Un error en una cifra provocó el incidente de la misión VA241 del Ariane 5 | Astronáutica

Un error en una cifra provocó el incidente de la misión VA241 del Ariane 5 | Astronáutica

Un error en una cifra provocó el incidente de la misión VA241 del Ariane 5 | Astronáutica

El pasado 25 de enero despegaba desde la rampa ELA-3 de Kourou (Guayana Francesa) el cohete Ariane 5 ECA L5101 en la misión VA241. Contra todo pronóstico, el cohete siguió un rumbo —azimut— de unos 110º, 20º más al sur de lo normal. Afortunadamente el cohete no sobrevoló ninguna zona poblada y los satélites de comunicaciones SES-14 y Al Yah 3 alcanzaron la órbita de transferencia, aunque con una inclinación de 20,5º en vez de los 3º esperados. Debido a esta órbita anómala los satélites tardarán más tiempo en llegar a la órbita geoestacionaria y gastarán más combustible en el proceso. Pero lo realmente grave del asunto es que nadie en el centro Júpiter para el control de la misión se dio cuenta de la trayectoria errónea del lanzador. No sería hasta 9 minutos y 26 segundos tras el despegue cuando se percataron de que algo iba mal. En ese momento el cohete, volando más al sur de lo planeado, quedó fuera del alcance de las estaciones de tierra situadas en África y se perdió la telemetría del vehículo. La telemetría no se volvería a recibir hasta que los dos satélites ya estaban situados en órbita, aunque para entonces los encargados de la misión pensaban que el lanzamiento había sido un fracaso e incluso llegaron a disculparse públicamente por el error.

Lanzamiento del Ariane 5 en la misión VA241 (Arianespace/CNES).
Lanzamiento del Ariane 5 en la misión VA241 (Arianespace/CNES).

Finalmente la misión no fracasó por poco. Si los satélites hubieran llevado un sistema de propulsión tradicional totalmente químico en vez de incorporar un sistema de propulsión eléctrica con motores iónicos o, si en vez de la órbita geoestacionaria el objetivo hubiese sido otro, muy probablemente la carga útil habría terminado en una órbita inútil. El análisis posterior mostró que el cohete había funcionado perfectamente y que desde un principio la trayectoria fue incorrecta. También surgieron dudas acerca del funcionamiento del sistema de destrucción o FTS (Flight Termination System). ¿Por qué no entró en acción?¿No fue necesario o, algo más preocupante, simplemente no se dieron cuenta del fallo? Aproximadamente un mes después ya tenemos algunas respuestas oficiales.

La comisión de investigación independiente (Independent Enquiry Commission) a cargo de la ESA deja muy claro que las causas del fallo se han identificado claramente y que no se trata de ningún problema de diseño del cohete, sin duda un mensaje destinado a tranquilizar a los actuales y futuros clientes de Arianespace. ¿Pero qué pasó exactamente? Pues, como muchos se temían, no se trató de un fallo de hardware, sino de un simple error de software. Para la misión VA241 el sistema de referencia interno (IRS) del cohete debía haberse programado con respecto a un azimut inicial de 70º, pero alguien metió la pata e introdujo el valor de 90º. El error es comprensible porque 90º es el valor usado en la mayoría de misiones del Ariane 5. La elección de 70º en vez de los 90º habituales se debió al deseo de uno de los dos clientes que querían que su satélite se separase de la segunda etapa en un ángulo recto con respecto a la trayectoria de vuelo.

Sistema de referencia inercial IRS del Ariane 5 (Arianespace).
Sistema de referencia inercial IRS del Ariane 5 (@DutchSpace).

Por tanto, el cohete despegó creyendo que estaba orientado con un azimut de 70º (hacia el noreste), cuando en realidad el azimut de referencia era de 90º (hacia el este). Como la trayectoria estaba programada para dirigirse 20º más al sur, el vehículo terminó con un azimut de 110º (el Ariane 5 gira sobre sí mismo unos 17 segundos tras el despegue para orientarse en el azimut correcto para cada misión, como la inmensa mayoría de lanzadores). Evidentemente, la culpa no es de la persona o personas que introdujeron el dato incorrecto —siempre hay que contar con que se van a producir errores humanos de este tipo—, sino de los controles de calidad y seguridad que no detectaron el error. En cualquier caso, no me gustaría estar en su piel.

La NASA ha participado en la comisión de investigación, aunque por el momento no se ha pronunciado. Recordemos que el telescopio espacial James Webb debe volar en el Ariane 5 el año que viene y nadie quiere que un proyecto de ocho mil millones de dólares fracase porque alguien ha tenido un mal día y se ha equivocado al teclear un simple número. Es normal que los fantasmas de otras misiones que fallaron en el pasado por causas similares, como el primer lanzamiento del Ariane 5 o la malograda sonda soviética Fobos 1, nos vengan a la cabeza. Más recientemente, en noviembre del año pasado el satélite Meteor M2-1 y 18 microsatélites se quemaron en la atmósfera porque el software de la etapa superior Fregat del vector Soyuz había sido programado con un azimut incorrecto para el cosmódromo de Vostochni (era la primera vez que se lanzaba un Soyuz con una Fregat desde Vostochni). Es posible que a muchos de los que en Europa se rieron de la metida de pata de los rusos ya no les haga tanta gracia el asunto.

H. Poussin et al., Human factors in launch flight safety, The Journal of Space Safety Engineering (2017),
Límites o corredores de seguridad en los lanzamientos del Ariane 5. Si se exceden estos límites el cohete debe ser destruido (H. Poussin et al., Human factors in launch flight safety, The Journal of Space Safety Engineering (2017)).

No obstante, a la espera de tener disponible el informe final —por el momento lo que se ha hecho público es una simple nota de prensa— quedan un par de puntos por aclarar. Primero, ¿por qué no actuó el sistema de destrucción? De acuerdo con la documentación pública existente, parece ser que el límite en azimut para que el FTS entre en acción es de 113º. Si el cohete hubiera sobrepasado este ángulo debería haber sido destruido, independientemente de si los sistemas funcionaban bien o no, lo que quiere decir que durante la VA241 el lanzador se acercó peligrosamente a este límite, pero no lo superó.

(H. Poussin et al., Human factors in launch flight safety, The Journal of Space Safety Engineering (2017)).
Personas encargadas del sistema de destrucción del Ariane 5 (H. Poussin et al., Human factors in launch flight safety, The Journal of Space Safety Engineering (2017)).

Cuatro personas son las que deciden si el Ariane 5 debe ser destruido o no en cada misión. La primera es el oficial de telemetría (A/CVI), encargado de comprobar que todo transcurre según lo previsto de acuerdo con la información que llega del lanzador. La segunda es el oficial de seguridad adjunto (RSV-A), que además de supervisar la telemetría del A/CVI, vigila la trayectoria de lanzamiento usando imágenes y datos provenientes de estaciones de radar en tierra (las imágenes sirven para seguir al vehículo hasta los 250 metros de altura). También puede controlar la trayectoria mediante sensores GPS localizados en el cohete que son independientes de los usados para el sistema de guiado. La tercera persona es el oficial de seguridad jefe (RSV), que supervisa al RSV-A y es el único con autoridad para mandar la señal de destrucción al vehículo. La última persona es el operador de reserva (Remplaçant), que debe sustituir a cualquiera de los otros tres en caso de que sufran alguna indisposición. La destrucción del lanzador propiamente dicha se produce por la acción de cargas explosivas situadas en lugares especialmente sensibles o por el apagado del motor de la primera o segunda etapa, dependiendo de la fase del vuelo. Las cuatro personas se encuentran juntas en una pequeña habitación durante cada lanzamiento denominada FSCR (Flight Safety Control Room).

H. Poussin et al., Human factors in launch flight safety, The Journal of Space Safety Engineering (2017),
Simulador de la habitación de control del sistema de destrucción del Ariane 5 (H. Poussin et al., Human factors in launch flight safety, The Journal of Space Safety Engineering (2017)).

Aclarado —parcialmente— el tema del FTS, quedan un par de incógnitas por despejar. La más significativa es la falta de reacción del centro de control de la misión Júpiter, donde aparentemente no se enteraron de nada hasta mucho después. ¿De qué tipo de «centro de control de la misión» estamos hablando si no fueron capaces de ver que su cohete se había desviado 20º con respecto a la trayectoria prevista? Su actuación durante el incidente da la razón a los que afirman que este centro es un «teatrillo» dirigido a los medios de comunicación, VIPs y clientes de Arianespace. Es de todos conocido que el centro de control de los lanzamientos del Ariane 5 está situado en el edificio CDL3 (Centre De Lancement 3), lejos de las cámaras, pero muchos creíamos que Júpiter, al ser el centro de control de la misión, tenía alguna capacidad de decisión durante el lanzamiento. Visto lo visto, está claro que no es así.

Centro de control Jupiter en Kourou (ESA).
Centro de control de la misión Jupiter en Kourou (ESA).
“Verdadero” centro de control del Ariane 5: el centro de control de lanzamientos del edificio CDL3 (Wikipedia).
Edificio CDL 3 en Kourou (capcomspace.net).
Edificio CDL 3 en Kourou (capcomspace.net).

Y hay otras cuestiones que quedan por despejar. El cohete parece que comenzó la maniobra de giro antes de los 17 segundos usuales, aunque se desconoce si este hecho tiene algo que ver con el error de azimut del software o estaba planeado desde un principio (algo difícil de creer, puesto que las maniobras de giro no se suelen ejecutar hasta que el lanzador está lejos de la torre de lanzamiento). La segunda duda es si el reciente traspaso del control del lanzamiento de la empresa Arianespace a ArianeGroup, fabricante del Ariane 5 y el futuro Ariane 6, ha tenido algo que ver con el problema. De hecho, esta era la primera misión cuyo lanzamiento corría exclusivamente a cargo de ArianeGroup, una decisión destinada al ahorro de dinero y que quizás ha salido un poco cara.

Las buenas noticias son que el fallo es fácil de corregir y es de esperar que el Ariane 5 no tarde mucho en volver a surcar los cielos. Las malas son… bueno, ¿cómo es posible que nadie se diese cuenta del error hasta que fue demasiado tarde?

  • http://www.arianespace.com/press-release/independent-enquiry-commission-announces-conclusions-concerning-the-launcher-trajectory-deviation-during-flight-va241/
  • http://dx.doi.org/10.1016/j.jsse.2017.03.001
  • https://twitter.com/DutchSpace

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