30 iunie 2017 a fost formal sfarsitul primei extensii a misiunii Dawn, o extensie de un an in care NASA a finantat continuarea misiunii dincolo de limita proiectata initial, iunie 2016.
Dawn care fusese lansata in septembrie 2007, a avut o calatorie de aproape 8 ani prin sistemul solar, pana sa ajunga la destinatia finala Ceres. Pe drum, timp de mai bine de un an satelitul a zburat in apropierea giganticului asteroid Vesta, in tandem cu acesta, insotindu-l in traiectoria sa heliocentrica si observandu-l de aproape.
Misiunea principala la Ceres a durat din martie 2015 pana in iunie 2016, apoi NASA a decis, asa cum spuneam mai devreme, sa extinda operatiunile pentru inca un an, pana la sfarsitul lunii iunie 2017.
Insa daca anul trecut decizia a fost una relativ logica, avandu-se in vedere maximizarea rezultatelor pentru o misiune costisitoare (care la data lansarii costase 446 milioane de dolari), o a doua extensie ramane acum sub semnul intrebarii, datorita starii tehnice a satelitului, care este, asa cum vom explica mai tarziu, destul de precara.
Aminteam intr-un articol de acum cateva zile dedicat telescopului Spitzer, a carei soarta dincolo de 2019 este deasemenea incerta, de presiunea la care managementul NASA este supus: un buget care stagneaza, dara de la care sunt asteptari din ce in ce mai mari, trebuie sa acomodeze deopotriva misiunile curente si cele viitoare.
Revenind la Dawn trebuie spus ca desi satelitul si-a indeplinit scopul inca din prima campanie de observatii, oamenii de stiinta si-au dorit evident sa obtina si mai multe date. Pentru campania a doua (extensia de care vorbeam mai devreme), punctul central a fost observarea craterului Occator dintr-o pozitie favorabila: mai precis satelitul s-a aliniat la sfarsitul lunii aprilie intre Soare si Ceres si a putut privi direct in crater avand lumina in spate.
Insa pe 23 aprilie, cu doar cateva zile inainte de acest eveniment satelitul si-a pierdut orientarea si a intrat in safe mode (un mod in care platforma se reorienteaza spre Soare asteptand alte instructiuni de la sol).
Investigatiile inginerilor au aratat ca una din rotile inertiale s-a defectat provocand aceasta instabilitate. Nu este singurul incident de acest fel pentru Dawn, ci al treilea: prima sa roata inertiala a cedat in 2010 (chiar inainte ca satelitul sa ajunga la asteroidul Vesta), in timp ce a doua a cedat in 2012 (la plecarea de langa Vesta).
Dawn, care primise inca din 2012, dupa cedarea celui de al doilea RW, o actualizare de SW, bazata pe o logica dezvoltata acum cativa ani in cazul lui Fuse (care modifica algoritmul de control pentru a folosi pentru stabilizarea celei de a treia axe magnetometrele cu interventie punctuala, atunci cand era cazul a sistemului de propulsie pe baza de hidrazina), a fost in cele din urma recuperat scotand din control RW si folosind exclusiv motoarele conventionale, astfel ca la sfarsitul lui aprilie observarea craterului Occator a putut continua conform planului.
Insa pe termen lung va fi nevoie de o noua actualizare a algoritmului de stabilizare sau de ce nu, de o modificare a intregului scenariu de lucru. Pentru o buna observare a lui Ceres satelitul trebuie sa se apropie de suprafata, sa isi orienteze instrumentele catre sol, apoi sa se intoarca catre Pamant pentru a putea trimite datele. Insa gravitatia lui Ceres, mai ales cand distanta este mica, produce perturbatii majore asupra satelitului care, datorita departarii fata de Pamant a fost echipat cu panouri solare de dimensiuni mari (ele au o anvergura de 19.7 m).
Pentru contracarare, se foloseau RW, insa daca acestea nu mai pot fi folosite, trebuie pornita propulsia.
Hidrazina ramasa in rezervoare este insa deja foarte putina, iar daca se continua in acest fel soarta satelitului este pecetluita. Insa NASA mai are la dispozitie o solutie: daca Dawn ar fi scos din orbita in jurul lui Ceres si ar fi in schimb trimis in spatiul interplanetar de unde ar putea observa alte corpuri ceresti. Pe lista lor asteroidul Adeona.
Pentru stabilizare triaxiala, Dawn foloseste ca multi alti sateliti, un sistem de 4 RW orientate piramidal tocmai pentru a se putea suplini una pe alta in caz de defectiune. RW sunt extrem de importante pentru sateliti pentru ca pot asigura stabilizarea sau orientarea in spatiu fara a mai fi necesara pornirea motoarelor. In cazul unui satelit cum este Dawn, care a calatorit ani de zile in spatiu, avand grija de fiecare gram de combustibil consumat, acest aspect devine inca si mai critic.
Nu in ultimul rand, RW, care au in spate un motor electric, induc mult mai putine perturbatii unui satelit fata de propulsia conventionala, iar acest lucru se poate reflecta in calitatea masuratorilor facute de instrumentele de la bord.
Insa in egala masura, dincolo de avantajele lor, si de o lunga traditie in istoria explorarii spatiale, RW raman niste piese extrem de fragile, tocmai datorita constuctiei lor mecanice: oricat de bine ar fi realizati, rulmentii lor trebuie sa faca fata solicitarilor extreme din spatiu (lubrificare in conditii de imponderabilitate, temperaturi extreme, solicitari etc) si unui numar imens de rotatii (doar ca un exemplu, la o viteza medie de 1000 rpm rezulta peste 500 de milioane de rotatii intr-un an).
Dawn, care a fost construit de Orbital ATK, foloseste RW de la Itacho Space Systems, tip B, care au avantajul de a fi destul de ieftine, insa care nu au cea mai buna istorie in misiuni spatiale, multe dintre ele defectandu-se la scurt timp dupa depasirea perioadei pentru care fusesera proiectate (Fuse, Hayabusa, Timed sau Kepler sunt numai cateva exemple in acest sens).
Type B sunt unitati de 20 de kg, cu un diametru de 40 cm si o inaltime de 20 kg, ce pot dezvolta un moment de 16 Nms la o rotatie de 4000 rpm.
NASA a invatat din aceste lectii ale trecutului si a ales pentru viitorul amiral al foltei sale, telescopul James Webb, RW de la alt producator cu o statistica mult mai buna (Rockwell Collins Germania, fosta Teldix).
Oamenii de stiinta descopera vapori de apa in jurul lui Ceres
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20140126053025
Credit NASA