Описание
Экспресс AM-4 - телекоммуникационный спутник, был спроектирован и изготовлен в рамках сотрудничества между европейской компанией Astrium и ФГУП ГКНПЦ им. М.В. Хруничева по заказу ФГУП «Космическая связь». Его масса составляет 5775 кг. Аппарат построен на базе платформы Eurostar Е3000, он оснащен 24 транспондерами С-диапазона, 28 – Кu-диапазона, двумя Ка-диапазона и тремя L-диапазона для обеспечения устойчивого покрытия всей территории России и стран СНГ.
Спутник связи «Экспресс-АМ4», запущенный 18 августа 2011 года с Байконура ракетой-носителем «Протон- М» с разгонным блоком «Бриз-М», в запланированное время не вышел на связь. Старт и полет «Протон-М» прошли штатно, однако во время полета орбитального блока в составе разгонного блока и космического аппарата произошел сбой в системе управления разгонного блока «Бриз-М», в результате чего спутник был выведен на нерасчетную орбиту. Межведомственная комиссия Роскосмоса пришла к выводу, что при формировании циклограммы работы «Бриз-М» была допущена ошибка в программировании. Это привело к неправильной ориентации разгонного блока и, как следствие, выходу спутника не в ту точку, куда планировалось. Остальные системы разгонного блока отработали без замечаний. Впоследствии было установлено, что спутник является частично работоспособным, однако перевод КА на геостационарную орбиту и его дальнейшее использование по целевому назначению было невозможно.
В сложившейся ситуации КА «Экспресс-АМ4» представлял собой объект риска как в плане возможного столкновения с другими КА, так и в качестве источника образования большого объема космического мусора в случае его разрушения (КА имел значительный запас топлива на борту). В начале декабря 2012 года КА находился на высокоэллиптической орбите с параметрами: высота перигея Нπ ~ 655 км, высота апогея Нα ~ 20420 км, наклонение i – 51.17°. Так как данный КА был управляем, и обладал необходимым запасом топлива проблема минимизации потенциальной опасности, которую мог представлять КА «Экспресс-АМ4», могла быть решена посредством перевода его на некоторую относительно безопасную орбиту «захоронения». Более того, эту проблему можно было решить радикально – свести КА с орбиты в управляемом режиме и затопить его в заданном районе мирового океана. Однако с решением данной проблемы необходимо было торопиться. Согласно информации от ФГУП «Космическая связь» (ГПКС) в режиме функционирования на нерасчетной орбите ресурс системы гироскопов КА, поддерживающих его ориентацию, мог быть исчерпан к концу второго квартала 2012 года, помимо этого, нерасчетная орбита проходила через радиационные пояса, а электроника, установленная на аппарате, была не рассчитана на длительное воздействие радиации. В качестве варианта перевода на безопасную орбиту ФГУП ГКНПЦ им. М.В.Хруничева была предложена орбита с параметрами: высота перигея Нπ ~ 2000 км, высота апогея Нα ~ 18000 км.
Специалистами ЦУП ФГУП ЦНИИмаш была разработана схема перевода, а также была проведена оценка безопасности предложенной орбиты. По результатам работ была выбрана 3-х импульсная схема перевода КА «Экспресс-АМ4» на предложенную орбиту. Однако оценка безопасности показала, что после перевода КА «Экспресс-АМ4» на орбиту захоронения, предложенную ГКНПЦ, он все равно представлял бы потенциальную угрозу для других действующих КА. Анализ энергетических затрат показал, что после проведения всех необходимых коррекций остаток топлива составлял около 2-х тонн, что было крайне нежелательно. Исходя из этого, был сделан вывод, что орбита, предложенная ГКНПЦ, не является безопасной. В связи с этим, специалистами ЦУП ФГУП ЦНИИмаш была предложена новая орбита захоронения с параметрами: высота перигея Нπ ~ 12000 км, высота апогея Нα ~ 15500 км. Была разработана схема перевода КА на эту орбиту, также была решена проблема полного расхода запасов топлива на борту. Оценка безопасности показала, что КА «Экспресс-АМ4» на орбите захоронения, предложенной ЦУП ФГУП ЦНИИмаш, практически не представляет опасности для других действующих КА. После рассмотрения всех возможных вариантов завершения функционирования КА «Экспресс-АМ4», было принято решение выбрать схему с затоплением КА в заранее согласованный район акватории Тихого океана. 25 марта 2012 для выполнения схода спутника с орбиты в 13:45 МСК двигатели космического аппарата были включены на торможение.
Проведение динамических операций и вся траектория спуска контролировались станциями слежения в Австралии (Уралла) и Китае (Пекин). В 14:42 по московскому времени в ЦУП ФГУП ЦНИИмаш пришло сообщение о штатной работе двигателя, а в 16:11 вектор состояния после выключения. Это позволило в оперативном порядке уточнить окончательные время и координаты точки падения. По данным Центрального ядра АСПОС ОКП (ЦУП ФГУП ЦНИИмаш) примерно в 17:32 по московскому времени не сгоревшие при прохождении плотных слоев атмосферы обломки спутника достигли поверхности океана. В точке с координатами 38.2°с.ш., 190.7°в.д. (акватория Тихого океана, к северу от Гавайских островов).