In urma cu trei zile NOAA a publicat un comunicat de presa prin care anunta ca satelitul Goes 13 a fost recuperat si va reveni in flota activa dupa aproape 3 saptamani de intrerupere a serviciilor.
Pe 22 mai computerul de bord al lui Goes 13 a intrat automat in ‘safe mode’ dupa ce satelitul s-a rotit necontrolat, pierzandu-si stabilitatea. Inginerii nu au recuperat imediat platforma, ci au actionat cu prudenta lasand satelitul in acest mod sigur de operare pana la finalizarea anchetei.
Pentru descoperirea defectiunii s-a mers pe mai multe directii. Prima dintre ele, a suspectat initial o rotire comandata de sistemul de ghidaj al satelitului. Practic nu se poate intampla acest lucru decat in doua feluri: fie in urma unei masuratori gresite a orientarii in spatiu, fie in urma unei activari neasteptate a unuia dintre dispozitivele care furnizeaza moment de rotatie pentru platforma.
Ca sa intelegem mai bine ce s-a intamplat este necesara o scurta descriere a sistemului ACS (attitude control system) de pe Goes 13.
Goes N (sau Goes 13), primul satelit construit in programul “Geostationary Operational Environmental Satellites” are la baza platforma BSS 601 a celor de la Boeing. Este un satelit cu greutatea de 3133 kg si dimensiunile 3.37 m (lungimea) x 2.25 m (latimea). El opereaza la slotul orbital 75 de grade vest.
Sistemul ACS, interactioneaza in permanenta cu restul subsistemelor de la bord si este astfel o parte fundamentala pentru buna functionare a lui Goes 13. Sistemul de determinare si control al orbitei si orientarii satelitului, de tip triaxial, este unul performant si asigura stabilitatea la un nivel de detaliu in linie cu calitatea masuratorilor realizate de instrumentele stiintifice (sub 0.01 grad la pozitionare sau mai precis 65 µrad; ca sa ne facem o idee, 28 µrad inseamna de la inaltimea orbitei lui Goes 13, 1 km la sol).
Acest sistem are mai multe componente: partea de senzori, partea de comanda , electronica aferenta (incluzand aici interfete specifice, magistrale de date etc) si software-ul sistemului (incarcat in computerul de bord).
Partea de senzori include camere stelare (modelul CT 602 de la Ball Aerospace cu camp vizual de 8x8 grade, o camera capabila sa urmareasca simultan pana la 5 stele), senzori solari, HIRU (Hemispheric Inertial Reference Unit) construit de Northrop Grumman, giroscoape si senzori pentru determinarea pozitiei Pamantului.
Partea de control, sau asa cum se numeste in literatura de specialitate ‘actuators’, include RWA (un ansamblu de 4 roti volante fiecare capabila sa stocheze pana la 75Nms si sa furnizeze un moment de rotatie de 0.2 Nm), 12 motoare de orientare bi-propelant cu 9.25 N si 1 motor LAM (Liquid Apogee Motor) de control orbital functionand pe baza de MMH (combustibil)/NTO (oxidant) si furnizand 490 N.
In total la bord, la momentul lansarii (24 mai 2006) erau stocate 1671 kg de hidrazina, insa de atunci au trecut 7 ani si o buna parte din acest combustibil a fost folosit deja pentru a mentine satelitul operational.
Comunicatia intre senzori, comanda si computeri se face fie direct pe magistrala de date (una de tip MIL-STD-1553) pentru unitatiile inteligente sau separat pe interfete specifice pentru cele care nu pot comunica direct.
Software-ul ACS este unul complex, cu multe functii adiacente pe care nu are rost sa le detaliem aici, insa la baza are un filtru Kalman cu 6 stari. Masuratorile de la senzori sunt completate cand este nevoie cu cele optice ale instrumentelor (IMAGER -Imager, SEM -Space Environment Monitor, SOUNDER -Sounder si SXI -Solar X-Ray Imager), iar in unele cazuri specifice bucla de control se inchide cu ajutorul centrului de comanda (datele de la satelit sunt descarcate, analizate la sol si rezultatele sunt trimise inapoi ca masuratori finale pentru calculatorul de bord).
Revenind la defectiune, trebuie spus ca primul echipament suspectat a fost camera stelara, asa cum aminteam si in articolul publicat de site-ul nostru in luna mai. Camerele stelare sunt echipamente extrem de precise, cei mai precisi senzori care pot fi instalati pe sateliti, dar in aceeasi masura sunt delicate si dificil de operat in spatiu. Electronica lor este vulnerabila la radiatiile externe, iar cu numai cateva zile inainte avusese loc o furtuna solara.
In scurta vreme, investigatia a aratat ca nu a fost insa nimic in neregula cu masuratorile camerei si deci aceasta potentiala cauza a fost exclusa.
Atentia s-a indreptat apoi spre RW si motoare, cele care ar fi putut cauza un efect de rotire. Nu a fost cazul nici de aceasta data, RW nu si-au modificat viteza de rotatie, iar circuitul de combustibil nu a fost deschis si deci motoarele nu au functionat la momentul anomaliei.
Ce ar fi putut cauza un astfel de fenomen?
A doua directie care ramanea in picioare era o cauza externa. Un satelit isi poate pierde echilibrul in urma actiunii unui factor perturbator extern (sunt diferite cauze care pot interveni, in functie de orbita satelitului : spre exemplu rezistenta aerodinamica sau presiunea solara). Toate acestea nu au insa o actiune atat de brusca ci mai degraba se acumuleaza in timp ca un efect parazit. La Goes 13 totul s-a petrecut insa extrem de rapid, practic in decursul a cateva secunde.
Singura explicatie care a ramas in picioare a fost actiunea unui corp strain. Un micrometeorit sau un deseu spatial provenit de la un satelit defunct, in pofida dimensiunilor reduse, daca ar fi calatorit cu o viteza suficient de mare, lovindu-l pe Goes 13 intr-un punct de instabilitate ar fi putut cauza o rotatie de natura celei observate pe 22 mai. Dupa ce s-a ajuns la aceasta concluzie, s-a trecut la investigarea in detaliu a satelitului pentru a reconstrui momentul impactului si pentru a detecta locul acestuia.
S-a ajuns la concluzia, din fericire, ca nici unul din instrumente nu a avut de suferit, impactul nu a fost la panoul solar sau la optica instrumentelor ci la unul din bratele care sustin panoul. Acesta este construit dintr-un aliaj dur si este extrem de rezistent pentru a putea sustine greutatea intregului panou.
Am putea spune ca este deci un caz foarte fericit, consecintele fiind minime. Deseurile spatiale pot fi insa extrem de periculoase si nu de putine ori au afectat grav misiunile spatiale. Numai de curand ne amintim ca datorita riscului crescut de impact al unor deseuri aflate pe orbita Pamantului, echipajul ISS a fost nevoit sa se refugieze de urgenta in capsula Soyuz. In aprilie anul acesta o poza realizata de astronautul american Chris Hadfield, poza care arata o gaura facuta de un mic deseu spatial in unul din panourile solare ale lui ISS, facea inconjurul planetei.
Revenind la subiectul nostru, trebuie spus ca pe toata durata perioadei cand Goes 13 a fost indisponibil, serviciile lui au fost preluate de colegul sau Goes 14 care opereaza la slotul orbital 105 grade vest, astfel ca utilizatorii NOAA nu au avut nici un moment de suferit.
Goes 13 creeaza din nou probleme
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20130524084753
Credit NOAA
http://www.nesdis.noaa.gov/news_archives/goes13_operational.html