Soyuz • Soyuz MS-11(58S) • 事故后恢复载人发射 • 本世纪头一次(2018年)单年全球第100次轨道发射 • 6小时快速对接

When:
2018-12-03 @ 19:31
2018-12-03T19:31:00+08:00
2018-12-03T19:46:00+08:00

【任务图徽,这次还是默默无闻点好】

【远征-58队任务图徽】

地点:哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场 LC-1/5
火箭:Soyuz-FG
载荷:联盟MS-11载人飞船
客户:Roscosmos、NASA 、CSA(加拿大航天局)
轨道:LEO(国际空间站International Space Station

发射回放:

初始轨道根数:
SOYUZ MS-11
1 43756U 18098A 18337.50244843 -.00003755 11874-4 00000+0 0 9998
2 43756 51.6161 254.9401 0028882 113.5986 61.4529 16.19959004 04
SL-4 R/B
1 43757U 18098B 18337.47263652 .00317642 12005-4 10000-3 0 9998
2 43757 51.6259 255.1497 0026426 72.2562 288.2368 16.24742533 07

初始入轨参数:

成员:Oleg Kononenko(俄,第四次任务)
David Saint-Jacques(加拿大,第一次任务)
Anne McClain(美,第一次任务)


后备成员组:

Aleksandr Skvortsov (俄,第三次任务)

Luca Parmitano(意大利 ,第二次任务)

Andrew R. Morgan(美,第一次任务)


介绍:联盟MS-11任务是最初计划于2018年12月进行的长期驻留任务。它将把远征-58队机组的三名成员运送到国际空间站。 MS-11将是联盟号宇宙飞船的第140次飞行。 机组人员包括一名俄罗斯指挥官,一名美国和一名加拿大飞行工程师。 这次飞行之前因为MS-10事故而进入待定状态,同时相关部门对前一次联盟号的联盟号MS-10的发射失败进行了调查。随着10月31日事故调查报告的公布,俄罗斯方面恢复了本次任务的执行,并且将原定时间提前至12月3日。本次成员组将继续完成原定联盟MS-10成员组的修复联盟MS-09飞船任务

MS-10更多任务参见相关任务持续报道专题:【原创文章】“联盟”MS-10飞船(57S)任务图文介绍及事故持续跟踪

本次任务更多细节参见本次任务持续报告专题【原创文章】Soyuz • Soyuz MS-11(58S) • 事故后恢复载人发射任务跟踪报道


联盟MS飞船英文介绍:

The Soyuz MS manned spacecraft has been developed on the basis of a Soyuz TMA-M spacecraft.

Soyuz-MS introduces following upgrades:

  • more efficient solar panels
  • the new Kurs-NA approach and docking system, which has a mass of less than half that of its predecessor
  • additional micro-meteoroid debris shielding
  • a modified docking and attitude control engine – which will add redundancy during docking and deorbit burns.
  • a main computer, TsVM-101, which has a mass (8.3 kg) of only one-eighth that of its Argon-16 predecessor (70 kg) and a smaller volume.
  • a unified digital command/telemetry system that allows telemetry to be transmitted via Luch relay satellites for control of the spacecraft as well as to provide crew with positioning data when the spacecraft is out of range of ground tracking stations.
  • upgraded GLONASS / GPS and COSPAS-SARSAT satellite systems to provide more accurate location services during search/rescue operations after landing.

Soyuz-MS is to provide rescue of the main crew of the station in emergency and delivery of visiting crews.

During the flight the spacecraft fulfills the following tasks:

  • delivery of a visiting crew consisting of up to three persons and small accompanying cargoes
  • constant availability of the spacecraft, attached to the station during its manned flight, in the standby mode to be ready for emergency descent of the main crew onto the ground in case of hazardous situation on the station, cosmonaut illness or injury, etc. (assured crew return vehicle function);
  • planned descent of the visiting crew onto the ground;
  • returning to the ground, together with the crew, payloads of relatively low mass and volume
  • disposal of wastes from the station in the living compartment to be burned down in the atmosphere during descent.

短短半个世纪,毛子打了:

(1)40艘初始型联盟(也分为9号前的验证实用对接型/10,11的初步空间站运输型/9,13,22这样的单独特定联盟任务型/其余的无太阳能电池阵的运输人员的2人版空间站型)。

(2)载人月球型飞船型(包括8艘L1绕月飞船,4艘LK/LOK型登月飞船)。

(3)联盟T系列空间站运输型13艘,人员恢复3人设计。

(4)联盟TM空间站运输型飞船34艘,(到TM-13后苏联解体),

(5)联盟TMA空间站运输型22艘。

(6)联盟TMA-M空间站运输型20艘。

(7)联盟MS空间站运输型即将发射第11艘,现在计划到了MS-16号飞船,联盟MS-15飞船预计将在东方发射场发射。现已有140艘正式编号为联盟的飞船(不包括12艘登月型联盟)。

(8)联盟系列飞船以宇宙xxxx号的形式或者正式型号发射了多艘无人飞船,包括联盟1号前三次任务,其中第一艘无人飞船于发射台爆炸,联盟1号悲剧后进行了5艘无人测试飞行,联盟2号也改为无人测试,联盟13号也进行了无人测试,联盟20号也是无人测试,联盟34号也是无人测试,ASTP时期也进行了2次无人测试,联盟T-1/TM-1飞船也是无人测试。【这次联盟MS-10任务中止也是再一次验证了“联盟”载人系统的周到与成熟

(9)联盟飞船还有扩大型曙光号飞船计划,原计划天顶火箭发射,载7名航天员,取消轨道舱,一度计划反推技术,后来因为种种原因取消,还有联盟登月时期的各种方案,比如联盟组合体方案,还有各种军用联盟方案。当年为了作为”暴风雪“航天飞机的轨道营救力量,苏联方面也设计了以APAS-89对接系统为最大特点的联盟“救援机”,关于这型飞船的更多详细介绍参见(【原创文章】“暴风雪(BURAN)号航天飞机系列【13】 )。还有2000年年代的加强版可在轨储存一年的联盟TMM(现在联盟只能安全储存180到200天)老版本(成为TMA-M)的MS计划。渣渣联盟,这么复杂,垃圾飞船。更多详见:(【原创文章】联盟系列飞船发展简史,附加载人飞船任务清单


联盟历史任务深度延伸:

联盟-18A任务,苏联方面称:“4月5日异常”】

【任务成员组:拉扎列夫(1928年02月23日-1990年12月31日)和马卡罗夫(1933年01月06日-2003年05月28日】

【任务数据】

中文相关任务介绍:【原文选自《联盟号飞船》 R.D.霍尔与D.J.谢勒著。周晓飞,张柏楠,尚志等翻译】图片与英文介绍来自航天大百科网。

本次乘员组计划在空间站驻留60天,继续进行Zenith的工作。该乘员组(指令长拉扎列夫和飞行工程师马卡罗夫)曾在1973年9月参加联盟12号飞船的飞行试验(他们是首批穿戴索科尔航天服的宇航员)。这次他们将驾驶联盟18号飞船,其代号是Ural (Urals)。 这次任务计划于4月5日发射,6月初返回,7月15日将发射联盟19号飞船 ASTP计划中苏联承担的任务。苏联为ASTP计划改进了R-7火箭助推器(联盟U火箭首次载人任务),但用于礼炮号空间站发射任务的仍是老型号的R-7火箭。

这是一个明媚而燥热的春日,发射场的气温达到25C,阳光刺眼。当地时间14时03分刚过,R-7火箭点火升空,载着联盟18号飞船飞向礼炮4号空间站,开始了为期60天的飞行。随着火箭上升,乘员组收到地而控制中心发来的数据,包括俯仰、偏航和推进剂贮箱的压力等飞行参数。120秒时,R-7火箭的4个捆绑助推器燃料耗尽并与主体分离,30 秒后火箭逃逸塔和整流罩分离。突然之间,耀眼的阳光射进了返回舱,180 秒时,地面控制中心确认一切正常。由于逃逸塔已分离,这时如果出现故障,乘员组将采用弹道式方式返回到地面。上升段的顺利进行使在联盟号飞船上的乘员松了一口气。毕竟每一位乘员都是由R-7火箭的一种改进型送人太空的,多次的载人和无人发射已经验证了它的可靠性和安全性。这两名乘员都有过联盟-12号飞船的发射经历,这次似乎也没有理由怀疑有什么不同。

在发射后288秒,乘员组正等待一级火箭分离,然后二级火箭点火将他们送人轨道。拉扎列夫在联盟18号飞船里感到飞船在偏航和滚转,于是向地而报告偏航比联盟12号飞船更严重。这时,太阳突然从视线中消失,警报器大声鸣响。仪表板上红色的“助推器故除”指示灯在闪烁。助推发动机的声音停止时,乘员不知道发生了什么事,两秒后速度变得不稳, 他们开始处于失重状态。

接下来应该是两个火工品装置点火将耗尽的芯级分离。这两级是由桁架结构连接,上下各有6个爆炸螺栓。这个桁架结构在芯级分离后儿秒钟时将分解成3部分从上升的火箭上落下,然后允许上面级点火;随着芯级脱落,废气从桁架结构排出;但这次任务中却不是这样。在事故发生后不久,作为与NASA的ASTP协议的一部分,苏联很快公布了失败的详细情况。过大的摆动角度引起上面级一半的程序控制器的继电器关闭,在芯级和上面级仍紧固连接时过早地向6个爆炸螺栓中的3个发出点火信号,比预计的分离时间只早启动了几秒钟。由于触发的位置恰好是在连接这段结构的上下段之间的电缆处,因此当先前的爆炸引起上段的电路断开时,下段爆炸螺栓的电路也连带着断开了,导致飞船在继续上升时芯级与上面级之间的不均匀连接

在火箭的二级点火时,由于其余的爆炸螺栓没有分离,一级仍连接着。R 7火箭继续上开,但它却拖着i4秒后,不稳定的一级火箭引起空气阻力的急剧增加,导致飞行时摆动角度超过10”的安全界限。 船载陀螺检测到以后,自动启动了逃逸程序

飞船里的乘员意识到他们而临一次严 重的故障,拉扎列夫关掉了报警器,因为报警器的声音使他分心,他们开始检查仪器设备以确定问题的原因,但切发生得太快了。 拉扎列夫后来写道:“心情焦虑表明缺乏信心。我脑子里反复只有一个念头:‘发生了什么?接下来会怎样?’但没有人能回答这个问题。事情的不确定性、焦虑甚至恐惧令人窒息。”

尽管他们受过多年训练,在模拟器上训练达几百小时,而且有短期的飞行经验,但他们仍然面临未知的恐惧。这时他们只能依靠自动设备按时间程序工作,必须避免任何错误使情况恶化。在他们平静下来按照步骤操作时,所受到的儿百小时的训练和非正常应急模拟训练发挥了作用。接着又是一下剧烈的震动,起爆指令将联盟18号飞船与火箭分离,并将返回舱与轨道舱和推进舱分离。在大约150 km的高度,船上计算机收到中业止飞行的信号,推进舱的推进系统点火工作,使飞船与上面级分开,并在飞船三舱分离前将它带到安全距离之外。

发射后几分钟,乘员组就开始返回地面。拉扎列夫后来回忆“我们渐渐受到重力缓慢的、令人不适的牵引,重力增加得很快,超出我所想象的。一股看不见的力将我压向坐椅, 眼皮像灌满了铅,呼吸开始变得越来越困难。过载压迫着我们,使我们无法说话,吞掉了所有声音,只剩下喘息声。我们尽最大努力承受着过载。

通常航天员被固定在坐椅上,坐椅在正常的联盟号飞船返回过程中可承受3~4 g的过载。这次飞行,乘员组成员承受了14~15 g的过载,峰值达到21.3g。拉扎列夫后来说第二个过载峰值6 g过去后,他们并没有察觉到。后面会发生什么仍旧不知道,但可以确定的是他们已经开始返回了地面了。

拉扎列夫通过无线电询问他们的目标落点,但无线电保持静默。马卡罗夫查看飞行图以确定他们可能的落点。正常情况下飞船应着陆在哈萨克斯坦,但这次他们向偏东的方向飞去。当时中国和苏联之间关系紧张,他们有些担心可能会着陆在中国大陆。飞船正飞问中国新疆的西北(曾有新闻报道过有两架苏军直升机误落在此,飞行员被中国巡逻队俘获),他们听到了伞舱盖起爆的声音,感觉到主伞展开,阻力使飞船晃动。当马卡罗夫问拉扎列夫在小声嘀咕什么时,他镇静地表示他相信系统已可靠工作。

飞船返回舱着陆在西伯利亚西部的崎岖山区,在戈尔诺一阿尔泰斯克镇的西南,距发射场超过2574 km,距中国边境约805 km。返回舱落在被雪覆盖的山坡上,开始翻滚;当滚转到一个陡坡边时,伞绳缠绕在灌木上,阻止了舱体继续翻滚。后来拉扎列夫回忆起这次着陆:“马卡罗夫计算的落点相当精确,我们距他预计的着陆点很近。这次失败确实令人非常失望和不快,我们为这次任务准备了很长时间,却这样结束了,令人沮丧。飞船有一些轻微的晃动,突然开始慢慢转向,似乎我们降落在水上。被烟熏黑的舷窗突然开始透光(因为舱体滑动时与雪摩擦),我看到了一棵树的树干。 没错,这是地球。”拉扎列夫切掉了根伞绳, 使返回舱停了下来。 他们受到擦伤、振荡并感到眩晕,他们在发射后飞行了21分27秒,最高到达192km高度,航程1574km,而不是飞行60天或1500小时。


马卡罗夫在事故报告中写道,他们最先想到的可能着陆的3个地方是:日本、中国或山区,但他们很快意识到不会是日本,因为当时是白天,而日本当时应是黑夜。克利穆克在出事后20~30秒通过无线电将预计落点向乘员组作了通报,但他们却没有听到地面控制中心的声音(地面可以听到他们的话音)。他们在应急分离后400秒内处于失重状态。马卡罗夫后来谈到在他们经历的过载作用下很容易令人失去视力和知觉,但这一切没有发生,他们先是经历了黑白视野,后来视野变狭窄。飞行后的体检表明较大的过载并没有对他们造成伤害( 当时还不知道受训者在离心试验中过载仅达到8 g时就会造成背部出血)。

【当时任务中的联盟-18A飞船模拟图】

据马卡罗夫说他们在看陆后对于降落伞的处置方式有3种,陈落伞的两根伞绳都不切断(这时舱体会受到风的控制);完全脱掉降落伞(舱体会沿斜坡滚下);留下一根伞纯连接舱体,这样可以稳定舱体。他们选择了最后一种方式,在当时的情况下那正是最好的选择。

他们松开了身上的東缚带,打开舱门,感觉到冷风吹过。当时着陆点的情况是:阴暗的天空覆盖着低低的云层,寒风刺骨,雪非常大,与30分钟前大不一样。马卡罗夫说当时温度为一7C,面发射场的温度是25C。地上的雪深1.5 m,不能行走,他们只能在雪地上爬着去生火,马卡罗夫说这对拉扎列夫来说不是新鲜事,因为他是西伯利业人。确实,当拉扎列夫从返回舱里出来后,发现自己在齐胸深的雪堆里。天开始暗下来了,他们收拾好数生工具等待搜救部队。20分钟飞行中的剧烈活动曾使他们感到很热并开始出汗,但他们很快就开始发抖,于是他们穿上保暖的救生衣和Forel (Trout)应急衣物(水中使用)御寒。当他们在舱外安置下来后,看到很热的舱体融化了周围的雪向下滑落了150~180m。幸运的是,舱体最后停下来了。

拉扎列夫非常担心着陆在中国,决定烧掉与在轨道上要进行的军事试验有关的文件。有的试验非常机密,连他也不知道试验目的是什么(这此试验显然涉及用肉眼从轨道上进行侦察)。很快他们在无线电中听到了搜救部队的声音,询问了着陆地点,知道他们在苏联领土上后,他们感到放心了。

返回舱着陆在距小镇阿列伊斯克不远的地方,这里海拔高度为1200m,位于一座名为Teremok一3山的斜坡上。搜教部队在大约一个半小时后发现了他们。第一个救援方案是从在上空盘旋的飞机上空降拿兵(包括医生),但曾当过伞兵的拉扎列夫认为这样做太危险,坚持这一晚上留在山上。经过一整夜, 又想出从直升机上放下烟梯的办法,但在第二天早晨实施时发现在这样的高度很难保持直升机的稳定,这一方案留作备份方案。第二个救援方案是一组搜救人员乘直升机着陆在山脚下结冰的乌巴河上,然后爬山到达被困的飞船那里。遗憾的是,这队搜救人员没有登山经验,很快被自己引起的雪崩埋起来,不得不靠另一队搜救人员来教援。同时,一果MI-4直升机带着地质学家在返回舱上空盘旋,由于空军不允许使用绳梯救援航天员,因此给他们派了一名森林向导。一会儿之后,另一架编号为74的直升机抵达。直升机品然是西伯利亚军区派遣的(尽管不知道是谁下令参加救援的),驾驶员是名叫S.加利耶夫(S. Galiyev)的年轻人,他在阿富汗战争后被授予苏联英雄的荣誉称号。他终于设法将乘员(包括森林向导)救上了飞机。返回舱在稍后被回收。

经过严酷的考验后,两名乘员的健康状况良好。苏联官方将有关这一事件的消息保密到4月7日,在两名乘员获救后,才向美国人通报了这次事故。马卡罗夫说在这次飞行后,一些美国人认为他们已在这次事故中牺牲,因此官方特地安排他们与美国人踢了一场足球赛,以证明他们还活着。为防止类似事故再次发生,采取了改进措施,对所有的联盟号火箭的级间分离回路进行了一系列的改进。如果一个继电器点火过早,其余的将自动触发以确保完全分离。

之后苏联派遣了后备成员组继续执行礼炮-4号空间站的未完成任务。这次任务为联盟-18号,事故任务为区别归为联盟-18A,该任务执行期间苏联与美国同时进行了ASTP/EPASA阿波罗联盟对接任务。

英文介绍(与中文非同文):Launch from Baikonur. Soyuz 18A was intended to be the second mission to take cosmonauts to the Soviet Salyut 4 space station for a 60-day mission.

The launch proceeded according to plan until T+288.6 seconds at an altitude of 145 kilometers (90 mi), when the second and third stages of the booster began separation. Only three of the six locks holding the stages together released and the third stage’s engine ignited with the second stage still attached below it. The third stage’s thrust broke the remaining locks, throwing the second stage free but putting the booster under unanticipated strain that caused it to deviate from the proper trajectory. At T+295 seconds, the deviation was detected by the Soyuz‘s guidance system, which activated an automatic abort program. As the escape tower was long gone by this point, the abort had to be performed with the Soyuz‘s own engines. This separated the spacecraft from the third stage booster and then separated the orbital and service modules of the Soyuz from the re-entry capsule.

At the time when the safety system initiated separation the spacecraft was already pointed downward toward Earth, which accelerated its descent significantly. Instead of the expected acceleration in such an emergency situation of 15 g (147 m/s²), the cosmonauts experienced up to 21.3 g (209 m/s²). Despite very high overloading, the capsule’s parachutes opened properly and slowed the craft to a successful landing after a flight of only 21 minutes.

The capsule landed southwest of Gorno-Altayska (50° 50′ N, 83° 25 E). The capsule landed on a snow-covered slope and began rolling downhill towards a 152 m (499 ft) sheer drop before it was stopped by the parachutes’ becoming snagged on vegetation.

Having landed in chest-deep powder snow and a local temperature of -7 °C (19 °F), the cosmonauts donned their cold-weather survival clothing. As the cosmonauts were uncertain if they had landed in China, they quickly destroyed documents relating to a military experiment planned for the flight (this was at a time when Sino-Soviet relations were extremely hostile). Soon, the crew was in radio contact with a rescue team in an approaching helicopter, who confirmed their landing point was in the Soviet Union, near the town of Aleysk. The deep snow, the high altitude, and the terrain meant the rescuers had great difficulty in making contact with the cosmonauts. It was the next day before they were safely air-lifted out.

Initial Soviet reports stated the men had suffered no ill effects from their flight. Vladimir Shatalov,the Director of Cosmonaut Training, reported they were fit to fly another mission. However, subsequent reports claimed that Vasili Lazarev was injured by the high acceleration of re-entry.

The Soyuz 18A flight has been the only case of a manned booster accident at high altitude. The exact landing site of the capsule had been a subject of debate amongst space historians in subsequent years


动态:

【2018年12月03日】本次任务采用6小时快速对接模式。
【2018年12月02日】战斗民族火箭已上塔架,继续载人发发发,继续R-7发发发法法;如果统计无误的话这将成为今年全球第100次轨道发射。
【2018年12月14日】火箭组装完毕。
【2018年11月30日】载荷转运至火箭组装配置厂房。
【2018年11月29日】成员组完成第二次对飞船的控制检查。
【2018年11月27日】飞船与整流罩组装。
【2018年11月27日】飞船与适配器组装。
【2018年11月21日】成员组完成适应性训练,测试了航天服气密性。
【2018年11月19日】成员组抵达拜科努尔、
【2018年11月13日】飞船完成高温真空气密性测试,测试结果良好。
【2018年11月02日】精确起飞时间为12月3日19:31。
【2018年11月01日】成员组通过任务前体检,可以执行任务。
【2018年10月22日】外媒消息,提前到12月3日。
【2018年10月13日】外媒消息,现定于12月5-7日。
【2018年10月12日】联盟MS-10发射失败,这一发进入待定状态。
【2018年10月03日】添加此次任务,目前起飞时间定于12月20日12:52。


任务图片: