Scientia

Vineri 4 februarie, programul ştiinţific al NASA a suferit o nouă pierdere importantă atunci când satelitul său Glory nu a atins orbita dorită după lansare. Cât a costat NASA acest eşec? Ce companie a fost implicată în lansare? Citiţi detalii mai jos.

NASA nu s-a ocupat direct de misiunea Glory, ci a subcontractat operaţiunea companiei Orbital Sciences Corporation - atât partea de proiectare şi construcţie a satelitului, cât şi lansarea propriu-zisă care a fost asigurată de subdivizia Orbital Launch System Group. Întregul program a costat agenţia americană 424 de milioane de dolari din care lansării i-au revenit 54 de milioane.

Nu este însă primul incident de acest fel, ci al doilea consecutiv care implică firma Orbital, după ce pe 24 februarie 2009, într-un articol al nostru relatam despre pierderea satelitului OCO (Orbiting Carbon Observatory), care costase NASA 273 milioane de dolari (trebuie amintit, de asemenea, că în 2001 racheta a mai înregistrat un insucces atunci când 4 sateliţi au fost pierduţi la lansare: OrbView4, QuikTOMS, SBD şi Celestis05).Statistic, aşadar, cifrele nu par foarte bune, din cele 8 zboruri realizate 3 fiind eşecuri.

Racheta folosită atunci a fost - ca şi acum - Taurus XL, iar eşecul a fost pus pe seama unei defecţiuni apărute la sistemul ce ar trebui să separe automat capsula protectoare a încărcăturii de bord de restul rachetei. Aparent, aceeaşi defecţiune s-a repetat şi în lansarea de vineri pentru că separarea nu s-a produs şi în aceste condiţii injecţia orbitală a fost imposibilă, toţi sateliţii aflaţi la bord prăbuşindu-se în Oceanul Pacific.

După incidentul din 2009, că o contramăsură, Orbital a schimbat complet soluţia folosită pentru sistemul de separare, împrumutând designul de la rachetele sale Minotaur4. Fără a avea succes, pentru că nouă soluţie, deşi testată intens la sol, a produs încă o nereuşită şi o cădere de imagine pentru Orbital.

Taurus XL este versiunea lansată de la sol a rachetei aeriene Pegasus, împărţind aceeaşi configuraţie cu 3 trepte (bazate pe motoarele Orion 50SXLG, Orion 50XL şi Orion 38), plus o primă treaptă suplimentară (Castor 120) pentru accelerarea de la sol. Toate motoarele folosesc combustibil solid. Racheta a debutat în 1994 şi înregistra până astăzi, aşa cum aminteam mai devreme, un număr de 5 lansări reuşite cu 10 sateliţi plasaţi în orbită.

Cu o masă de 73 de tone şi o înălţime de 28 de metri, racheta este capabilă să transporte într-o orbită joasă a Pământului  încărcături de până la 1300kg.

Câteva cuvinte despre satelitul Glory

Acesta este un satelit mediu, cântărind 545 de kg şi având dimensiunile de 1.9 x 1.4 m, construit pe o structură octogonala de aluminiu. Parte a programului ’Earth observation’, el ar fi trebuit să furnizeze dintr-o orbită LEO sun-synchronous cu altitudinea de 705 km  date ştiinţifice ce pot fi folosite pentru studiul atmosferei şi schimbărilor climatice. Orbital a construit satelitul pe o platformă LEOStar preluată de la un alt program ce a fost anulat în 2000-satelitul VCL (Vegetation Canopy Lidar).

Sistemul electric al satelitului este deservit de 3 panouri solare (2 externe şi un al treilea montat pe feţele structurii) fiind capabil să furnizeze până la 766 W, suficient pentru consumul de bord estimat la 400W (din care 150W ceruţi de instrumentaţia ştiinţifică).

Sistemul AOCS (attitude and orbit control system) asigură o stabilizare triaxială în zbor cu ajutorul unei propulsii ‘monopropelant’ compuse din 4 motoare, fiecare furnizând o forţă de 4N şi având o rezervă de 45kg de combustibil.

Timp de minim 3 ani (durata de viaţă proiectată) şi mergând până la 5 ani (atât cât s-a estimat că performanţele platformei ar putea să îi asigure funcţionalitatea) satelitul ar fi trebuit să furnizeze observaţii ştiinţifice ca parte a constelaţiei ‘A-train’ în care NASA a mai grupat sateliţii Aqua, CloudSat, Calipso şi Aura.

La bord se aflau 3 instrumente: APS (Aerosol Polarimetry Sensor), CCS (Cloud Camera Sensor) şi TIM (Total Irradiance Monitor) preluat de la vechiul satelit SORCE (SOlar Radiation and Climate Experiment).

APS construit de Raytheon Inc. din El Segundo, California este un senzor capabil să culeagă observaţii de la aerosoli şi nori, observaţii ce vor fi folosite de comunitatea ştiinţifică pentru a determina distribuţia globală a aerosolilor naturali sau a celor creaţi de industrie, impactul lor în nivelul de radiaţie şi efectul lor în schimbările climatice.

CCS construit de Ball Aerospace and Technologies Corporation (BATC) din Boulder, Colorado este un radiometru de înaltă rezoluţie ce calculează distribuţia norilor în atmosferă. Măsurătorile sale sunt folosite în conjuncţie cu cele de la APS.

TIM construit de University of Colorado's Laboratory for Atmospheric and Space Physics în Boulder, Colorado este un radiometru care înregistrează totalul radiaţiei solare. Este montat pe o platformă care se poate roti independent de structură satelitului, asigurând permanenta poziţionare a instrumentului către Soare. În partea luminată a orbitei va realiza măsurători asupra energiei solare, aceste măsurători urmând să fie folosite pentru calcularea unor valori medii zilnice.

Revenind la lansarea propriu-zisă, aceasta a avut loc la ora 10:09GMT de la complexul 576E al bazei aeriene Vandenberg din California. Ea a venit la aproape 2 săptămâni de la data prevăzută iniţial pentru lansare (23 februarie 2011) - anulată din cauza unor probleme apărute la echipamentul de sol. Zborul ar fi trebui să fie unul scurt sub 15 minute.

Treaptă întâi a rachetei ar fi trebuit să propulseze întregul ansamblu pentru 85 de secunde. Treapta a doua ar fi trebuit să preia sarcina pentru alte 85 de secunde, urmată de treaptă a treia pentru 79 de secunde. La T0+02 :58 capsula protectoare ar fi trebuit să se desprindă, iar la T0+04:11 treapta a treia ar fi trebuit să se oprească din funcţionare lăsând ansamblul într-o orbită intermediară de transfer. La T0+09 :58 cea de-a patra treaptă ar fi trebuit să se activeze pentru creşterea altitudinii perigeului şi circularizarea orbitei, care ar fi trebuit să se termine la T0+11 :10 prin detaşarea motorului Orion38.

Imediat ar fi trebuit să aibă loc injecţia în orbită a satelitului principal Glory la T0+13 :05, urmată la T0+13 :15 de separarea celor 3 mici sateliţi Cubesat. Din păcate planurile au fost stricate definitiv atunci când inginerii de zbor au constatat eşecul detaşării capsulei protectoare şi în scurtă vreme reintrarea în atmosferă.

Pe lângă satelitul Glory, racheta Taurus XL a avut la bord alte 3 platforme experimentale: E1P, Hermes şi KySat1.E1P sau Explorer 1 Prime este un nanosatelit de tip Cubesat construit de SSEL-Space Science and Engineering Laboratory al Montana State University cu ocazia aniversării a 50 de ani de la misiunea Explorer1 (care a descoperit electronii captaţi de câmpul magnetic al Pământului).

Hermes este un alt Cubesat, de această dată construit de Universitatea din Colorado, în timp ce KySat1 este un Cubesat construit în Kentucky.

După acest incident racheta Taurus XL nu este aşteptată să revină în operare prea curând - următoarea lansare fiind planificată în acest moment pentru 2013, atunci când ar trebui să ridice pe orbită un satelit înlocuitor pentru cel pierdut în 2009-OCO.

Orbital însă va avea o altă lansare la bordul rachetei sale Minotaur1 în mai, atunci când ar trebui să deservească satelitul ORS-1.

Articolul original: Programul stiintific al NASA afectat de o noua pierdere
Credit: NASA