Mogelijk heeft een klepprobleem de landing van de Peregrine-maanmodule veroorzaakt

WASHINGTON – De Peregrine-maanlander van Astrobotic kon de maan niet bereiken vanwege een enkele klepstoring. Dit leidde tot werkzaamheden om de klep en het massavoortstuwingssysteem van de grotere Griffin-lander van het bedrijf opnieuw te ontwerpen.

Astrobotic werd op 27 augustus gelanceerd Verslag van de beoordelingscommissie voor mislukkingen Berggren’s eerste missie onderzocht het afgelopen januari. Bij die missie ontstond uren na de lancering een brandstoflek, waardoor het ruimtevaartuig niet kon proberen op het maanoppervlak te landen. In plaats daarvan vloog het ruimtevaartuig tien dagen door de maanruimte voordat het terugkeerde naar het oppervlak van de Stille Zuidzee.

Het onderzoek concludeerde dat het lek waarschijnlijk werd veroorzaakt door een storing in de drukregelklep (PCV), waardoor een ongecontroleerde stroom heliumgas onder druk in de oxidatietank van het ruimtevaartuig terechtkwam, waardoor deze scheurde. De klep, PCV2 genaamd, werkte normaal tijdens tests voorafgaand aan de lancering, maar faalde na de lancering.

De klep verloor zijn vermogen om te sluiten als gevolg van “trillingsgeïnduceerde ontspanning” in de onderdelen met schroefdraad, waardoor mechanisch falen van de klep ontstond, zei John Horak, een professor aan de Ohio State University die voorzitter was van de beoordelingscommissie, in een briefing over het rapport.

“Als je het voldoende schudt, kun je een aantal veranderingen in de mechanische configuratie aanbrengen die voorkomen dat de klep afsluit. Het is niet veel anders dan wanneer je gootsteen begint te druipen”, zei hij.

Als onderdeel van het onderzoek hebben ingenieurs een reservedrukventiel meegenomen en deze aan schok- en trillingsomgevingen onderworpen zoals die waaraan de klep werd blootgesteld op het ruimtevaartuig. “Vervolgens hebben we er helium op gedaan en na een klein, gemiddeld aantal cycli lekte de klep. Je kon het op ongeveer een meter afstand horen lekken”, zei hij. Het rapport gaf aan dat de lekkagepercentages bij die tests vergelijkbaar waren met die waargenomen op het ruimtevaartuig.

Het kleplek kwam na verschillende omwegen in de ontwikkeling van het voortstuwingssysteem van Peregrine. Astrobotic besloot aanvankelijk in 2019 een leverancier in te huren om het voortstuwingstoevoersysteem te ontwikkelen, maar dat bedrijf kwam na de pandemie in de problemen met de toeleveringsketen, wat Astrobotic ertoe aanzette dat werk begin 2022 intern te verplaatsen.

Astrobotic had toen problemen met de originele PCV-kleppen op dit systeem en besloot in augustus 2022 van leverancier te veranderen. Terwijl de oxidatieklep, PCV2, van die nieuwe leverancier de acceptatietests doorstond, ondervond een soortgelijke klep op de drukleiding van de brandstoftank, PCV1, lekkages. Astrobotic repareerde de PCV1-klep en stelde vast dat deze normaal werkte. Het bedrijf onderwierp het ruimtevaartuig vervolgens aan een reeks omgevingstests, waaronder trillingen en akoestiek.

“We beschouwen PCV2 nog steeds als een risico” na deze pre-lanceringstests, vanwege PCV1-oplossingen, zegt Sharad Bhaskaran, directeur van Peregrine Mission One bij Astrobotic. Het bedrijf koos ervoor om geen preventieve reparaties aan PCV2 uit te voeren, omdat deze klep niet lekte en ook omdat de locatie in het ruimtevaartuig moeilijk toegankelijk was.

“Om toegang te krijgen tot het voertuig voor reparatie of vervanging zouden uitgebreide chirurgische operaties aan het ruimtevaartuig nodig zijn geweest”, zei hij, en daarbij zouden de omgevingstests die zojuist waren voltooid teniet zijn gedaan. “Dit, in combinatie met het risico dat we enige schade veroorzaken als we het ruimtevaartuig demonteren en weer in elkaar zetten, bracht ons tot de conclusie dat het het beste was om door te gaan naar de volgende fase van het programma en de PCV2 niet te vervangen.”

Horak zei dat de auditcommissie het bedrijf niet de schuld gaf van deze beslissing. “Ik zie geen enkele beslissing genomen in de aanloop naar de lancering waarbij ik zou hebben gezegd: ‘Hé, ik denk dat je dit anders had moeten doen'”, zei hij. “Die beslissingen waren grotendeels goed. Ik denk dat het besluitvormingsproces van het team erg goed was.”

Lessen geleerd voor Griffin

Astrobotic integreert technische en andere veranderingen van Peregrine in de grotere Griffin-maanlander, die naar verwachting eind 2025 zal worden gelanceerd. Steve Clark, Astrobotic’s vice-president van landers en ruimtevaartuigen, zei dat het bedrijf samenwerkt met de klepleverancier, die de bedrijf heeft afgewezen. Noem maar op, om de LED opnieuw te ontwerpen.

Het voortstuwingssysteem van Griffin zal ook een regelaar bevatten om de heliumstroom te regelen die wordt gebruikt om de tank onder druk te zetten, evenals back-up afsluitkleppen voor het geval de opnieuw ontworpen drukregelkleppen defect raken. “Als we hetzelfde faalmechanisme zien bij drukregelkleppen, zou de afsluitklep ook een manier zijn om de stroom naar de oxidatiemiddel- en brandstoftanks te regelen,” zei hij.

Astrobotic neemt ook andere corrigerende en preventieve maatregelen op die voortkomen uit de missie van Peregrine. Peregrine ondervond tijdens de vlucht 24 andere problemen dan het klepprobleem, waarvan er acht als “missiekritiek” werden beschouwd, maar werden opgelost. Deze problemen omvatten problemen met de vluchtsoftware, begeleidings-, navigatie- en controlesystemen, evenals een probleem met het diepe ruimtenetwerk van NASA dat wordt gebruikt om met Peregrine te communiceren.

“Deze problemen werden in realtime opgelost door het vluchtcontroleteam”, zei hij, en voegde eraan toe: “Alle lessen die uit deze problemen zijn geleerd, zijn ook in GM1 geïntegreerd.” GM1 is de aanduiding van het bedrijf voor Griffin Mission One.

Die missie was bedoeld om NASA’s Volatile Arctic Exploration Vehicle (VIPER) naar het zuidpoolgebied van de maan te brengen, maar NASA kondigde in juli aan dat het de missie had geannuleerd vanwege overschrijdingen van kosten en planning, ondanks het feit dat het voertuig was geassembleerd en milieutests had ondergaan. . NASA behoudt de Commercial Lunar Payload Services (CLPS) -missie die het voor die missie aan Astrobotic heeft toegekend, met plannen om het VIPER-voertuig te vervangen door andere ladingen of ballast.

Astrobotic CEO John Thornton zei tijdens de oproep dat er nog een paar kleinere ladingen op GM1 vliegen, waaronder een kleine CubeRover ontwikkeld door het bedrijf, evenals NASA, de European Space Agency en een niet nader genoemde klant.

“We hebben tientallen gesprekken gevoerd met mensen die met de Griffin willen vliegen. Sommige van die gesprekken zijn geavanceerder dan andere. Nu we over extra laadvermogen beschikken, zijn we met meerdere partijen in gesprek”, zei hij.

Hij en andere bedrijfsleiders zeiden dat ze optimistisch waren over Griffins vooruitzichten op een succesvolle landing ondanks de mislukte landingspoging van Berggren. Dankzij de Berggren-missie kon het bedrijf vliegervaring opdoen met veel van de subsystemen die op de Griffin zouden worden gebruikt. De missie gaf de werknemers van het bedrijf ook ervaring met het besturen van ruimtevaartuigen en het omgaan met afwijkingen.

Thornton voegde eraan toe dat de aanpak van CLPS om met nieuwe landingsbedrijven te werken tegen veel lagere tarieven dan traditionele overheidsmissies een grotere risicoacceptatie vereist. “We proberen een missie uit te voeren tegen een prijs die voorheen niet mogelijk was, dus we hebben beslissingen over waar we ons op concentreren en hoe snel we die kunnen lanceren”, zei hij.

“Ik denk dat we met Berggren heel dicht bij de overwinning zijn. Ik heb er alle vertrouwen in dat Griffin de juiste balans zal vinden en dat we dat doel zullen bereiken”, zei hij.

Gerelateerd aan