GOES-17 Hasil Investigasi Kecelakaan

Seperti kata pepatah, "setelah publikasi kami." Setahun yang lalu, saya berbicara tentang kecelakaan yang terdeteksi pada satelit meteorologi AS GOES-17 - sensor infra merahnya tidak terlalu baik. Pekan lalu, NASA merilis laporan investigasi insiden. Sayangnya, kami tidak akan melihat dokumen lengkap - ini berisi rahasia komersial dan negara, versi singkat diterbitkan. Alasan yang mapan adalah biasa - partikel padat asing dalam fluida yang bekerja menyumbat tabung.


Barbara Tropical Storm melalui mata GOES-17, 1 Juli 2019, foto NOAA, ukuran penuh bahkan lebih indah

Berjuang untuk bertahan hidup

GOES-17 adalah satelit kedua dari generasi keempat satelit meteorologi geostasioner AS. Saudaranya, GOES-16, telah berada di orbit sejak 2016. Instrumen utama perangkat adalah Advanced Baseline Imager (ABI) yang beroperasi dalam 16 rentang. Ini adalah kemajuan besar - satelit generasi ketiga bekerja dengan 5 band. Dan semakin banyak rentang, semakin tinggi kualitas informasi yang diterima - pohon, kebakaran, kelembaban lebih baik terlihat pada panjang gelombang "mereka".


GOES-16/17 close-up, gambar NOAA

GOES-17 diluncurkan pada 1 Maret 2018. Setelah 12 hari, ia mencapai orbit geostasioner. Butuh beberapa waktu untuk menyiapkan peralatan untuk bekerja, dan pada 13 April, tutup lensa alat ABI utama dibuka. Tiba-tiba, tak terduga dimulai - di daerah orbit di mana lensa diterangi oleh Matahari, pendingin pada pipa panas mulai menyala sendiri. Ini tidak terduga, tetapi otomasi dianggap normal. Masalah dimulai pada 28 April, ketika pendingin dinyalakan untuk aktivasi ABI secara teratur. Setelah 15 menit, suhu evaporator (tanda efisiensi pendinginan) turun dari 19 ° C menjadi 13 °, pada suhu -3 ° C yang diharapkan, dan kemudian mulai naik lagi.

Ada dua pipa panas di satelit, dan hari berikutnya mereka mencoba mengujinya secara terpisah. Setelah menghabiskan tiga hari, MCC menemukan bahwa tabung pertama bekerja sedikit lebih baik daripada yang kedua, tetapi keduanya mentransfer terlalu sedikit panas untuk mendinginkan sensor secara normal. Pada 16 Mei, satelit diputar sehingga Matahari tidak bersinar di radiator, tetapi ini tidak memperbaiki situasi. 23 Mei harus secara resmi mengumumkan anomali. Sejak akhir musim semi, beberapa tim mulai bekerja, satu sedang menyelidiki insiden itu, dan yang lain mencoba memeras peralatan "tidak menarik".


Contoh frame rusak dari sensor GOES-17 yang terlalu panas, sumber

Untuk operasi normal, sensor inframerah harus didinginkan. Sensor yang terlalu panas akan menghasilkan gambar yang benar-benar tidak dapat digunakan (di atas). Dalam instrumen ABI, 2 saluran beroperasi dalam rentang yang terlihat, 4 dalam inframerah dekat dan 10 dalam inframerah, sehingga masalah pendinginan berarti kurangnya informasi secara berkala dari 13 dari 16 rentang. Dalam beberapa bulan, tim optimisasi dapat memodifikasi mode pengoperasian peralatan, dan sekitar 97% data masih dapat diperoleh. Satelit itu diumumkan beroperasi 12 Februari 2019.


Contoh kerangka yang dapat digunakan sebagian. Beberapa informasi diblokir oleh garis-garis, dan secara umum ada lebih banyak suara dalam gambar, tetapi gambar seperti itu masih dapat digunakan

3% tidak dapat diaksesnya kurang dari 11 hari setahun. Tampaknya kecil, tetapi persyaratan untuk satelit menunjukkan tidak lebih dari 6 jam tidak dapat diaksesnya alat. Untuk memperkirakan kerugian yang terjadi, 3% dari data yang tidak dapat diakses dari $ 100 juta yang dihabiskan untuk satelit mengakibatkan kerugian sebesar $ 3 juta, yang menempatkan kecelakaan di tipe A tertinggi menurut klasifikasi NASA (kerugian lebih dari 2 juta).

Masalahnya adalah pipa

Sumber sirkuit pendingin

Secara struktural, sistem pendingin ABI adalah sirkuit pipa panas dengan penukar panas jarak jauh. Pendingin (propilena) menguap dalam evaporator, dengan mengambil energi termal. Dalam keadaan gas, ia melewati penukar panas, memasuki kondensor, di mana ia menjadi cairan, dan, karena efek kapiler, mulai bergerak ke arah yang berlawanan. Melewati penukar panas, ia dipanaskan, sebagian gasifikasi, tetapi sekali lagi menjadi cair di dalam sub-pendingin. Opsi ini memungkinkan Anda untuk lebih akurat menahan suhu yang diinginkan, tetapi memiliki kelemahan dari pipa yang lebih panjang.


Cooler untuk ABI, sumber

Komisi penyelidikan mempelajari telemetri, dokumentasi, dan membayar kunjungan ke kontraktor. Alasan langsung jelas - pendingin bukan yang dibutuhkan 390 watt hanya dialihkan 10-20 watt. Tetapi dengan jawaban untuk pertanyaan mengapa demikian, itu lebih sulit. Berbagai versi dipertimbangkan, mulai dari kerusakan mekanis pada tabung hingga gasifikasi pendingin yang tidak dihitung dalam tabung yang mengurangi sirkulasi, tetapi pada akhirnya, penyebab yang paling mungkin disebut partikel padat asing yang secara mekanis menyumbat tabung. Secara umum, harus dicatat bahwa insinyur tidak menyukai ini - kadang-kadang hipotesis dari partikel asing tetap menjadi yang terakhir ketika semua opsi lain dibuang, dan dapat bertindak sebagai penutup ketidakmampuan untuk menemukan penyebab sebenarnya (dalam tetralogi "Rudal dan Manusia" oleh B.E. Chertok dalam bahasa yang dapat dimengerti tentang investigasi kecelakaan, saya sarankan). Dan dalam laporan NASA, rekomendasi untuk perbaikan setelah kecelakaan memakan waktu dua halaman, dan hanya satu yang berhubungan langsung dengan persyaratan untuk kebersihan komponen dan verifikasi. Yang lainnya adalah rekomendasi untuk meningkatkan proses pengembangan teknologi ruang angkasa.

Kisah dengan GOES-17 belum selesai - dua satelit dari jenis yang sama sedang dibangun. Pada Oktober 2018, komisi penyelidikan independen merekomendasikan penggantian propilena sebagai pendingin dengan amonia dan menyederhanakan desain pendingin, sehingga perubahan akan menunda peluncurannya.