Aterizarea lui Astrobotic nu a putut ajunge pe Lună din cauza unei defecțiuni a supapei

La șapte luni după ce primul aterizare lunar nu a reușit să ajungă pe Lună, Astrobotic a anunțat marți că nava spațială a suferit o defecțiune a supapei, provocând explozia unui rezervor de combustibil pe orbită. Următoarea încercare de aterizare a companiei, folosind o navă spațială mult mai mare, va include reparații pentru a preveni o defecțiune similară.

Primul aterizare Peregrine de la Astrobotic, pe care compania îl numește Peregrine Mission One, a decolat pe 8 ianuarie la bordul primei rachete Vulcan a United Launch Alliance. Dar la scurt timp după ce nava spațială s-a separat de rachetă în spațiu, vehiculul a întâmpinat o problemă în timp ce trecea printr-o secvență de activare pentru a începe pregătirea sistemului de propulsie.

John Horak, un veteran al industriei aerospațiale și profesor de inginerie aerospațială și mecanică la Universitatea de Stat din Ohio, a declarat că comisia de examinare a determinat „cea mai probabilă cauză a defecțiunii a fost defectarea unei supape de control al presiunii cu heliu, numită PCV-Pressure Control Valve 2, în cadrul sistemului de propulsie”.

Heliul trebuia să crească presiunea asupra sistemului de propulsie al lui Peregrine și să forțeze combustibilul și oxidantul din rezervoarele de stocare de la bord în motoarele mici de rachetă ale navei spațiale pentru ardere și generare de forță.

„PCV2 a suferit o pierdere a capacității de etanșare, care s-a datorat cel mai probabil unei defecțiuni mecanice a supapei cauzată de relaxarea indusă de vibrații între unele dintre componentele filetate din interiorul supapei și, prin urmare, o defecțiune profundă”, a spus Horak, care a condus Investigația Astrobotic asupra eșecului landerului Peregrine în interiorul supapei.

Nu a durat mult până când o defecțiune a unei supape a avut consecințe catastrofale pentru aterizatorul lunar Peregrine al Astrobotic, care încerca să devină prima navă spațială americană din 1972 care a realizat o aterizare ușoară pe Lună.

„Când supapa PCV2 a fost pornită, deschisă și închisă, heliul a început să curgă necontrolat în rezervorul de oxidare, determinând o creștere dramatică și rapidă a presiunii în rezervor”, a spus John Thornton, CEO al Astrobotic. „Din păcate, rezervorul atunci a explodat și oxidantul s-a scurs pentru tot restul timpului.

Controloarele de la sol astrobotice, care lucrau de la un centru de control de la sediul companiei din Pittsburgh, se mișcau rapid pentru a stabiliza situația la bordul navei spațiale. Motoarele navei spațiale au folosit combustibil de hidrazină amestecat cu oxid de azot pentru a genera tracțiune, dar odată cu diminuarea ofertei sale de oxid de azot, nava spațială nu a reușit să manevreze pe orbita lunii și să încerce o aterizare.

Dar compania a menținut roverul în viață, iar echipele de la sol au putut face mici ajustări pentru a se asigura că panourile solare ale roverului erau îndreptate spre soare pentru a produce energie pe măsură ce acesta orbita într-o buclă aproape la fel de îndepărtată ca luna. La zece zile și jumătate de la lansare, gravitația Pământului l-a atras în atmosferă și a ars peste îndepărtatul Ocean Pacific.

Astrobotic a dezvoltat și construit aterizatorul Peregrine sub contract cu NASA, care a acordat companiei un contract de 108 milioane de dolari pentru a livra un grup de încărcături științifice sponsorizate de guvern pe suprafața lunii. Prima misiune a lui Berggren a fost prima care a fost lansată sub umbrela programului Commercial Lunar Payload Services (CLPS) al NASA, care achiziționează transport de la furnizori comerciali pentru încărcături utile științifice destinate lunii.

Merg pe lună cu un buget limitat

Se pare că oficialii Astrobotic erau conștienți de riscul ca supapa de control a presiunii navei Peregrine să se defecteze. Nava spațială avea două astfel de supape, una controlând fluxul de heliu în rezervorul de combustibil, cealaltă în rezervorul de oxidant. În timpul testelor la sol înainte de misiune, supapa de control a presiunii de pe partea de combustibil a început să curgă, așa că inginerii au înlocuit-o cu una nouă. Supapa similară de pe partea oxidantului, care a sfârșit prin a se defecta în spațiu, nu a prezentat probleme în timpul testelor la sol, conform lui Sharad Bhaskaran, managerul misiunii Astrobotic pentru prima misiune a lui Peregrine.

Deși supapa de control al presiunii de pe partea oxidantului era de aceeași concepție, Astrobotic a decis să nu o înlocuiască, deoarece acest lucru ar fi necesitat demontarea unor părți mari ale aterizatorului Peregrine, întârziind lansarea misiunii, care avea deja câțiva ani în urmă programului.

Testele efectuate pe supapa de control al presiunii de rezervă în urma misiunii Berggren au confirmat că aceasta ar putea avea scurgeri după ce inginerii au supus-o la vibrații precum cele la care este expus în timpul lansărilor de rachete.

„Aveți o componentă filetată în interiorul supapei”, a spus Horak. „Așa că te poți gândi la un șurub și o șaibă, sau la orice componentă filetată. Și dacă o scuturi suficient, poți obține o schimbare în configurația mecanică care va împiedica supapa să se aseze. Nu este mult diferit față de când pornește o chiuvetă de bucătărie. picurând apa trece prin etanșare și iese Pe de altă parte, în acest caz, heliul și presiunea acestuia sunt mari, deci este foarte greu de reținut.”

Astrobotic nu a identificat al treilea furnizor care i-a furnizat supapa de control al presiunii, dar oficialii au spus că compania lucrează cu furnizorul său pentru a reproiecta componenta. „Este puțin diferită de supapa reală care a zburat pe Peregrine, același furnizor, dar am lucrat îndeaproape cu ei pentru a reproiecta elementele interne”, a declarat Steve Clark, vicepreședinte al diviziei de nave spațiale și aterizare a Astrobotic.

Următorul aterizare al lui Astrobotic, numit Griffin, este mai mare și mai complex decât Peregrine. Va folosi supape de control a presiunii reproiectate, iar Astrobotic va instala regulatoare de presiune și așa-numitele supape de închidere în sistemul de heliu de pe Griffin. Aceste noi componente vor controla fluxul de heliu către rezervoarele de combustibil în cazul unei defecțiuni a supapei de control a presiunii la următoarea misiune Astrobotică, au spus oficialii marți.

„Am câștigat acum o fiabilitate sporită în sistem pentru a atenua defecțiunile unui singur punct”, a spus Clark.