Ces derniers jours, les médias ont recommencé à soulever le sujet d'un lancement qui battait des records pour la Russie le 14 juillet 2017, lorsque l'étage supérieur de la Frégate a lancé 73 satellites en orbite. Cependant, de nombreux appareils ont ensuite échoué, mais Roskosmos déclare obstinément sa non-implication dans l'accident. Cependant, la société américaine, qui a ensuite perdu ses satellites, a reçu une assurance après que la partie russe leur a fourni la télémétrie Frégate, ce qui indique que c'est lui qui a provoqué la panne des satellites.
La plupart des satellites (48) de ce lancement appartiennent à Planet, et j'étais intéressé de voir si tout était en ordre. Auparavant, personne ne faisait attention à eux, car la société elle-même était silencieuse sur leur sort, mais il s'avère qu'il y aura suffisamment de données ouvertes pour l'enquête. Et après cela, il ne fait aucun doute que beaucoup plus de satellites rencontrent des problèmes qu'ils n'en écrivent actuellement dans les médias.
Planète et leurs lunes
Pour commencer, Planet (anciennement Planet Labs) compte désormais plus de 250 mètres cubes en orbite, ce qui lui permet de photographier chaque jour toute la surface du terrain. De plus, la quasi-totalité du volume de chaque petit satellite est occupée par l'optique, et ils n'ont pas de moteur. Heureusement, seules les lois de la nature limitent l'ingéniosité humaine, et il existe un moyen d'influencer les orbites des satellites même sans système de propulsion.
Le fait est que, d'une part, ils volent tous en orbite basse (maximum 600 km), et d'autre part, ils ont des panneaux solaires pliants. Cela signifie qu'en tournant le satellite dans des directions différentes de la direction du mouvement, vous pouvez influencer la résistance de l'air, qui, bien sûr, est très raréfiée à cette altitude, mais elle est encore légèrement ressentie.
Bien sûr, le satellite comprend un système de contrôle qui vous permet de le faire tourner dans la bonne direction, et il s'avère qu'avec son aide, vous pouvez contrôler le taux de son déclin (plus la résistance à l'air est grande, plus le satellite diminue rapidement). Et la période orbitale (en d'autres termes, la vitesse angulaire) dépend de la hauteur de l'orbite. Plus le satellite est bas, plus sa période est courte, plus la vitesse angulaire est grande.
Les satellites Dove («Pigeon», comme on les appelle) en lancent plusieurs à la fois sur une seule fusée (record - 88 à la fois). Un groupe de ces appareils lancés simultanément s'appelle Flock («Flock»). Les orbites de tous les satellites d'un même «troupeau» sont dans le même plan. Par conséquent, la tâche principale est de répartir uniformément les satellites de chaque «troupeau» le long du plan de leur orbite:
Pour ce faire, le cercle est divisé en parties égales - emplacements - et chaque satellite se voit attribuer son propre emplacement. Dans ce cas, immédiatement après le lancement, tous les satellites sont proches les uns des autres, car ils sont séparés d'une fusée, il y a donc deux étapes: la séparation des satellites dans leurs emplacements et le maintien de la position de chaque satellite dans son emplacement. Et ici, nous rappelons la vitesse angulaire. Cela dépend de la hauteur et le taux de changement de hauteur peut être influencé par l'orientation de l'appareil.
De plus, la hauteur de tous les appareils est initialement différente en raison du fait qu'ils se séparent de la fusée de différentes manières, et de petites variations de la hauteur de l'orbite satellite résultante dépendent de la vitesse et de la direction de séparation. Et le fait est que le service space-track.org permet à chaque satellite proche de la Terre de recevoir des données sur son orbite, mises à jour environ une fois par jour (l'orbite actuelle et toutes les mesures précédentes). Nous pouvons donc voir comment les orbites des satellites Planet lancés sur cette fusée se sont comportées et comment elles ont été réparties le long de leur plan orbital.
Je dois dire tout de suite que l'un des 48 satellites Dove s'est retrouvé sur une autre orbite (il a été séparé à l'avance), tandis que l'autre satellite (Lemur) s'est retrouvé sur orbite où cette Dove était censée être (Lemur séparé plus tard que son temps). Autrement dit, ils semblaient changer de place. Officiellement, personne ne pouvait expliquer cela. En même temps, ce lémurien fonctionne comme il se doit, et Dove n'a pas pris contact, nous ne considérerons donc que 47 appareils.
Qu'est-il arrivé?
Regardons d'abord le premier mois de l'existence des satellites. Si vous prenez l'un des appareils et superposez au planning de jour les positions de tous les autres satellites par rapport à lui, vous obtenez la visualisation suivante:
Il y a des jours le long de l'axe radial (loin du centre), et on voit clairement comment au fil du temps les satellites rampent le long du plan orbital. Jusqu'à présent, tout va bien. Voyons maintenant le graphique de la hauteur du satellite pour les 130 premiers jours.
Comme nous pouvons le voir, tous les satellites ont été régulièrement réduits à la même hauteur, à l'exception de trois. Ces trois satellites chutent plus lentement que les autres car ils n'utilisent pas la méthode de freinage décrite ci-dessus. Ainsi, ils ont rapidement perdu la capacité de garder leur orientation. Sur le graphique de la distribution le long du plan, cela est également clairement visible:
Nous voyons que tous les appareils au cours de ces 130 jours ont occupé leurs emplacements, et trois (rouge, bleu et violet) volent de manière incontrôlable sur tout l'avion. Puisqu'ils sont plus élevés que les autres, leur vitesse angulaire est plus faible, donc ils sont derrière le reste des satellites, que nous voyons sur le graphique. Un autre satellite (ligne rouge) se comporte également de manière inhabituelle, mais selon le graphique de la hauteur, nous voyons qu'il conserve la capacité de freinage et se dirige de manière contrôlable vers la fente juste en dessous de 0 degrés.
Ainsi, quelque part entre 45 et 50 jours après le lancement, trois des 47 satellites ont complètement perdu la capacité de maintenir leur orientation. En d'autres termes, hors service. Dans le graphique suivant, je vais exclure ces appareils afin de ne pas encombrer l'image. Et aujourd'hui, l'image se présente comme suit:
Comme vous pouvez le voir, quelque 140 jours environ, trois autres véhicules ont été transportés le long du plan orbital (gris, rouge et rose), et environ 165 jours un autre (vert) les a rejoints. De plus, l'étrange mouvement d'un autre satellite (marron) est saisissant. Le graphique de la hauteur montre qu'il n'était pas derrière, mais a plutôt commencé à décliner plus rapidement que les autres:
Les raisons de cette baisse ne peuvent pas être exactement expliquées. D'une part, Planet pourrait décider de diriger fortement cette unité vers un autre emplacement. En revanche, il faisait déjà partie d'un site avec une excellente distribution d'appareils, et je ne vois aucune raison qui l'obligerait à sortir de là. L'appareil pourrait tomber en panne, tout en étant dans une orientation «freinage».
Quant à ces quatre satellites perdus, le graphique de la hauteur montre qu'à un moment donné, ils ont encore changé d'orientation et ont commencé à décliner plus rapidement, mais ils fonctionnent à peine normalement. Tous étaient bien positionnés dans leurs créneaux horaires et n'ont évidemment pas quitté une bonne vie à partir de là. Ces satellites ne sont probablement pas morts, mais pas entièrement fonctionnels.
Il est intéressant de comparer ce graphique avec les deux lancements précédents de Planet:
ComparaisonLancement record de 88 appareils à la fois par Planet:
Plusieurs appareils sont sortis du groupe général, mais loin d'être autant que les trois premiers de notre lancement. Un autre lancement antérieur:
On peut voir que de nombreux appareils ont également été mis hors service, mais à la fin, ils se sont tous réunis. Ainsi, ce comportement des trois premiers satellites est clairement éliminé.
Donc, en ce moment, nous avons 4 appareils sur 48 qui sont morts et 5 autres qui ne sont clairement pas tout à fait sains.
Ainsi, la liste des appareils en panne peut être étendue: MKAN x 2, Landmapper x 2, Mayak, Equateur, Iskra, Cicero x 3, Dove x 4. Ce sont 14 appareils en panne, plus Lemur 2 Artfischer n'est pas sur son orbite, plus 5 autres satellites Dove sont en mauvaise santé 4 à 5 mois après leur lancement.
Raisons possibles
Une analyse de l'incident par l'équipe satellite Mayak a conclu qu'il pourrait y avoir une fuite d'hydrazine sur Frigate. Cette version a ensuite été confirmée par les médias et, à Roskosmos, a admis qu'une «anomalie» s'était produite avec l'un des moteurs. Certes, la position officielle insiste sur le fait que cette «anomalie» a été enregistrée après la séparation du groupe Cubsat, dans laquelle il y a eu de nombreux échecs, donc Roscosmos n'admet pas sa culpabilité. Selon des déclarations officielles, un dysfonctionnement du moteur a été enregistré à la 11440e seconde du vol, soit après environ 3 heures. Mais le fait est que les satellites Dove se sont séparés beaucoup plus tard, à la huitième heure de vol, de sorte qu'ils pourraient être affectés par l'hydrazine résultante.
Et cette version pourrait bien expliquer les anomalies des satellites Planet. Le fait est que lorsque l'hydrazine pénètre dans les panneaux solaires, ils commencent à se dégrader progressivement et donnent finalement de moins en moins d'énergie. En conséquence, plus l'hydrazine est absorbée, pire c'est. Selon cette version, les trois premiers appareils n'ont pas eu de chance, et après 50 jours, ils n'ont pas pu se fournir en électricité.
Je dois dire, très probablement, que la même chose s'est produite avec les deux satellites Landmapper. Astro Digital, leur développeur, un mois et demi après le lancement, a écrit qu'il y avait initialement une connexion avec les appareils, mais qu'elle a ensuite disparu. Quant aux 5 autres satellites Dove, s'ils sont malsains, cela peut avoir une raison similaire: la dégradation des panneaux solaires. Mais pas aussi sérieux que les trois premiers satellites, ce qui leur a permis de durer plus longtemps. Cependant, il convient de noter qu'il peut y avoir d'autres raisons aux dysfonctionnements.
Matériaux:
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