Місяцехід Peregrine компанії Astrobotic не зміг дістатися Місяця через поломку одного клапана, що призвело до переробки клапана і всієї силової установки на більшому посадковому апараті Griffin.
Компанія Astrobotic опублікувала 27 серпня звіт комісії з розгляду аварій, яка вивчила січневий політ Peregrine Mission One. Ця місія зазнала витоку пального через кілька годин після запуску, що завадило космічному кораблю здійснити спробу посадки на Місяць. Натомість космічний корабель пролетів через навколомісячний простір протягом 10 днів, перш ніж повернутися в атмосферу над південною частиною Тихого океану.
Розслідування дійшло висновку, що витік, найімовірніше, стався через несправність клапана регулювання тиску (PCV), що дозволило неконтрольованому потоку гелію під тиском потрапити в бак окислювача космічного корабля, розірвавши його. Клапан, позначений як PCV2, працював нормально під час передстартових випробувань, але вийшов з ладу після запуску.
Клапан втратив здатність герметизувати через «розслаблення, викликане вібрацією» в різьбових компонентах, що спричинило механічний збій у клапані, сказав Джон Хорак, професор Університету штату Огайо, який очолював комісію з перевірки, на брифінгу щодо звіту.
«Якщо ви сильно потрясете його, ви можете отримати деякі зміни в механічній конфігурації, які перешкодять ущільненню клапана. Це майже нічим не відрізняється від того, коли з вашої раковини починає капати», — сказав він.
У рамках розслідування інженери взяли запасний PCV і піддали його ударам і вібрації, подібним до тих, які відчував клапан на космічному кораблі. «Потім ми нанесли на нього гелій, і після помірної невеликої кількості циклів клапан протік. Ви могли почути, як він витікає приблизно з чотирьох футів», – сказав він. У звіті зазначено, що швидкість витоку в цих випробуваннях була подібна до тих, що спостерігалися на космічному кораблі.
Витік клапана стався після кількох поворотів у розвитку силової установки Peregrine. У 2019 році Astrobotic спочатку вирішила доручити розробку системи живлення силової установки постачальнику, але ця компанія зіткнулася з проблемами в ланцюжку поставок після пандемії, що змусило Astrobotic передати цю роботу власним силам на початку 2022 року.
Потім у Astrobotic виникли проблеми з оригінальними PCV у цій системі, і в серпні 2022 року компанія вирішила змінити постачальника. У той час як клапан окислювача, PCV2, від цього нового постачальника пройшов приймальні випробування, аналогічний на лінії для створення тиску в паливному баку, PCV1, зазнав витоків. Astrobotic відремонтував PCV1 і виявив, що він працює нормально. Потім компанія провела серію екологічних випробувань космічного корабля, включаючи вібрацію та акустику.
«Ми все ще ризикували PCV2» після цих передстартових випробувань, сказав Шарад Бхаскаран, директор Peregrine Mission One в Astrobotic, через ремонт PCV1. Компанія вирішила не проводити попереджувальний ремонт PCV2, оскільки цей клапан не протікав, а також через те, що до його розташування в космічному кораблі було набагато важче отримати доступ.
«Щоб отримати доступ до нього для ремонту або заміни, знадобилося б серйозне хірургічне втручання на космічному кораблі», — сказав він, і в цьому процесі скасував щойно завершені екологічні випробування. «Це разом із ризиком завдати певної шкоди, якщо ми деінтегрували та знову зібрали космічний корабель, привело нас до висновку, що краще переходити до наступного етапу програми, а не замінювати PCV2».
Горак сказав, що комісія не звинуватила компанію в такому рішенні. «Я не бачу жодних рішень, прийнятих у процесі, що веде до запуску, де я б сказав: «Гей, я думаю, що вам слід було зробити це інакше», — сказав він. «Ці рішення були досить слушними. Я думаю, що команда прийняла дуже хороші рішення».
Уроки для Гріффіна
Astrobotic впроваджує технічні та інші зміни Peregrine у свій більший посадковий апарат Griffin, який планується запустити до кінця 2025 року. Стів Кларк, віце-президент відділу посадкових апаратів і космічних кораблів Astrobotic, сказав, що компанія співпрацює з постачальником клапанів, який компанія відмовилася назвати, переробити клапан.
Силова установка Griffin також матиме регулятор для контролю потоку гелію, який використовується для створення тиску в баку, а також резервні клапани-засувки на випадок несправності перероблених PCV. «Якби ми побачили той самий механізм відмови на клапанах регулювання тиску, запірний клапан також був би способом контролювати потік в окислювач і паливні баки», — сказав він.
Astrobotic також включає інші коригувальні та профілактичні дії, які випливають із місії Peregrine. Крім проблеми з клапаном, під час польоту Peregrine зазнав 24 аномалій, вісім із яких вважалися «критично важливими», але їх було усунено. Ці проблеми Бхаскарана включали проблеми з програмним забезпеченням для польотів і наведенням, системами навігації та контролю, а також проблему з мережею глибокого космосу NASA, яка використовується для зв’язку з Перегріном.
«Ці були вирішені в режимі реального часу командою управління польотами», — сказав він. «Усі ці уроки, отримані з них, також були введені в GM1». GM1 — це позначення компанії для Griffin Mission One.
Ця місія полягала в тому, щоб доставити марсохід NASA Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) до південного полярного регіону Місяця, але в липні NASA оголосило про скасування VIPER через перевищення вартості та розкладу, незважаючи на те, що марсохід зібрано та проходить екологічний контроль. тестування. NASA зберігає замовлення на комерційне обслуговування місячних корисних навантажень (CLPS), надане Astrobotic для цієї місії, з планами замінити VIPER іншим корисним навантаженням або баластом.
Джон Торнтон, виконавчий директор Astrobotic, сказав під час розмови, що на GM1 є кілька менших корисних навантажень, які все ще літають, включаючи невеликий CubeRover, розроблений компанією, а також від NASA, ESA та невідомого клієнта.
«У нас були десятки розмов з людьми, які хочуть літати на Griffin. Деякі з них більш просунуті, ніж інші», – сказав він. «Тепер, коли ми маємо додаткову вантажопідйомність, ми ведемо розмови з кількома сторонами».
Він та інші керівники компанії сказали, що вони з оптимізмом дивляться на перспективи успішного приземлення Гриффіна, незважаючи на те, що Сапсан не зміг навіть спробувати приземлитися. Місія Peregrine дозволила компанії отримати досвід польотів у багатьох підсистемах, які будуть використовуватися на Griffin. Місія також дала персоналу компанії досвід управління космічним кораблем і боротьби з аномаліями.
Торнтон додав, що підхід програми CLPS до роботи з новими посадковими компаніями за цінами, набагато нижчими, ніж традиційні урядові місії, вимагає більшого прийняття ризику. «Ми намагаємося виконати місію за ціною, яка ніколи раніше не була можливою, і тому ми маємо рішення про те, на чому зосередитися та як швидко ми можемо отримати запуск», — сказав він.
«Я думаю, що ми дуже, дуже зблизилися» з Перегріном, сказав він. «Я дуже впевнений, що Гріффін досягне правильного балансу, і ми витримаємо цю посадку».
