космонавтов система, которая спасла три экипажа. Она срабатывает в случае ручного запуска, резкого повышения температуры или при сильном отклонении от курса (более 7°) – например, если ракета будет наклоняться на стартовом столе или крениться в полете. Но однажды эта система, наоборот, стала причиной аварии.

Двигательная установка САС

14 декабря 1966 года с космодрома Байконур предполагался запуск беспилотного корабля «Союз 7К-ОК № 1». Во время старта после команды «Зажигание» двигатели заработали, но не на полную мощность, и ракета оставалась неподвижной на пусковом столе. Было принято решение остановить запуск, и инженеры отключили двигательные установки. На стартовом комплексе возникло небольшое возгорание, которое довольно быстро потушили. Начался процесс слива топлива. Тем временем САС продолжала работать и фиксировать положение ракеты в пространстве. Приблизительно через полчаса вследствие естественного вращения Земли ракета (впрочем, как и сам космодром) поменяла свое положение в пространстве. Гироскоп САС воспринял это как отклонение от вертикали и заваливание ракеты и дал команду на срабатывание системы. Запустились реактивные двигатели, и пламя от их сопел вызвало возгорание верхней (третьей) ступени. Огонь быстро распространился до первой ступени, и в итоге ракета взорвалась. Сами спускаемый аппарат и бытовой отсек с помощью штатно отработавшей САС были подняты на высоту около километра, где произошло отделение спускаемого аппарата, который спустился на парашюте.

Еще одна ошибка из-за вращения Земли, точнее, из-за смены дня и ночи, произошла при посадке корабля «Союз ТМ-5» с советским космонавтом Владимиром Ляховым и космонавтом Афганистана Абдулом Ахадом Момандом на борту. Маневр ориентации проходил, когда космический аппарат пролетал над границей дня и ночи. Инфракрасный вертикал ищет Землю по ее инфракрасному тепловому излучению и дает двигателям команду развернуться к планете. Днем и ночью интенсивности излучения от планеты заметно различаются, и датчик дал бортовому вычислителю два различных показания среднего значения интенсивности излучения для определения уровня фона и помех. На саму ориентацию эти данные не влияли, но компьютерная программа был написана так, что она выдавала ошибку в случае получения любых сильно отличающихся друг от друга показаний. В итоге двигатель не включился вовремя, и по инерции корабль перелетел нужное место посадки (об этой проблеме данного полета подробнее рассказывается в главе «Орбиты, инерция и гравитация»). На Земле быстро написали новую временную последовательность для возвращения на Землю, но в программе была ошибка. Бортовой компьютер взял из памяти другую временную последовательность, сделанную еще для предыдущего корабля, но в данном случае она не работала. Космонавтам пришлось все делать вручную. Пока они возились, автоматика, посчитав, что уже идет непосредственно посадка в атмосфере, дала команду на запуск таймера, по завершении отсчета которого произойдет отделение приборно-агрегатного отсека с двигателем. Это могло стать концом. Если бы двигатель отделился, то космонавты никак не смогли бы вернуться на Землю, прежде чем у них бы кончился кислород для дыхания. С учетом того, что бытовой отсек с системой жизнеобеспечения был отделен еще до возникновения всех этих проблем, конец наступил бы очень быстро. Все же в корабле имелась система ручного отключения разделения. Ей командир корабля и воспользовался. Вернуться на Землю космонавты смогли, но только на следующие сутки после устранения всех ошибок в программе.

За многими системами ракет-носителей человек уследить не может. Ими управляют компьютеры. Пока вычислительные машины были большого размера, инженеры использовали радиосвязь. Датчики регистрировали состояние ракеты или космического корабля. Информация передавалась на Землю. Компьютер обрабатывал данные и отправлял команды на борт. Позже для лунных пилотируемых программ инженеры разработали небольшие компьютеры для космической техники – бортовые центральные вычислительные машины (БЦВМ).

В их работе тоже было много нештатных ситуаций. Одна из них стала известна как «самый дорогой дефис в истории». «Маринер-1» была грандиозной миссией, основной задачей которой должен был стать полет автоматического зонда к Венере. Для обеспечения надежности помимо ручного управления по радиосвязи с Земли имелось программное обеспечение на борту для контроля курса. Старт начинался согласно плану, но на третьей минуте полета аппарат потерял синхронизацию радиосигнала с Землей. Как раз на этот случай и был предусмотрен автоматический контроль траектории. На «Маринере-1» автоматика не работала, и отклонение от курса возрастало. Когда стало понятно, что компьютер не исправит положение, во избежание неуправляемого падения ракеты было принято решение ее взорвать. Промежуток времени, когда полет к Венере возможен, достаточно мал, так что нужно было быстро найти неисправность и устранить ее, чтобы следующий аппарат «Маринер-2» работал исправно. Ошибку искали интенсивно и достаточно быстро нашли, но не одну. Во-первых, антенна наведения оказалась недостаточно мощной. Прием сигнала был неустойчив и несколько раз прерывался. Программа на борту «Маринера-1» стала игнорировать команды, едва различимые среди шума или приходящие с опозданием. В программе корректировки, как оказалось, была опечатка. Писавший пропустил макрон, или надчеркивание. Этот символ отвечал за работу функции сглаживания при расчете траектории. Если отклонения ракеты-носителя от курса были небольшими, программа должна была их пропускать и не учитывать. У руля есть конкретный минимальный шаг поворота, и, соответственно, он может изменить траекторию на определенный угол. Если отклонение ракеты-носителя меньше, чем угол, на который ракета-носитель может повернуться, то исправление траектории не поможет, а может даже ухудшить ситуацию. Так и произошло. Без сглаживания, обозначаемого макроном, автоматика воспринимала нормальные небольшие отклонения как очень серьезные, что вызывало лишние поправки, которые сбивали ракету с курса еще больше. На «Маринере-2» эту ошибку исправили оперативно, и вторая попытка совершить полет на Венеру была успешной.

Еще одна ошибка имела место во время полета корабля «Аполлон-14». Эта миссия состоялась после сложнейшего аварийного полета «Аполлона-13», и потому ее готовили с удвоенной ответственностью. На борту имелась система экстренного возвращения, которая разворачивала корабль в сторону Земли при нажатии «кнопки паники». За полтора часа до расчетного включения двигателя для осуществления посадки астронавты приступили к плановой проверке бортового оборудования. Она показала, что в компьютер введена программа запуска аварийного прекращения посадки, как будто кнопка была нажата. Согласно этому коду, «Аполлон-14» должен был со всеми работающими системами пролететь мимо своей цели. Астронавты Алан Шепард, Стюарт Руса и Эдгар Митчелл сбросили команду.

Однако через некоторое время она снова была введена. Видимо, капелька припоя или мелкая деталь отвалилась и замыкала тумблер, которым эта программа вводится в компьютер. Обычный сброс в таком случае не сработает, так как закоротить может уже при посадке. Было бы очень обидно из-за этой ошибки после проделанной работы остаться ни с чем. Для решения проблемы программиста лунного модуля Дональда Айлза буквально вытащили из постели (было около 4 часов ночи по местному времени), и за оставшееся время нужно было написать и оттестировать патч, который позволил бы отключить аварийную систему при посадке с возможностью снова активировать ее позже. И еще должно было остаться время на отправку и ввод кода астронавтами. В итоге код был написан и состоял всего из нескольких строк. Астронавты записали код под диктовку во время сеанса радиосвязи и ввели в бортовой компьютер корабля.

За столь короткое время нельзя было переписать всю программу. Патч обманул систему, так что та решала, что аварийная отмена посадки уже началась и последовательность действий для разворота уже не требуется. Также патч реализовывал новые настройки, чтобы посадка могла продолжаться в штатном режиме. Правда, теперь если бы что-то пошло не так, аварийная программа не сработала бы. Астронавты должны были вручную контролировать тягу двигателя. В итоге все сработало, но только Алану Шепарду пришлось 61 раз нажимать на одну и ту же клавишу.

Частая проблема, с которой сталкиваются программисты-новички на Земле, – это переполнение. Когда в памяти хранится больше информации, чем она может вместить, программа аварийно завершает работу. Такую ошибку допускали и программисты космических систем. Так произошло на станции «Мир». Причин было несколько. Во-первых, еще во время подготовки программисты не успели настроить и испытать новый компьютер «Салют-5Б». Так как руководителям было важно запустить станцию к XXVII съезду КПСС, приняли решение использовать более старый компьютер от предыдущих станций, а новый доработать в процессе. Второй момент – к 1991 году базовому блоку станции было уже пять лет, а гарантийный срок станции составлял три года. В-третьих, к станции в это время летел новый модуль «Квант-2», и БЦВМ «Аргон-16» была занята еще и процессом сближения. В итоге память переполнилась, и силовые гироскопы, стабилизирующие комплекс, были отключены. Космонавты Викторенко и Серебров вручную стабилизировали станцию. Правда, стыковку все равно осуществить удалось не сразу. Только через пять дней к станции присоединился новый модуль. Чуть позже на борту появился и новый компьютер «Салют-5Б». Когда к станции подсоединились еще модули, он стал сбоить. Сложность станции росла быстрее, чем производительность и надежность ее БЦВМ. Особенно много проблем появилось после аварии блока «Спектр» (о ней подробнее рассказано в главе «Давление»). Тем не менее «Мир» на орбите проработал пятнадцать лет и в пять раз превысил заявленный срок службы.

Похожую проблему испытал корабль «Аполлон-11» во время первой в истории пилотируемой посадки на Луну. Уже у самой поверхности спутника командир Нил Армстронг доложил на Землю о выдаче компьютером ошибки и отключении вычислительной системы. Вручную с большой точностью контролировать тягу двигателя посадки было невозможно. Но на Земле астронавтам ответили, что можно продолжать ход миссии. Эта ошибка возникла из-за того, что Армстронг неверно задал работу радара, который раз за разом записывал информацию для расчетов в память компьютера.

Нужно понимать, что в 1969 году компьютеры, которые могли поместиться в лунный модуль, имели не очень большой объем данных. 36 864 слова влезало в постоянную память, и 2048 слов – в оперативную. Очень быстро записывать новые данные стало некуда, и компьютер их все стер и пошел на перезагрузку. Из постоянной памяти важные задачи были восстановлены, а радар начал работать в другом режиме. За 600 метров до посадки, почти у самой поверхности, когда скорость лунного модуля уже была относительно небольшой, после нескольких подряд ошибок переполнения Армстронг перестал доверять компьютеру и взял управление на себя. Посадка у него удалось, но на опасной грани: запаса топлива осталось меньше 5 %.

Если в прошлых случаях компьютер пасовал из-за того, что было много чисел, то в случае первого полета ракеты-носителя «Ариан-5» с четырьмя спутниками Cluster проблема заключалась в том, что число было одно, но слишком большое. Ошибка произошла из-за неожиданно сильного горизонтального смещения. Программное обеспечение и логика работы ракеты-носителя перешли по наследству от прошлой версии «Ариан-4». В них было заложено предельно возможное значение горизонтальной скорости ракеты. Для хранения этого значения в памяти выделялось 16 бит информации, то есть в памяти могли храниться 2 в 16 степени (или 65 536) значений. В данном случае это числа от –32 768 до +32 767. Однако «Ариан-5» была мощнее, и ее траектория полета отличалась от траектории полета предыдущей ракеты-носителя. Значение горизонтальной скорости ракеты-носителя оказалось больше 32 767. Это дало ошибку. Сложилась ситуация, которая возникает при очень большом пробеге автомобиля. Счетчик на панели может показывать максимальное число 9999, но когда машина проезжает 10 000 км, значение сбрасывается. Водитель видит, что пробег составляет всего 1 км. В случае с «Ариан-5» получилось невозможное число, которое привело к серьезным последствиям. Самое неприятное, что этот расчет для новой ракеты-носителя вообще не требовался. Если бы его не было вовсе, на полете это никак не сказалось бы. Однако устаревший программный код никто не удалил. Тем временем цепочка проблем была запущена. Приборы на борту регистрировали данные в формате 64-битных чисел, а бортовой компьютер работал с 16-битными числами. Проблема появилась во время конвертации. Программный модуль заметил ошибку в никому не нужном расчете и отключился. Резервный компьютер тоже наткнулся на невозможное число и, как и первый, прекратил работу. После этого двигатели стали получать хаотические команды развернуть ракету-носитель. Та потеряла балансировку и развалилась. Это была одна из самых дорогих по финансовым потерям авария.

Похожая проблема имела место во время старта ракеты-носителя «Союз-2.1б» с 19 спутниками в 2017 году. Только число было не огромное и в память компьютера вполне влезало, проблема в другом. Для начала рассмотрим детскую загадку. Медведь прошел на север 1 км, затем на юг 1 км, а потом на восток 1 км и оказался в том же месте, откуда стартовал. Какого цвета медведь? Ответ: белый, а ситуация произошла на Северном полюсе. При вращении и движении на сфере работают совершено иные математические принципы расчета, нежели при движении на плоскости. Это сложнейшая проблема, и она успешно решается автоматическим системами, но не в тот раз. Старт «Союза-2.1б» был первым с нового космодрома «Восточный». Ранее эти ракеты-носители уже неоднократно запускались с космодрома Байконур и прекрасно себя показывали. Программное обеспечение тестировалось и проверялось в течение двадцати лет. Однако ошибка при этом пуске возникла. Дело в том, что Восточный находится севернее Байконура. Угол, под которым ракета стартует относительно Земли, соответственно, тоже другой. При пуске с Байконура ракета-носитель должна так огибать Китай, чтобы ее ступени не падали на территории этого государства. При старте с Восточного это не требуется. В итоге после запуска разгонный блок вышел на опорную орбиту. Основным спутником в связке из 19 аппаратов был «Метеор-М» № 2–1. Его задачей являлись метеорологические наблюдения. Для этого спутнику требуется выйти на солнечно-синхронную околополярную орбиту – это орбита, при нахождении на которой спутник будет совершать целое число оборотов вокруг планеты за сутки, то есть через сутки возвращаться в то же положение относительно Земли и Солнца. При этом в каждом своем обороте «Метеор-М» № 2–1 должен был пролетать от полюса к полюсу. Условий много. Просуммировав все углы из базы данных, одна автоматическая система рассчитала, что для выхода на нужную орбиту аппарату нужно выполнить поворот на угол в 362°. Другая система, используя данные не из памяти, а от солнечных датчиков, определила, что после разворота на 2° можно начитать другие маневры. С точки зрения математики повороты на 362° и на 2° приведут в одно и то же положение, однако в первом случае требуется совершить целый лишний полный оборот (360°), без которого прекрасно можно обойтись во втором случае. После ориентации двигатель разгонного блока должен был включиться и отправить спутники на запланированную для них орбиту, но сделал он это, пока спутники еще не успели повернуться полностью. Разгонный блок зафиксировал необходимый угол в 2° и дал команду, но не учел, что связка еще продолжает вращаться. В результате неправильной ориентации маневр оказался не разгоняющим, а тормозящим (см. главу «Орбиты, инерция и гравитация»). Спутники полетели назад на Землю. В случае с космодромом Байконур эта ситуация была бы невозможной, так как он южнее и сумма углов не могла быть больше 360°. Поэтому ошибку не находили в течение двадцати лет. Да и в случае с Восточным инженеры тоже не сразу могли разобраться с проблемой. Если бы старт был в другое время года или в другое время суток, угол между Солнцем и выведенным спутником был бы иным и проблемы бы тоже не возникло.

Еще одна ошибка с неверно введенной информацией была допущена во время эксперимента по лазерной локации миссии шаттла «Дискавери 51-G». На корабле был установлен уголковый отражатель – своего рода зеркало. На наземной станции на горе Халеакала имелся мощный лазер. Луч света должен был пройти путь от него, отразиться от корабля и вернуться назад. Ученые могли определить время движения лазерного луча и, умножив его на скорость света и разделив пополам, вычислить расстояние до шаттла с очень высокой точностью. Однако шаттл должен был развернуться к горе так, чтобы ученые лазером могли попасть в зеркало. Он этого не сделал, так как в компьютер ввели неверную высоту обсерватории. Было загружено значение 9000, что, в общем-то, верно, если измерять в футах, но бортовой компьютер считал в морских милях (9000 футов = 2,743 км, 9000 миль = 16 668 км). Отражатель на шаттле был направлен в сторону космоса, а не в сторону вершины горы. В следующий раз ошибку астронавты исправили, и ученые смогли попасть лазером в шаттл.

Следующая ошибка тоже совершена человеком. В рамках миссии шаттла «Колумбия STS-87» планировалось запустить спутник Spartan-201. Это было сделано, но только во время подготовки астронавт Чаула Каплана забыла включить компьютер системы управления на борту аппарата. Чтобы исправить свою ошибку, она попробовала специальным манипулятором поймать спутник, пока он далеко не улетел. Однако здесь ждала еще одна ошибка. Программа роботизированной руки предполагала включение захвата только в определенном положении. Каплана запустила манипулятор преждевременно и вместо того чтобы поймать Spartan-201, она его толкнула. Тот раскрутился. Теперь аппарат не только невозможно было поймать, но он стал еще и представлять опасность для корабля. На время астронавты от него отлетели. Через несколько дней была разработана спасательная операция. У. Скотт и Т. Дои вышли в открытый космос и поймали спутник руками. Это оказалось несложно, так как аппарат угомонился и практически перестал вращаться за счет системы стабилизации, а в невесомости массу спутника в одну тонну можно легко удерживать. Однако возник вопрос, а что делать дальше? Астронавты почти час просто держали спутник в руках, пока не получили дальнейшие указания. Скотт позже пошутил: «Мне пришлось задержаться, чтобы прихватить спутник. Я буду дома к ужину». В итоге астронавты потратили на операцию времени в десять раз больше запланированного.

В космонавтике, разумеется, нужно все предусматривать и дублировать. Но, как говорится в пословице, у семи нянек дитя без глазу. Для первого полета шаттла «Колумбия» инженеры разработали систему с четырьмя компьютерами IBM AP-101, которые дублировали друг друга. Важный момент: все четыре работали по одной и той же схеме. У инженеров возникло опасение, что если в основе проектирования компьютеров была допущена ошибка, то они могут все выйти из строя. Было предложено простое решение – добавить пятый компьютер, работающий иначе, чем все остальные. Он должен будет взять управление в случае выдачи других команд от IBM AP-101. Вот только оказалось, что он как раз работает неправильно. В его программе с самого начала работы стояла функция задержки, которая не давала процессору перегружаться задачами. На остальных компьютерах такой задержки не было. Рассинхронизация по времени привела к рассинхронизации результатов расчетов. Поскольку результаты работы четырех основных БЦВМ отличались от результатов резервной, то все системы переключились именно на резервную вычислительную машину, которая работала медленно и неверно. Хорошо, что это обнаружилось еще во время подготовки. Проблема была в том, что задержка незначительная, но с каждой секундой полета она становилось бы больше. Во время предустановочных испытаний на стендах инженеры проблему не нашли, но благодаря длительным тестам ошибка успела накопиться и стать заметной за несколько часов до старта. Если бы программисты сбросили и перезапустили компьютер перед стартом, как это обычно и бывает, то ошибку обнаружили бы только после аварии. В данном случае единственной проблемой была задержка, которая привела к тому, что первый в истории старт шаттла выпал на 12 апреля, годовщину первого пилотируемого полета в космос. Исправление представляло собой схему голосования «три из пяти», то есть системы корабля будут работать от трех и более синхронизированных компьютеров.

Благодаря многократному дублированию о состоянии компьютеров в дальнейшем не переживали. В итоге почти в каждом полете шаттла один-два из пяти отказывали. Были случаи и на грани катастрофы. Например, перед стартом шаттла «Колумбия» для миссии STS-5 на космодроме прошел ливень. Все залило, в том числе и компьютер. Астронавты просушили систему, но, как потом оказалось, сильно это не помогло. Старт был проведен после полной замены вычислительной техники.

Шаттл «Колумбия» в миссии STS-83 вернулся раньше времени. Правда, основной причиной был не сам компьютер, а его батарейка. На корабле было три топливных элемента, вырабатывающих электроэнергию. Один из них забарахлил. Астронавты сняли с него напряжение во избежание взрыва. Но только без этого стали сыпаться вычислительные машины. Сначала в условиях низкого напряжения выключился кодовый модулятор. Он кодирует, шифрует и направляет данные от датчиков в компьютеры. Без него, сколько бы ЭВМ ни было, они все были бы бесполезны. На борту был запасной модулятор, но только один. Затем вышел из строя компьютер для экспериментов. Так как основная цель полета – это научные исследования, этот компьютер восстановили, но он через несколько часов снова вышел из строя. Тогда для экономии электроэнергии космонавты отключили практически все вплоть до света, но даже это проблемы не решило. Полет был прерван, так как если бы произошел еще один отказ, ситуация могла бы стать катастрофической.

В миссии STS-9 впервые использовалась научная лаборатория «Спейслэб». Она представляла собой огромный комплекс с научным оборудованием. Астронавты с удовольствием ринулись проводить новые интересные опыты. Устройство обработки сигналов для записи данных перегрелось и отключилось. Решили перепрограммировать компьютер, но сделали только хуже. Операционная система полностью вышла из строя. Чтобы ее восстановить, астронавтам пришлось удалить часть информации.