En los últimos días, los medios de comunicación nuevamente comenzaron a plantear el tema de un lanzamiento que rompió récords para Rusia el 14 de julio de 2017, cuando la etapa superior de la Fragata lanzó 73 satélites en órbita. Sin embargo, muchos dispositivos fallaron, pero Roskosmos declara obstinadamente su no participación en el accidente. Sin embargo, a la compañía estadounidense, que luego perdió sus satélites, se le pagó un seguro después de que la parte rusa les proporcionara la telemetría Frigate, lo que indicaba que fue él quien hizo que los satélites fallaran.
La mayoría de los satélites (48) de este lanzamiento pertenecen a Planet, y estaba interesado en ver si todo está en orden. Anteriormente, nadie les prestaba atención, porque la propia empresa no dice nada sobre su destino, pero, como resultado, habrá suficientes datos abiertos para la investigación. Y después de eso no hay duda de que muchos más satélites están experimentando problemas de los que ahora están escribiendo en los medios.
Planeta y sus lunas
Para empezar, Planet (anteriormente Planet Labs) ahora tiene más de 250 metros cúbicos en órbita, lo que le permite fotografiar toda la superficie de la tierra todos los días. Además, casi todo el volumen de cada pequeño satélite está ocupado por ópticas y no tienen motor. Afortunadamente, solo las leyes de la naturaleza limitan el ingenio humano, y hay una manera de influir en las órbitas de los satélites, incluso sin un sistema de propulsión.
El hecho es que, en primer lugar, todos vuelan en órbitas bajas (máximo 600 km), y en segundo lugar, tienen paneles solares plegables. Y esto significa que al girar el satélite en diferentes direcciones a la dirección del movimiento, puede influir en la resistencia del aire, que, por supuesto, es muy rara en esta altitud, pero aún se siente ligeramente.
Por supuesto, el satélite incluye un sistema de control que le permite rotarlo en la dirección correcta, y resulta que con su ayuda puede controlar la velocidad de su disminución (cuanto mayor es la resistencia del aire, más rápido disminuye el satélite). Y el período orbital (en otras palabras, la velocidad angular) depende de la altura de la órbita. Cuanto más bajo es el satélite, cuanto más corto es su período, mayor es la velocidad angular.
Los satélites de paloma ("Pigeon", como se los llama) lanzan varios a la vez en un cohete (récord: 88 a la vez). Un grupo de tales dispositivos lanzados simultáneamente se llama Flock ("Flock"). Las órbitas de todos los satélites del mismo "rebaño" están en el mismo plano. Por lo tanto, la tarea principal es distribuir uniformemente los satélites de cada "rebaño" a lo largo del plano de su órbita:
Para hacer esto, el círculo se divide en partes iguales (ranuras) y a cada satélite se le asigna su propia ranura. En este caso, inmediatamente después del lanzamiento, todos los satélites están cerca uno del otro, porque están separados de un cohete, por lo tanto, hay dos etapas: separación de satélites en sus ranuras y mantenimiento de la posición de cada satélite en su ranura. Y aquí recordamos la velocidad angular. Depende de la altura, y la velocidad del cambio de altura puede verse influenciada por la orientación del aparato.
Además, la altura de todos los dispositivos es inicialmente diferente debido al hecho de que se separan del cohete de diferentes maneras, y las pequeñas variaciones en la altura de la órbita del satélite resultante dependen de la velocidad y la dirección de separación. Y es que el servicio space-track.org permite que cada satélite cercano a la Tierra reciba datos en su órbita, actualizados aproximadamente una vez al día (tanto la órbita actual como todas las mediciones anteriores). Entonces podemos ver cómo se comportaron las órbitas de los satélites del planeta lanzados en ese cohete, y cómo se distribuyeron a lo largo de su plano orbital.
Debo decir de inmediato que uno de los 48 satélites Dove terminó en una órbita completamente diferente (se separó antes de tiempo), mientras que el otro satélite (Lemur) terminó en la órbita donde se suponía que estaba la Paloma (Lemur se separó más tarde que su tiempo). Es decir, parecían cambiar de lugar. Oficialmente, nadie podría explicar esto. Al mismo tiempo, Lemur funciona como debería y Dove no se puso en contacto, por lo que consideraremos solo 47 dispositivos.
Que paso
Veamos primero el primer mes de existencia de satélites. Si toma uno de los dispositivos y superpone en el horario por día las posiciones de todos los demás satélites en relación con él, obtendrá la siguiente visualización:
Hay días a lo largo del eje radial (alejándose del centro), y es claramente visible cómo con el tiempo los satélites se arrastran a lo largo del plano de la órbita. Hasta ahora todo bien. Veamos ahora el gráfico de altura del satélite durante los primeros 130 días.
Como podemos ver, todos los satélites se redujeron constantemente a la misma altura, excepto tres. Estos tres satélites están cayendo más lentamente que el resto porque no utilizan el método de frenado descrito anteriormente. Entonces, rápidamente perdieron la capacidad de mantener su orientación. En el gráfico de la distribución a lo largo del plano, esto también es claramente visible:
Vemos que todos los dispositivos en estos 130 días ocuparon sus ranuras, y tres (rojo, azul y morado) vuelan sin control por todo el avión. Como son más altos que los demás, su velocidad angular es menor, por lo tanto, están detrás del resto de los satélites, que vemos en el gráfico. Otro satélite (la línea roja) también se comporta de manera inusual, pero de acuerdo con el gráfico de altura, vemos que conserva la capacidad de frenado y se dirige de forma controlable a la ranura justo por debajo de 0 grados.
Entonces, en algún lugar en 45-50 días después del lanzamiento, tres de los 47 satélites perdieron por completo la capacidad de mantener la orientación. En otras palabras, fuera de servicio. En el siguiente gráfico, excluiré estos dispositivos para no saturar la imagen. Y hoy la imagen resulta así:
Como puede ver, en algún lugar alrededor de 140 días, otros tres vehículos fueron transportados a lo largo del avión de la órbita (gris, rojo y rosa), y alrededor de 165 días se les unió otro (verde). Además, el extraño movimiento de otro satélite (marrón) es sorprendente. El gráfico de altura muestra que no estaba detrás, sino que comenzó a declinar más rápido que otros:
Las razones de esta disminución no se pueden decir exactamente. Por un lado, Planet podría decidir dirigir bruscamente esta unidad a otra ranura. Por otro lado, ya era parte de un sitio con una excelente distribución de dispositivos, y no veo ninguna razón que lo obligue a salir de allí. El dispositivo podría fallar, mientras se encuentra en una orientación de "frenado".
En cuanto a esos cuatro satélites perdidos, el gráfico de altura muestra que en un punto todavía cambiaron de orientación y comenzaron a declinar más rápido, pero apenas funcionan normalmente. Todos estaban bien posicionados en sus máquinas tragamonedas, y obviamente no dejaron una buena vida desde allí. Estos satélites probablemente no están muertos, pero no son completamente funcionales.
Es interesante comparar este gráfico con los dos lanzamientos anteriores de Planet:
ComparaciónEl lanzamiento récord de Planet de 88 dispositivos a la vez:
Varios dispositivos están eliminados del grupo general, pero lejos de ser tanto como los tres primeros de nuestro lanzamiento. Otro lanzamiento anterior:
Se puede ver que muchos dispositivos también se apagaron, pero al final todos se unieron. Entonces, este comportamiento de los primeros tres satélites está claramente eliminado.
Entonces, en este momento tenemos 4 de 48 dispositivos que están muertos y 5 más que claramente no son del todo saludables.
Por lo tanto, la lista de dispositivos fallidos se puede ampliar: MKAN x 2, Landmapper x 2, Mayak, Ecuador, Iskra, Cicero x 3, Dove x 4. Estos son 14 dispositivos fallidos, más Lemur 2 Artfischer no está en su órbita, más otros 5 satélites Dove no son saludables 4-5 meses después del lanzamiento.
Posibles razones
Un análisis del incidente del equipo satelital Mayak concluyó que podría haber una fuga de hidrazina en Frigate. Esta versión fue confirmada posteriormente por los medios de comunicación, y en Roskosmos admitió que se produjo una "anomalía" con uno de los motores. Es cierto que la posición oficial insiste en que esta "anomalía" se registró después de la separación del grupo Cubsat, en el que hubo muchos fracasos, por lo que Roscosmos no admite su culpa. Según declaraciones oficiales, se registró un mal funcionamiento en el motor a los 11440 segundos del vuelo, es decir, después de aproximadamente 3 horas. Pero el hecho es que los satélites Dove se separaron mucho más tarde, a la octava hora de vuelo, para que pudieran verse afectados por la hidracina resultante.
Y esta versión bien puede explicar las anomalías con los satélites Planet. El hecho es que cuando la hidrazina entra en los paneles solares, comienzan a degradarse gradualmente y eventualmente dan cada vez menos energía. En consecuencia, cuanto más hidrazina los consiga, peor. Según esta versión, los primeros tres dispositivos tuvieron mala suerte, y después de 50 días no pudieron suministrarse electricidad.
Debo decir, muy probablemente, lo mismo sucedió con los dos satélites Landmapper. Astro Digital, su desarrollador, un mes y medio después del lanzamiento escribió que inicialmente había una conexión con los dispositivos, pero luego desapareció. En cuanto a los otros 5 satélites Dove, si no son saludables, entonces esto puede tener una razón similar: la degradación de los paneles solares. Pero no es tan grave como los tres primeros satélites, lo que les permitió durar más. Sin embargo, vale la pena señalar que puede haber otras razones para el mal funcionamiento.
Materiales:
arxiv.org/abs/1509.03270arc.aiaa.org/doi/abs/10.2514/1.A33927www.space-track.orgspacenews.com/additional-cubesats-on-july-14-soyuz-flight-are-unresponsiveblog.astrodigital.com/not-nominal-we-lost-2-satellites-23e771a4bc8bwww.gazeta.ru/science/2018/03/12_a_11679697.shtmltass.ru/kosmos/5032458