GOES-17 تحطم نتائج التحقيق

كما يقول المثل ، "في أعقاب منشوراتنا." قبل عام ، تحدثت عن الحادث الذي تم اكتشافه على متن قمر الأرصاد الجوية الأمريكي GOES-17 - لم يبرد مستشعر الأشعة تحت الحمراء بشكل جيد. في الأسبوع الماضي ، أصدرت وكالة ناسا تقرير التحقيق في الحادث. لسوء الحظ ، لن نرى المستند الكامل - إنه يحتوي على أسرار تجارية وأخرى حكومية ، يتم نشر نسخة مختصرة . السبب الثابت هو شائع - انسداد الجزيئات الصلبة في السائل العامل الأنابيب.


العاصفة الاستوائية باربرا من خلال عيون GOES-17 ، 1 يوليو 2019 ، صورة NOAA ، بالحجم الكامل أكثر جمالا

الكفاح من أجل البقاء

GOES-17 هو القمر الصناعي الثاني للجيل الرابع من أقمار الأرصاد الجوية الثابتة بالنسبة للأرض في الولايات المتحدة. ظل شقيقه GOES-16 في مداره منذ عام 2016. الأداة الرئيسية للأجهزة هي Advanced Baseline Imager (ABI) التي تعمل في 16 نطاقًا. هذا تقدم كبير - تعمل أقمار الجيل الثالث مع 5 فرق. وكلما زاد عدد النطاقات ، زادت جودة المعلومات المستلمة - الأشجار والحرائق والرطوبة تكون مرئية بشكل أفضل في الأطوال الموجية الخاصة بها.


GOES-16/17 عن قرب ، صورة NOAA

تم إطلاق GOES-17 في 1 مارس 2018. بعد 12 يومًا ، وصل إلى المدار الثابت بالنسبة للأرض. استغرق الأمر بعض الوقت لإعداد المعدات للعمل ، وفي 13 أبريل ، تم فتح غطاء العدسة لأداة ABI الرئيسية. فجأة ، بدأت الأمور غير المتوقعة - في منطقة المدار حيث كانت الشمس تضيء العدسة ، وبدأت أجهزة التبريد على أنابيب الحرارة في تشغيل نفسها. كان هذا غير متوقع ، ولكن كان يعتبر التشغيل الآلي عاديًا. بدأت المشاكل في 28 أبريل ، عندما تم تشغيل مبردات التنشيط المنتظم لـ ABI. بعد 15 دقيقة ، انخفضت درجة حرارة المبخر (علامة كفاءة التبريد) من 19 درجة مئوية إلى 13 درجة مئوية ، عند -3 درجة مئوية المتوقعة ، ثم بدأت في الارتفاع مرة أخرى.

هناك أنبوبان للحرارة على القمر الصناعي ، وفي اليوم التالي حاولوا اختبارهما بشكل منفصل. بعد قضاء ثلاثة أيام ، وجدت MCC أن الهاتف الأول يعمل بشكل أفضل قليلاً من الثاني ، لكن كلاهما يحمل حرارة قليلة جدًا لتبريد المستشعر بشكل طبيعي. في 16 مايو ، تم تشغيل القمر الصناعي حتى لا تشرق الشمس على الرادياتير ، لكن هذا لم يحسن الوضع. كان 23 مايو للإعلان رسميا الشذوذ. منذ نهاية الربيع ، بدأت العديد من الفرق في العمل ، كان أحدها يحقق في الحادث ، والآخر كان يحاول الضغط على أكثر من جهاز "غير سحب".


مثال على إطار معيب من جهاز استشعار GOES-17 محموم ومصدر

للتشغيل العادي ، يجب تبريد مستشعر الأشعة تحت الحمراء. سوف ينتج المستشعر المحموم صورة غير صالحة للاستخدام على الإطلاق (أعلاه). في أداة ABI ، تعمل قناتان في النطاق المرئي ، و 4 في الأشعة تحت الحمراء القريبة و 10 في الأشعة تحت الحمراء ، وبالتالي فإن مشاكل التبريد تعني نقص دوري للمعلومات من 13 من 16 نطاقًا. خلال بضعة أشهر ، تمكن فريق التحسين من تعديل أوضاع تشغيل الجهاز ، ولا يزال من الممكن الحصول على حوالي 97٪ من البيانات. تم الإعلان عن تشغيل القمر الصناعي في 12 فبراير 2019.


مثال على إطار للاستخدام جزئيا. يتم حظر بعض المعلومات بواسطة خطوط ، وبشكل عام ، هناك ضوضاء أكبر في الصورة ، ولكن لا يزال من الممكن استخدام هذه الصورة

تبلغ نسبة عدم الوصول 3٪ أقل قليلاً من 11 يومًا في السنة. يبدو أنه صغير ، لكن متطلبات القمر الصناعي لا تشير إلى أكثر من 6 ساعات من عدم إمكانية الوصول إلى الأدوات. لتقدير الخسائر المتكبدة ، أدى 3 ٪ من البيانات التي يتعذر الوصول إليها من 100 مليون دولار التي أنفقت على القمر الصناعي إلى خسائر قدرها 3 ملايين دولار ، مما يجعل الحادث في أعلى نوع A وفقا لتصنيف وكالة ناسا (الخسائر أكثر من 2 مليون دولار).

الشيء هو الأنبوب

مصدر الدائرة برودة

هيكليا ، نظام التبريد ABI هو دائرة أنابيب الحرارة مع مبادل حراري عن بعد. يتبخر المبرد (البروبيلين) في المبخر ، ويستهلك الطاقة الحرارية معه. في الحالة الغازية ، يمر عبر المبادل الحراري ، ويدخل المكثف ، حيث يصبح سائلاً ، وبسبب التأثير الشعري ، يبدأ التحرك في الاتجاه المعاكس. مروراً بمبادل حراري ، يتم تسخينه وتغويزه جزئياً ، لكنه يصبح مرة أخرى سائلًا في المبرد الفرعي. يسمح لك هذا الخيار بمقاومة درجة الحرارة المرغوبة بدقة أكبر ، ولكن لديه عيوب خطوط أنابيب أطول.


برودة ل ABI ، المصدر

درست لجنة التحقيق القياس عن بعد والتوثيق والزيارات المدفوعة للمقاولين. السبب المباشر كان مبردات واضحة بدلاً من 390 واط المطلوبة حولت فقط 10-20 واط. ولكن مع إجابة السؤال عن السبب في ذلك ، كان الأمر أكثر صعوبة. تم النظر في إصدارات مختلفة ، من التلف الميكانيكي للأنابيب إلى التحويل إلى غاز غير مبرر في الأنابيب التي تقلل الدورة الدموية ، ولكن في النهاية ، كان السبب الأكثر احتمالا يسمى الجزيئات الصلبة الأجنبية التي تسد الأنابيب ميكانيكيا. بشكل عام ، تجدر الإشارة إلى أن المهندسين لا يحبون هذا - في بعض الأحيان تظل فرضية الجسيمات الخارجية هي الأخيرة عندما يتم التخلص من جميع الخيارات الأخرى ، ويمكن أن تكون بمثابة غطاء لعدم القدرة على العثور على السبب الحقيقي (في رباعية "" الصواريخ والناس ") بقلم B.E. Chertok التحقيق في الحوادث ، أوصي). وفي تقرير ناسا ، تأخذ التوصيات الخاصة بالتحسينات بعد الحادث صفحتين ، وواحد فقط يتعلق مباشرة بمتطلبات نظافة المكونات والتحقق منها. كل شيء آخر هو توصيات لتحسين عمليات تطوير تكنولوجيا الفضاء.

لم تنته القصة مع GOES-17 تمامًا - يتم بناء قمرين صناعيين آخرين من نفس النوع. في أكتوبر 2018 ، أوصت لجنة تحقيق مستقلة باستبدال البروبيلين كمبرد مع الأمونيا وتبسيط تصميم المبرد ، بحيث تؤدي التعديلات إلى تأخير إطلاقها.