联盟号火箭系列的坐标系

联盟号火箭11月28日在东方发射场发射失败后，有关这次事故的复杂情况陆续浮出水面。尽管飞行控制专家很快便认定了导致失败的罪魁祸首，但若未直接参与错综复杂的制导系统工作，就算是老练的航天工程师也很难完全弄懂这起很诡异的事故。

在联盟号/“弗雷盖特”运载火箭上，火箭前三级和“弗雷盖特”上面级的制导系统是分开的，由各自的陀螺平台来控制。两者陀螺仪所用的制导基准轴相差10度。对于从拜科努尔、普列谢茨克和库鲁的发射来说，为引导火箭进入正确的上升方位角而实施的一次滚转机动的角度通常都在+140度到-140度之间。为让陀螺制导系统进入与发射方位角匹配的位置，其主平台须经尽可能短的路径转至零度位置。而本次从东方发射场进行的发射要求做大约174度的滚转机动（这次机动显然于起飞后第5～22秒得到了进行），而因“弗雷盖特”的基准轴另外差出10度，这意味着其陀螺平台要回转约184度才能到达所要求的“零位”。

联盟号火箭的陀螺平台正常地从174度转回到了零位，保证了正确的制导。但对“弗雷盖特”而言，其平台转至零度位置的最短路径是把角度从184度增加到360度。这样一来，该平台就来到了相同位置。但“弗雷盖特”上面级主飞控计算机的软件却并不这样看。与此相反，该计算机认定组合体出现了360度的偏离，所以“很负责任地”命令各推力器点火工作，以再转一圈，从而回到所要求的零度位置。在以每秒约1度的速度转了近60度后，“弗雷盖特”利用其主发动机开始了一次预定的弹道修正机动。不幸的是，组合体当时处于错误的姿态，导致发动机点火工作在了错误的方向上。

事故发生后，俄航天官员和工程部门对导致这次莫名其妙错误的主要原因进行了一些反思。首先，许多专家指出，此次事故的总体原因是“弗雷盖特”上面级陀螺系统旋转角度碰上了少有的巧合，而这未能在其飞控计算机软件中得到考虑。这种巧合只有在从东方发射场发射的特定导航情形下才会出现，在以往从拜科努尔、普列谢茨克和库鲁进行的60余次发射中从未碰到过。根据发表在俄《宇航新闻》杂志网上论坛上的一篇贴子，作为“弗雷盖特”在东方发射场的首飞任务，本次发射所用的上面级原本是为从拜科努尔发射“回响”（Rezonans）科学卫星而建造的。

与此同时，专家们也一致认为，若非联盟2火箭飞控系统研制者与负责“弗雷盖特”飞控系统的同行协调不善，这一问题从理论上说是有可能在发射前得到解决的。正如《宇航杂志》网上论坛上一篇贴子所指出的，联盟号火箭建造方萨马拉进步火箭航天中心和“弗雷盖特”研制方拉沃奇金科研生产联合公司之间有大量的射前往来文件，讨论了各种法律问题，确认和重新确认了各类协议和提醒事项，但没有一份材料提醒研制人员注意东方发射场的发射台方向与其它发射场不同。很显然，此类信息被埋没在了本次任务的工作文件之中，但没有人想过这一事实对发射的影响。基层工程技术人员干脆漏掉了这一细节，而高层管理者压根儿就没有概念，因为他们当中大多数人都缺乏必要的资质。

罗戈津副总理12月11日宣布本次发射失败的调查工作结束，但称对俄航天官员个人责任的认定将在随后做出。

（本文来源：航小宇）