一個破損的閥門導致Astrobotic耗資1.08億美元的”遊隼”月球登陸器任務失敗
據週二發布的一份任務報告稱,Astrobotic公司的”遊隼”月球著陸器未能抵達月球,原因是推進系統中的一個閥門出現了問題。該公司領導人在新聞發布會上說,工程師已經重新設計了閥門,並在下一個著陸器格里芬的推進系統中引入了額外的冗餘,以確保問題不會再次發生。
這份報告來自於1 月”遊隼”任務結束後不久成立的審查委員會。這次任務在1 月8 日發射幾小時後就遇到了麻煩,當時工程師在軌道上首次啟動了飛船的推進系統。
此時,兩個壓力控制閥(PCV)打開後,燃料箱和氧化劑箱本應被氦氣加壓。但氦氣開始”不受控制地”通過第二個閥門流入氧化劑箱,Astrobotic 首席執行官約翰-桑頓(John Thornton)在新聞發布會上解釋道:”這導致儲氣罐迅速嚴重超壓。不幸的是,油箱隨後破裂,並在任務的剩餘時間裡洩漏氧化劑。
審查委員會主席約翰-霍拉克(John Horack)說,PCV 無法重新密封,很可能是由於閥門內部一些螺紋部件之間的”振動引起的鬆弛”造成的機械故障。遙測資料能夠確定異常發生的位置和時間,這些資料與開啟和關閉PCV 的自主順序以及推進系統上閥門的位置是一致的。工程師們也能夠在地面測試中重現故障。
雖然氧化劑洩漏仍在繼續,但Astrobotic 的團隊仍能穩定飛船,為電池充電,並為有效載荷供電。但這個問題最終對任務造成了致命的影響,10.5 天后,太空船返回地球,在大氣層中燒毀。
由34 人組成的審查委員會包括26 名公司內部人員和8 名外部人員。委員會不僅審查了任務期間收集的數據,還審查了飛行鑑定活動和零件測試的所有數據。最後,委員會確定,故障的可能原因是推進系統中的單一氦氣PCV 故障。
董事會還編制了一份導致失敗的事件時間表,該時間表可追溯到2019 年,當時Astrobotic 與一家未具名的供應商簽訂了開發推進饋電系統的合約。由於COVID-19 大流行,該供應商開始出現技術和供應鏈問題,Astrobotic 於2022 年初決定終止合同,在公司內部完成部分組裝的饋電系統。
Astrobotic公司的任務主管沙拉德-巴斯卡蘭(Sharad Bhaskaran)說:「此時,我們已經決定在公司內部完成格里芬的推進系統,進行更多的垂直整合。……這也降低了”格里芬”計劃的一些風險,因為該計劃比遊隼計劃複雜得多。
但Astrobotic的工程師開始遇到原供應商的推進組件–尤其是PCV–的問題。 2022年8月,他們轉向另一家未具名的PCV供應商,並在登陸器上安裝了這些閥門。
對推進系統進行的最後一組測試表明,兩個PCV 中的一個出現洩漏,但不是最終在軌道上洩漏的那個。那個PCV測試正常,而洩漏的PCV已經修復。雖然巴斯卡蘭承認,由於第一個PCV在測試過程中發生洩漏,第二個PCV”在我們的風險登記冊中被確定為一個風險”,但工程師們最終認為故障率很低,因為著陸器通過了最終驗收測試。
他為沒有更換第二個PCV 辯解說,這個PCV 位於航天器內部更深處,需要對著陸器進行”大範圍手術”,使最終測試失效,並帶來拆卸和重新組裝的額外風險。
Horack 也認為團隊的決策自始至終都是正確的:”我真的發現,在審視這個團隊和所發生的一切時……我看不到在發射前的流程中所做的任何決定,我會說,’嘿,我認為你們應該換一種方式'”。
這些發現已經開始為更大型的格里芬登陸器的開發提供參考,該登陸器目前計劃在2025年底前發射到月球。除了重新設計閥門外,工程師還在推進系統中引入了一個調節器,以控制流向燃料箱和氧化劑箱的氦氣流量。