Luna 25 – Sojus 2.1B /Fregat – Wostotschny 1S

Eine 60% längere Brenndauer(wenn es so stimmt) ist jetzt aber nicht gerade ein kleines Malheur! Da muss doch Programmierungsseitig was ziemlich schiefgegangen sein!

Nicht zwangsläufig. Es kann auch ein Ventil mechanisch kaputtgegangen sein.

Möglicherweise hat ja bei dem zweistufigen Einschwenken schon was geklemmt und bei dem Manöver gestern ist dann der Hebel oder was auch immer ganz abgebrochen. Das ist natürlich reine Spekulation.

Es muss noch nicht einmal ein Software- oder ein mechanisches Problem gewesen sein - zB ein Bitflip durch ein ionisierendes Teilchen an der "richtigen" Stelle im Programmspeicher kann einen entscheidenden Parameter (wie die Brenndauer des Bremstriebwerks) verändern. Wenn es ordentlich gemacht wurde (Programmspeicher mit Hardware-Fehlerkorrektur/Prüfsummen), muss das nicht fatal sein - aber das wird die Untersuchungskommission ja feststellen. Ob wir -als interessiertes Publikum- dann davon etwas hören werden, wage ich zu bezweifeln...

Zitat von: Sirkuv am 20. August 2023, 20:11:37

Eine 60% längere Brenndauer(wenn es so stimmt) ist jetzt aber nicht gerade ein kleines Malheur! Da muss doch Programmierungsseitig was ziemlich schiefgegangen sein!

Nicht zwangsläufig. Es kann auch ein Ventil mechanisch kaputtgegangen sein.

Möglicherweise hat ja bei dem zweistufigen Einschwenken schon was geklemmt und bei dem Manöver gestern ist dann der Hebel oder was auch immer ganz abgebrochen. Das ist natürlich reine Spekulation.

Meiner Meinung nach könnte ein Programmfehler sein. Das Projekt dauerte mehr als 20 Jahre. Bei der Steuerung eines Apparates in der Schwerelosigkeit ist die Masse d.h. eine Trägheitskraft und ein Trägheitsmoment im Berechnungsmodell anzunehmen. Wenn diese Parameter geändert wurden aber das Programm der Steuerung bleibt ohne Änderung könnte zu einem falschen Steuerungsergebnis führen. Zum Beispiel, einige wissenschaftliche Geräte wurden bei Luna-25 von ESA wegen des Ukraine Problem weggenommen. Also verminderte die Masse Luna-25. Für diese Masse war der Bremsimpuls zu lang und die Geschwindigkeit am Ende zu klein. Als das Ergebnis hat Luna-25 die Trajektorie des Treffens mit der Mondoberfläche bekommen.

Meiner Meinung nach könnte ein Programmfehler sein. Das Projekt dauerte mehr als 20 Jahre. Bei der Steuerung eines Apparates in der Schwerelosigkeit ist die Masse d.h. eine Trägheitskraft und ein Trägheitsmoment im Berechnungsmodell anzunehmen. Wenn diese Parameter geändert wurden aber das Programm der Steuerung bleibt ohne Änderung könnte zu einem falschen Steuerungsergebnis führen. Zum Beispiel, einige wissenschaftliche Geräte wurden bei Luna-25 von ESA wegen des Ukraine Problem weggenommen. Also verminderte die Masse Luna-25. Für diese Masse war der Bremsimpuls zu lang und die Geschwindigkeit am Ende zu klein. Als das Ergebnis hat Luna-25 die Trajektorie des Treffens mit der Mondoberfläche bekommen.

Eine kleinere MAsse führt natürlich zu einer stärkeren Abbremsung bei gleichem Bremsimpuls. Aber 60% mehr kommt mir doch etwas viel vor wenn es nur die entfallenen westliche Apparaturen sein sollen. Außerdem heißt es ja dass 60% länger gebremst wurde, das kommt nun nicht von einer verringerten Masse. Man müsste wisssen was das Kriterium war um den Bremsimpuls zu beenden. Dauer ? Akummulierte Verzögerung ?

Es gibt jetzt eine Super-Dialektik dazu (https://vk.com/club.spacebooks):
"Ich möchte Sie daran erinnern, dass das einzige Land, dem beim ersten Mal eine weiche Landung auf dem Mond gelang, China war. Die ersten Versuche aller anderen Länder waren Fehlschläge.
Warum dachten alle, dass Russland die erste Landung gelingen würde?

Typische russische Propaganda! Den Amerikanern gelang die unbemannte Mondlandung auch beim ersten Versuch! Am 2. Juni 1966 setzte die Sonde Surveyor 1 weich im Oceanus Procellarum auf dem Mond auf. Bis Anfang 1967 konnten Daten der Sonde empfangen werden!

Was das Scheitern von Luna 25 angeht, können wir über die Ursachen nur spekulieren. Entweder haben die Treibstoff-Ventile nicht korrekt gearbeitet oder es lag an der Programmierung des Abstiegsmanövers im Bordcomputer. Einen Computer-Ausfall oder -Defekt schließe ich aus. Der Bordcomputer dürfte redundant vorhanden sein. Beim Ausfall einer Einheit hätte sofort der zweite Computer übernommen. Ich vermute einen ähnlichen Grund für das Scheitern wie bei Phobus-Grunt ...

Damit bleibt Vega 2 (1984) die letzte erfolgreiche russische/UDSSR Mission außerhalb des Erdorbits.

Ich vermute einen ähnlichen Grund für das Scheitern wie bei Phobus-Grunt ...

ja, daran habe ich auch schon gedacht. Also Sabotage von unzufriedenen Mitarbeitern?

Wer es noch nicht weiß: Phobos-Grunt war eine ambitionierte, lange geplante und sehnlich erwartete russische Mission zum Marsmond Phobos, die sogar Probenmaterial zur Erde zurückbringen sollte. Gemessen an Luna 25 war das eine High-End-Mission mit einigen "Firsts", und mit internationaler Beteiligung.

Die Sonde schaffte es 2012 aber gerade mal in den Erdorbit, nach einem schiefgegangenen Manöver verglühte sie dann kläglich in der Atmosphäre (der Erde!).

Hier die damalige Diskussion zum Thema, wo eben auch viel über Sabotage von unzufriedenen Mitarbeitern der russischen Raumfahrtfirmen spekuliert wurde. Der offizielle Bericht sagte natürlich etwas Anderes.

https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=4187

  Und, gab es damals irgendwelche konkreten, belastbaren Belege für die angebliche Sabotage? Diese insbesondere hier völlig substanzfreie Unkerei hilft niemandem und sollte imho in einer sachbezogenen Diskussion unterbleiben. Ich kann Euch zu jedem Thema eine Verschwoerungs- und Sabotage-Legende bauen. Für nix. In jeder Hinsicht.

Eben. Wieso wird eigentlich bei russischen Fehlschlägen (immer) so schnell "Sabotage" in den Raum geworfen? Machen Europa, Japan, die USA ... das auch? Ist mir nicht bekannt. Dort versucht man Fehlschläge zu analysieren.

"Sabotage" ist eine Nebelkerze. Sie lenkt von schwierige Fragen und Verbesserungsmaßnahmen ab, denn Sabotage hat einen "Schuldige", um den sich Sicherheitsbehörden und Justiz kümmern müssen, anstelle eines "Verantwortlichen", der sich um Lösungen und Verbesserungen im eigenen Haus kümmern muss.

.. Wieso wird eigentlich bei russischen Fehlschlägen (immer) so schnell "Sabotage" in den Raum geworfen? Machen Europa, Japan, die USA ... das auch? Ist mir nicht bekannt..

Na ja - als 2016 in den USA die Falcon 9 mit Amos-6 auf der Rampe explodierte, wurde auch eifrig über Sabotage spekuliert (auch hier im Forum), aber letztendlich entkräftet (Materialfehler).

Ja, an diese SpaceX-Diskussion musste ich auch noch denken, wobei das nicht NASA und Co. waren. Und auch da war die Idee absurd, konnte aber schnell sprießen, da man erstmal ahnungslos war.

Einige Punkte, die mir hier in der Diskussion noch nicht so recht begegnet sind:

• das erste Korrekturmanöver auf dem Weg zum Mond war mal bei Bedarf und für eine Dauer von 20 bis 30 s angegeben worden - es wurden daraus 46 s (ausgehend von den max. 30 s sind das etwas mehr als 50% oder eben auch knapp 60% mehr als berechnet)
• vermutlich wegen dieser Abweichung war es erforderlich, zwei Tage später auch das vorgeplante zweite Korrekturmanöver zu unternehmen
• es gibt Gerüchte, dass die erreichte Mondbahn alles andere als perfekt war (ein Widerspruch zu den Pressemeldungen)
• russische Nachrichtenagenturen zitieren Nathan Eismont, einen der führenden Köpfe des Weltraumforschungsinstituts (IKI) der Russischen Akademie der Wissenschaften, wonach es eine Reihe von Abweichungen im Laufe der Luna 25 Mission gegeben habe, die ein besonneneres Vorgehen nahegelegt hätten (inkl. eines Aufschubs bis hin zum Verzicht auf die Landung!); offenbar wegen des Drucks durch die indische Mission kam das aber wohl nicht in Frage
• die Wortwahl der offiziellen Meldungen zum Ablauf der Ereignisse am Wochenende ist etwas verwirrend - einmal ist die Rede von einem "abnormalen Impuls" (Triebwerksprobleme wie schon zuvor? Wir reden aber von zwei unterschiedlichen involvierten Triebwerkssystemen...) oder auch einer "entstandenen Notsituation nach der Zündung" oder "einer Notsituation, die es nicht erlaubte, das Manöver mit den angegebenen Parametern durchzuführen" (fehlerhafte räumliche Orientierung?) - kann Wortklauberei sein, aber eben auch eine feine Nuance dessen, was wirklich passiert ist (60% zu hoher Schub, Kontrollverlust, Explosion...)
• Triebwerkszündung war 11:10 UTC, Abbruch des Kontakts 11:57 UTC - was ist in den 47 min bis dahin passiert? unter welchen Umständen ist der Kontakt abgebrochen (Taumeln, Bahnmechanik)? Habe auch gelesen, dass das Ergebnis des Bremsmanövers planmäßig erst nach dem Wiederaustritt aus dem Funkschatten hätte festgestellt werden können? Kann es sein, dass 11:57 UTC einfach nur der Zeitpunkt des Eintritts in den Funkschatten markiert? Zur Bahnmechanik habe ich gerade gar nichts zu Hand.

Sorry, habe am Wochenende viel gearbeitet und möglicherweise nicht alle Details mitbekommen. Die Fragen haben sich aber beim "Schnell-Scan" russischer Quellen ergeben. Vielleich haben ja Mitforisten die eine oder andere Antwort oder mein Beitrag hilft, die Diskussion weg von politischen zu technisch/sachlichen Fragen zu führen.

Zum letzten Punkt:
Am 16.8. wurde Luna-25 auf ein Periselenum von 91,4 km eingebremst.
Durch das Manöver am 19.8. sollte das Periselenum um 73,4 km auf 18 km abgesenkt werden.
Das Manöver dauerte etwa 50 % länger.
Man wird zwar so nicht rechnen dürfen, aber 50 % von 73,4 km sind 36,7 km und dann wäre das Persiselenum bei - 18,7 km. Der Crash wird wohl auf der erdabgewandten Seite des Mondes erfolgt sein.

(Ein kurzer Kommentar: Politisch sollte man so reflektiert sein und zwischen der Führungsschicht in der russischen Föderation und "den Russen" zu unterscheiden.)

Für Interessenten:
Pioneer Berechnungen der Flugbahnen zum Mond wurde im Jahr 1956 von V.A.Egorov gemacht (Seite 74-80).
Die Berechnungen wurde damals auf einem Komputer mit 100 Operationen pro Sekunde durchgeführt.
https://www.keldysh.ru/memory/okhotsimsky/ivashkin.pdf
Wahrscheinlich fliegt man heute diese Trajektorien.

Zum letzten Punkt:
Am 16.8. wurde Luna-25 auf ein Periselenum von 91,4 km eingebremst.
Durch das Manöver am 19.8. sollte das Periselenum um 73,4 km auf 18 km abgesenkt werden.
Das Manöver dauerte etwa 50 % länger.
Man wird zwar so nicht rechnen dürfen, aber 50 % von 73,4 km sind 36,7 km und dann wäre das Persiselenum bei - 18,7 km. Der Crash wird wohl auf der erdabgewandten Seite des Mondes erfolgt sein.

(Ein kurzer Kommentar: Politisch sollte man so reflektiert sein und zwischen der Führungsschicht in der russischen Föderation und "den Russen" zu unterscheiden.)

Dein Dreisatz, um von der zusätzlichen Brenndauer auf die reduzierte Höhe zu schließen, ergibt tatsächlich gar keinen Sinn bzgl. der dynamischen und kinematischen Verhältnisse. Wenn du das schon selbst in Zweifel ziehst, warum dann überhaut hier so rechnen?

Das sind alles nichtlineare Beziehungen:

• Durch die längere Brenndauer,  wirkt nicht nur der Schub länger, sondern auch die Masse reduziert sich, was eine nicht-lineare Wirkung auf die Orbitgeschwindigkeit hat ("Raketengleichung").
• Die veränderte Geschwindigkeit hat einen nicht-linearen Zusammenhang (vis-viva-Gleichung) mit der Orbithöhe.

In der Summe: das Periselenum lag wahrscheinlich noch deutlich tiefer ...

Es ist echt schade, dass die Mission schiefgelaufen ist.
Wenn der Motor zu lange brennt wirds leider mit dem Perilun eng.

https://twitter.com/katlinegrey/status/1693638624678412639

Ich denke da ist immer wieder mal auch die Software ein großer Faktor.
Dass beide Ventile klemmen, halte ich für unwahrscheinlich.

Eine Maschine sollte immer nur so lange arbeiten wie man es ihr aufträgt.
(Ausser man schaltet sie nicht rechtzeitig ab!)
Ist ja auch nicht das erste Mal, daß das (auch) bei der russischen Raumfahrt passiert!

Eine Maschine sollte immer nur so lange arbeiten wie man es ihr aufträgt (Edit von mir: programmiert hat).
(Ausser man schaltet sie nicht rechtzeitig ab!)
Ist ja auch nicht das erste Mal, daß das (auch) bei der russischen Raumfahrt passiert!

Oh ja, ich will da mal Susanne Zitieren:

https://twitter.com/AuerSusan/status/1693340794885648856

Echos der Abstürze von Chandrayaan 2 und ESA Schiaparelli. In beiden Fällen waren die Flugsteuerungssysteme nicht in der Lage, mit unerwarteten Eingaben umzugehen, wodurch sich ungewöhnliche Situationen in Katastrophen verwandelten.

Vielleicht sollte das alte Sprichwort „Space ist hart“ in „Software ist hart“ umformuliert werden.

Zum letzten Punkt:
Am 16.8. wurde Luna-25 auf ein Periselenum von 91,4 km eingebremst.
Durch das Manöver am 19.8. sollte das Periselenum um 73,4 km auf 18 km abgesenkt werden.
Das Manöver dauerte etwa 50 % länger.
Man wird zwar so nicht rechnen dürfen, aber 50 % von 73,4 km sind 36,7 km und dann wäre das Persiselenum bei - 18,7 km. Der Crash wird wohl auf der erdabgewandten Seite des Mondes erfolgt sein.

Ich habe das mal mit einfacher Orbitmechanik überschlagen:
Zumächst war Luna 25 in einem Mondorbit 112,4 x 91,4 km.
Für das Absenken des Periselenum von 91,6 km auf 18 km (das alte Periselenum wird dann das neue Aposelenum) benötigt man ein delta-v von ca. 21,6 m/s. Bei 127 s statt 84 s Brenndauer würden etwa 32,6 m/s delta-v erzeugt. Damit sinkt das Periselenum auf ca. 28 km unter der Mondoberfläche.
Für das Absenken des Periselenum auf 18 km am Aposelenum bei 112,4 km benötigt man ein delta-v von ca. 16,8 m/s. Bei 127 s statt 84 s Brenndauer würden etwa 25,4 m/s delta-v erzeugt. Damit sinkt das Periselenum auf ca. 18 km unter der Mondoberfläche.
Natürlich gilt das nur unter der Annahme daß der Triebwerksschub auch bei längerer Brenndauer konstant bleibt.

Ich habe das mal überschlagen: Für das Abbremsen des Periselenum von 91.4 km auf 18 km benötigt man ein delta-v von ca. 24,5 m/s. Bei 127 s statt 84 s Brenndauer würden etwa 37 m/s delta-v erzeugt. Damit sinkt das Periselenum auf ca. 34 km unter der Mondoberfläche.

Danke! Solche Berechnungen sind es, die helfen, schnell Klarheit zu bekommen.

…
Ich habe das mal mit einfacher Orbitmechanik überschlagen:
Zumächst war Luna 25 in einem Mondorbit 112,4 x 91,4 km.
Für das Absenken des Periselenum von 91,6 km auf 18 km (das alte Periselenum wird dann das neue Aposelenum) benötigt man ein delta-v von ca. 21,6 m/s. Bei 127 s statt 84 s Brenndauer würden etwa 32,6 m/s delta-v erzeugt. Damit sinkt das Periselenum auf ca. 28 km unter der Mondoberfläche.
…
Natürlich gilt das nur unter der Annahme daß der Triebwerksschub auch bei längerer Brenndauer konstant bleibt.

Du hast hier auch einfachen Dreisatz gerechnet, um die 84s auf 127s umzurechnen. Aber es gilt die Raketengrundgleichung. Die Masse sinkt weiter. Das in den zusätzlichen Sekunden erzeugte dV ist höher, eben nicht nur die verlängerte Brenndauer bei sonst konstanten Parametern.

Aufschlagört nach RAN

Die Fachleute des Ballistischen Zentrums des Instituts (IPM "Keldysch") der Russ. Akad. der Wissenschaften (RAN) haben eine Modellierung  der Flugbahn der Raumsonde Luna-25 durchgeführt, wodurch die Bestimmung von Zeit und Ort ihres Auftreffens auf dem Mond möglich wurde:

Zeit  - 14:58 Uhr MSK,
Ort   - 57°54'36.65" S; 61°26'59.95" O.


Die rote Spur markiert das Aufschlaggebiet                      Bild: Inst. IPM "Keldysch"/RAN

Das Aufschlaggebiet befindet sich demnach  beim 42 km große Pontecoolant G-Krater, der sich auf der Südhalbkugel in der Nähe des antiken Pontecoolant-Kreises befindet.                  Quelle: Inst. IPM "Keldysch"/RAN

Gruß, HausD

Aufschlagört nach RAN

Die Fachleute des Ballistischen Zentrums des Instituts (IPM "Keldysch") der Russ. Akad. der Wissenschaften (RAN) haben eine Modellierung  der Flugbahn der Raumsonde Luna-25 durchgeführt, wodurch die Bestimmung von Zeit und Ort ihres Auftreffens auf dem Mond möglich wurde:

Zeit  - 14:58 Uhr MSK,
Ort   - 57°54'36.65" S; 61°26'59.95" O.
…

Gruß, HausD

LRO könnte diesen Ort beleuchten.

Zitat von: proton01 am 21. August 2023, 19:58:36

Ich habe das mal mit einfacher Orbitmechanik überschlagen:
Zumächst war Luna 25 in einem Mondorbit 112,4 x 91,4 km.
Für das Absenken des Periselenum von 91,6 km auf 18 km (das alte Periselenum wird dann das neue Aposelenum) benötigt man ein delta-v von ca. 21,6 m/s. Bei 127 s statt 84 s Brenndauer würden etwa 32,6 m/s delta-v erzeugt. Damit sinkt das Periselenum auf ca. 28 km unter der Mondoberfläche.
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Natürlich gilt das nur unter der Annahme daß der Triebwerksschub auch bei längerer Brenndauer konstant bleibt.

Du hast hier auch einfachen Dreisatz gerechnet, um die 84s auf 127s umzurechnen. Aber es gilt die Raketengrundgleichung. Die Masse sinkt weiter. Das in den zusätzlichen Sekunden erzeugte dV ist höher, eben nicht nur die verlängerte Brenndauer bei sonst konstanten Parametern.

Genau genommen hast Du natürlich recht. Allerdings ergeben sich derart kleine Treibstoffmassen für diese geringen Geschwindigkeitsänderungen, daß der Fehler verschwindend gering ist, und die Annahme konstanten Schubs ist ja auch nicht bewiesen. Das KTDU-Triebwerk hat einen Vakuumimpuls von etwa 310 s, damit ergeben sich für delta-v 16,8 bis 32,6 m/s Treibstoffverbräuche von etwa 6,8 bis 13,2 kg bei einer initialen Masse von 1237 kg.

@proton01

Welches Triebwerk (Typenbezeichnung) legst du zu Grunde? Ich hab lange versucht Infos zu dem Triebwerk zu finden - ohne Erfolg.
Evtl. "Fregat" S5.92?

dksk