Problema na Válvula é Apontado em Relatório Como a Causa do Fracasso do Lander Lunar Peregrine da Astrobotic

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Crédito: Astrobotic

Uma das últimas imagens retornadas do pousador lunar Peregrine da Astrobotic foi esta visão mostrando a Terra em forma de crescente enquanto a espaçonave se aproximava da reentrada.

 

No dia de ontem (27/08), o portal SpaceNews noticiou que a empresa Astrobotic Technology havia divulgado, no mesmo dia em 27, um relatório de um comitê de revisão de falhas que examinou o voo da Peregrine Mission One em janeiro. Essa missão sofreu um vazamento de propelente horas após o lançamento, impedindo a espaçonave de tentar um pouso lunar. Em vez disso, a espaçonave voou pelo espaço cislunar por 10 dias antes de reentrar sobre o Pacífico Sul.

 

De acordo com a nota do portal, o Lander Lunar Peregrine da Astrobotic não conseguiu alcançar a Lua devido a uma falha em uma única válvula, levando a empresa a trabalhar no redesenho da válvula e do sistema de propulsão geral no maior lander da empresa, o Griffin.

 

A investigação concluiu que o vazamento foi mais provavelmente causado por uma falha em uma válvula de controle de pressão (PCV), que permitiu o fluxo descontrolado de hélio pressurizador para o tanque de oxidante da espaçonave, rompendo-o. A válvula, designada PCV2, funcionou normalmente nos testes de pré-lançamento, mas falhou após o lançamento.

 

A válvula perdeu sua capacidade de vedar devido a uma “relaxação induzida por vibração” em componentes roscados que causaram uma falha mecânica na válvula, disse John Horack, professor da Universidade Estadual de Ohio que presidiu o comitê de revisão, em um briefing sobre o relatório.

 

“Se você agitar o suficiente, pode ocorrer alguma mudança na configuração mecânica que impedirá a vedação da válvula. É praticamente o mesmo que quando sua pia começa a pingar”, disse ele.

 

Como parte da investigação, os engenheiros pegaram uma válvula PCV reserva e a submeteram a ambientes de choque e vibração semelhantes aos experimentados pela válvula na espaçonave. “Então colocamos hélio nela e, após um número moderado e pequeno de ciclos, a válvula vazou. Você podia ouvir o vazamento de cerca de um metro de distância”, afirmou ele. O relatório observou que as taxas de vazamento nesses testes eram semelhantes às observadas na espaçonave.

 

O vazamento da válvula ocorreu após várias reviravoltas no desenvolvimento do sistema de propulsão da Peregrine. A Astrobotic decidiu inicialmente em 2019 terceirizar o desenvolvimento do sistema de alimentação de propulsão para um fornecedor, mas essa empresa encontrou problemas na cadeia de suprimentos após a pandemia, levando a Astrobotic a internalizar esse trabalho no início de 2022.

 

A Astrobotic então enfrentou problemas com as válvulas PCV originais nesse sistema e decidiu, em agosto de 2022, trocar de fornecedores. Enquanto a válvula de oxidante, PCV2, desse novo fornecedor passou nos testes de aceitação, uma similar em uma linha para pressurizar o tanque de combustível, PCV1, apresentou vazamentos. A Astrobotic reparou o PCV1 e verificou que funcionava normalmente. A empresa então submeteu a espaçonave a uma série de testes ambientais, incluindo vibração e acústica.

 

“Ainda carregávamos o PCV2 como um risco” após esses testes de pré-lançamento, disse Sharad Bhaskaran, diretor da Peregrine Mission One na Astrobotic, devido aos reparos no PCV1. A empresa optou por não fazer reparos preventivos no PCV2 porque essa válvula não estava vazando e também porque sua localização na espaçonave era muito mais difícil de acessar.

 

“Acessá-la para fazer reparos ou substituí-la exigiria uma cirurgia extensiva na espaçonave”, afirmou ele, e, no processo, invalidaria os testes ambientais recém-concluídos. “Isso, junto com o risco de causar danos se tivéssemos desintegrado e reagrupado a espaçonave, levou-nos à conclusão de que era melhor seguir para a próxima etapa do programa e não substituir o PCV2.”

 

Horack disse que o comitê de revisão não culpou a empresa por essa decisão. “Não consigo ver nenhuma decisão tomada no processo que levou ao lançamento onde eu diria, ‘Ei, acho que você deveria ter feito isso de maneira diferente’”, disse ele. “Essas decisões foram bastante sólidas. Acho que a tomada de decisão da equipe foi muito boa.”

 

Lições Aprendidas Para o Griffin

 

A Astrobotic está incorporando mudanças técnicas e outras da Peregrine em seu pousador lunar maior, o Griffin, que está previsto para ser lançado até o final de 2025. Steve Clarke, vice-presidente de pousadores e espaçonaves da Astrobotic, disse que a empresa está trabalhando com o fornecedor da válvula, que a empresa se recusou a nomear, para redesenhar a válvula.

 

O sistema de propulsão do Griffin também terá um regulador para controlar o fluxo de hélio usado para pressurizar o tanque, além de válvulas de retenção de backup caso as PCVs redesenhadas falhem. “Se víssemos o mesmo mecanismo de falha nas válvulas de controle de pressão, a válvula de retenção também seria uma forma de controlar o fluxo para os tanques de oxidante e combustível”, disse ele.

 

A Astrobotic também está incorporando outras ações corretivas e preventivas que surgiram da missão Peregrine. A Peregrine sofreu 24 anomalias de voo além do problema da válvula, oito das quais foram consideradas “críticas para a missão” mas foram resolvidas. Bhaskaran disse que esses problemas incluíam questões com software de voo e sistemas de orientação, navegação e controle, além de um problema com a Rede de Espaço Profundo da NASA usada para se comunicar com a Peregrine.

 

“Esses foram resolvidos em tempo real pela equipe de controle de voo”, afirmou ele. “Todas essas lições aprendidas foram incorporadas no GM1 também.” GM1 é a designação da empresa para a Griffin Mission One.

 

Essa missão deveria transportar o Rover de Exploração Polar de Voláteis da NASA (VIPER) para a região polar sul da Lua, mas a NASA anunciou em julho que estava cancelando o VIPER devido a estouros de custos e cronograma, apesar de o rover estar montado e passando por testes ambientais. A NASA está mantendo a tarefa do Commercial Lunar Payload Services (CLPS) que concedeu à Astrobotic para essa missão, com planos de substituir o VIPER por outras cargas ou lastros.

 

John Thornton, CEO da Astrobotic, disse na ligação que há alguns carregamentos menores no GM1 que ainda estão previstos para voo, incluindo um pequeno CubeRover desenvolvido pela empresa, além de cargas da NASA, ESA e um cliente não divulgado.

 

“Tivemos dezenas de conversas com pessoas que querem voar no Griffin. Algumas dessas conversas estão mais avançadas do que outras”, disse ele. “Agora que temos a capacidade de carga extra, estamos em conversas com várias partes.”

 

Ele e outros executivos da empresa disseram estar otimistas quanto às perspectivas do Griffin fazer um pouso bem-sucedido, apesar da falha da Peregrine em até tentar um pouso. A missão da Peregrine permitiu à empresa ganhar experiência em voo em muitos subsistemas que serão usados no Griffin. A missão também deu aos funcionários da empresa experiência em operar uma espaçonave e lidar com anomalias.

 

Thornton acrescentou que a abordagem do programa CLPS para trabalhar com novas empresas de pousadores a preços muito inferiores aos das missões governamentais tradicionais exigiu uma maior aceitação de risco. “Estamos tentando realizar uma missão a um preço que nunca foi possível antes e, como tal, temos decisões sobre onde focar e quão rapidamente podemos chegar ao lançamento”, disse ele.

 

“Acho que chegamos realmente muito perto” com a Peregrine, disse ele. “Estou muito confiante de que o Griffin vai encontrar o equilíbrio certo e vamos fazer um pouso bem-sucedido.”

 

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