Подробный разбор катастрофы SpaceShipTwo: только ли погибший пилот виноват?
На минувшей неделе Национальный совет по безопасности на транспорте (NTSB) опубликовал материалы слушаний по катастрофе SpaceShipTwo. Напомню, 31 октября 2014 года во время испытательного полета корабль разрушился в воздухе, один из двух летчиков-испытателей погиб, а второй получил тяжелые травмы. Команда специалистов NTSB прибыла на место катастрофы в течение суток, и уже 2 и 3 ноября на пресс-конференциях была названа непосредственная причина катастрофы — преждевременный поворот хвостового оперения в тормозное положение. На пресс-конференции специально подчеркивалось, что расследование катастрофы будет заключаться в установлении причины этого события, и займет это примерно год. Результаты расследования появились всего через 9 месяцев. Новостные агентства написали короткие заметки о том, что виноват второй пилот, преждевременно снявший блокировку системы торможения. Но в материалах почти двухчасовых слушаний NTSB вырисовывается более сложная картина.
Материалы слушаний выложены в открытый доступ, и их можно посмотреть здесь.
Матчасть
Прежде, чем говорить о причинах катастрофы, нужно понять, как работает система торможения SpaceShipTwo. В нормальном полете она является критическим компонентом, обеспечивающим торможение аппарата:
Полет SpaceShipTwo состоит из следующих этапов:
- Сброс с корабля-носителя WhiteKnightTwo на высоте ~15 км и скорости ~0,5 М.
- Разгон с набором высоты на ракетном двигателе.
- Подъем по инерции до высоты 110 км.
- Поворот хвостового оперения в режим торможения.
- Торможение в плотных слоях атмосферы.
- Поворот хвостового оперения в самолетный режим.
- Планирующий полет и посадка на аэродроме вылета.
Уникальность системы торможения заключается в том, что поворотом балок хвостового оперения аппарат переводится в аэродинамически устойчивую конфигурацию и тормозит, сохраняя правильное положение, как бадминтонный волан.
Система была успешно испытана в полете:
Технически, система торможения управляется четырьмя рукоятками:
Две нижние рукоятки управляют левым и правым замками системы торможения, для того, чтобы снять блокировку, нужно их потянуть вниз. Две верхние рукоятки управляют левым и правым исполнительными механизмами (актюаторами) системы торможения, для того, чтобы включить систему торможения, их надо потянуть на себя. Все рукоятки механически защищены от самопроизвольного движения при вибрации аппарата.
Полет снимался несколькими камерами. На слушаниях показаны данные с трех камер: наземной, на самолете-носителе и на хвостовой балке SpaceShipTwo:
На видео отчетливо видно, что хвостовые балки начинают поворачиваться, хотя данные из кабины говорят, что ни пилот, ни второй пилот не активировали систему торможения. В то же время, известно, что замки системы торможения были разблокированы вторым пилотом (погибший Майк Олсбери) после доклада о достижении скорости 0,8 М. Согласно карте полета замки системы торможения нужно было разблокировать после достижения скорости 1,4 М. Из-за того, что замки системы торможения были открыты на трансзвуковой скорости полета, на аппарат стали воздействовать нерасчетные аэродинамические силы, которые оказались сильнее приводов системы торможения и развернули аппарат в режим торможения, что привело к его разрушению:
При разрушении аппарата пилота (Петер Сиболд) вместе с креслом выбросило из кабины, он смог отстегнуть ремни кресла, и его парашют раскрылся автоматически.
Тело второго пилота (Майк Олсбери) было обнаружено в обломках кабины. На слушаниях ничего не было сказано о времени и причине смерти.
План полета, подготовка и другие человеческие аспекты
В этом полете распределение обязанностей между пилотом и вторым пилотом было следующим:
После сброса с самолета-носителя пилот управлял аппаратом и отдавал команду на зажигание ракетного двигателя. Второй пилот производил операции по включению двигателя. По достижении скорости 0,8 М второй пилот объявлял вслух »0,8 М!», чтобы пилот был готов к тряске трансзвукового участка полета. При приближении к скорости звука меняется обтекание аппарата воздухом, и практически любой самолет или ракету начинает трясти. Пилот, кроме непосредственного управления аппаратом, начинал управлять триммером стабилизаторов, а задачей второго пилота было громко сообщать о положении стабилизатора. Типичным был бы непрерывный доклад, например, «Пять градусов! Семь градусов! Девять градусов!». По достижении скорости 1,4 М второй пилот должен был разблокировать замки системы торможения.
В реальности спустя примерно две секунды после объявления »0,8 М», на скорости примерно 0,82 М второй пилот произнес «Разблокирую!» и разблокировал замки системы торможения. Оба пилота успели отметить увеличение тангажа (аппарат начал задирать вверх нос).
Оба пилота проходили специальную предполетную подготовку, которая включала в себя работу на симуляторе SpaceShipTwo, планирующие полеты на WhiteKnightTwo, который в определенной конфигурации имитировал аэродинамику SpaceShipTwo на участке планирующего снижения и посадки, а также тренировки на спортивном самолете для отработки навыков работы в невесомости и вывода самолета из опасных режимов полета. В то же время, тренировки на симуляторе производились не в полетных костюмах (шлем, кислородная маска, высотный костюм), а в обычной одежде, и на симуляторе не имитировались перегрузки и тряска реального полета.
Неизвестной до слушаний особенностью являлось то, что замки системы торможения должны были быть разблокированы до скорости 1,8 М. Если этого не удавалось сделать, то дальнейший разгон необходимо было отменить, потому что в случае отказа замков системы торможения SpaceShipTwo не мог нормально затормозить. В результате на пилотов действовали следующие стрессовые факторы:
- Полетная карта не использовалась в бумаге, операции выполнялись по памяти.
- Операции нужно было выполнить в весьма сжатый срок, по данным полетов в симуляторе примерно 26 секунд.
- Полеты с включением двигателей выполнялись давно, пилоты могли отвыкнуть от тряски и перегрузок.
- Тренировки на симуляторе проводились в обычной одежде, отсутствие привычки к полетному костюму могло дополнительно усилить стресс.
- В документации была прямо указана опасность поздней разблокировки системы торможения, а вот опасность слишком ранней разблокировки, хоть и считалась общеизвестной, в документации прямо указана не была. В результате пилоты могли стремиться разблокировать замки системы торможения как можно раньше, чтобы не вызвать отмену дальнейшего разгона.
При разработке аппарата конструкторы не установили никаких систем информирования о достижении безопасной скорости для разблокировки или защиты от преждевременной разблокировки системы торможения, полностью положившись на квалификацию пилотов. Несмотря на то, что при разработке SpaceShipTwo использовались технологии предупреждения возможных аварий, они оказались недостаточными. Регулирующие органы (FAA/AST) оказались неспособны дать адекватную оценку безопасности аппарата из-за новизны отрасли частных суборбитальных полетов, к тому же, при рассмотрении заявки на них было оказано давление, чтобы заявка была рассмотрена в 120-дневный срок, а решение было положительным. Взаимодействие инспекторов по безопасности и фирмы-разработчика (Scaled Composites) было недостаточно полным, быстрым и качественным. Также, инспекторы по безопасности назначались на полет, но не на разработчика, и не были знакомы с особенностями корабля и проводимых полетов.
Выводы
NTSB сформулировало десять рекомендаций по повышению безопасности. Конструкторы SpaceShipTwo сообщают, что уже разработали механизм, защищающий от преждевременной разблокировки системы торможения.
Формально, эта катастрофа стала первой космической катастрофой, произошедшей по вине экипажа. Но виноваты не только пилоты. Конструкторы, которые «сложили все яйца в одну корзину» и не установили никаких систем предупреждения или блокировки замков системы торможения от раскрытия в неподходящее время, тоже несут ответственность за эту катастрофу. Люди всегда ошибались, ошибаются и будут ошибаться. В ситуации, когда и слишком ранняя, и слишком поздняя разблокировка системы торможения одинаково смертельно опасна, инженеры, фактически, поспособствовали ошибке, напоминая об опасности слишком поздней разблокировки, но ничего не указав в документации или на приборной доске об опасности слишком ранней разблокировки. Практически закономерно, что люди ошиблись всего после восьми полетов.
Тот факт, что конкретно эта причина катастрофы больше не повторится не вселяет в меня оптимизм и уверенность в дальнейшем успехе суборбитального космического туризма от Virgin Galactic. Если бы аппарат проектировался с учетом опасностей скоростных, высотных и космических полетов, то эта авария не стала бы катастрофой. Катапульты или спасаемая капсула экипажа не допустили бы гибели людей даже в случае разрушения аппарата. Но этого нет, и не планируется — SpaceShipTwo спроектирован в идеологии гражданских самолетов, а не космических аппаратов. Инженерно красивая концепция системы торможения является критически важным для безопасности полета компонентом. Но как инженеры обеспечивают ее надежность? Дублированы ли ее исполнительные механизмы? В истории авиации были самолеты с изменяемой стреловидностью крыла — Су-24, МиГ-23, F-111. Но в случае отказа привода поворота крыла у экипажа были катапульты. Какие системы спасения будут для пассажиров SpaceShipTwo, если откажут актюатор или замок системы торможения? Люк в кабине и парашюты, как во Вторую мировую войну? Все пассажиры должны будут проходить обязательную парашютную подготовку, прежде, чем подняться на борт. Но в случае такого отказа аппарат начнет вращаться, и перегрузка не позволит людям даже встать с кресла, сделав эту подготовку совершенно бесполезной. Понятно противоречие — на меры безопасности требуются деньги, и количество туристов, которые могут оплатить полет, станет еще меньше. Но в противном случае SpaceShipTwo может повторить судьбу Спейс Шаттла — сказочно красивого корабля, в котором погибло много людей, а сама концепция дешевого грузовика на орбиту оказалась провалом.
При подготовке публикации кроме видеозаписи слушаний использовались материалы:
Другие материалы по космическим авариям и катастрофам по тегу «космические происшествия».
