Kepler kończy misję - awaria zapasowego koła pozycjonującego

[CzarnyZajaczek]

Wczoraj NASA podała że drugie z kół reakcyjnych uległo awarii - zostały już tylko 2 działające a to uniemożliwia precyzyjne pozycjonowanie teleskopu przez długi czas wymagany w obserwacjach. Czwarte zapasowe koło było używane po awarii jednego z podstawowych, ale i to od 5 miesięcy miało podobne problemy jak poprzednie, zaobserwowano zwiększone tarcie.

 

http://www.space.com/21167-alien-planets-kepler-spacecraft-crippled.html

 

Do tej pory naukowcy NASA przeanalizowali dopiero połowę danych przesłanych przez Keplera, więc można się spodziewać że jeszcze przez najbliższe 2 lata będziemy się dowiadywać o odkryciach nowych planet za pomocą Keplera.

 

Będą jeszcze próbowali uruchomić te uszkodzone koła, jednak jeśli się to nie uda to prawdopodobnie Kepler będzie wykorzystywany do prowadzenia innego rodzaju obserwacji, takich które nie wymagają długiego precyzyjnego pozycjonowania w jednym kierunku

Edytowane 16 Maja 2013 przez CzarnyZajaczek

[CzarnyZajaczek]

http://kepler.nasa.gov/news/index.cfm?FuseAction=ShowNews&NewsID=272

 

Poniżej moje (skrócone i zredagowane) tłumaczenie komunikatu od zespołu zarządzającego Keplerem

 

 

 

14 maja zespół NASA po połączeniu się z teleskopem Kepler (takie kontrolne połączenie z Keplerem wykonują standardowo 2x w tygodniu), okazało się że Kepler jest w "Thruster-Controlled Safe Mode" (tryb awaryjny kontrolowany silnikami rakietowymi). To już drugi raz w tym miesiącu. Bezpośrednia przyczyna automatycznego przełączenia się statku w ten tryb nie jest znana, ale zapewne jest związana z awarią kontroli pozycji.

 

 

Po róbie uruchomienia kół pozycjonujących (reaction wheels) okazało się że koło 4 (to zapasowe) miało duże tarcie i prędkość obrotowa spadła szybko do 0. To jest jednoznaczny objaw awarii koła, np. zużycia łożyska. Po tym zespół NASA zajmujący się Keplerem przełączył go z powrotem w Thruster-Controlled Safe Mode.

 

W tym trybie paliwa wystarczy na kilka miesięcy. Dlatego rozpoczęto przygotowania do przełączenia Keplera w tzw. Point Rest State. Jest to tryb w którym statek kosmiczny jest bardzo niedokładnie pozycjonowany za pomocą silników, zapewniając tylko podstawowe połączenie z Ziemią. W tym trybie paliwa wystarczy nawet na kilka lat. Oprogramowanie niezbędne do utrzymania pozycji w ten sposób wgrano na Keplera już w zeszłym tygodniu (zespół NASA spodziewał się poważniejszej awarii w najbliższym czasie), zaś w nocy z 14 na 15 maja wgrano parametry dla tego oprogramowania.

 

Teraz zespół obsługujący Keplera zajmie się opracowaniem kolejnych prób uruchomienia jednego z zepsutych kół, oraz alternatywnych możliwości dalszego prowadzenia badań. Wiadomo jednak że z tylko 2 kołami pozycjonującymi Kepler nie będzie w stanie prowadzić tego typu obserwacji i tak precyzyjnych jak do tej pory

[CzarnyZajaczek]

Zastanawiało mnie jedno - poprzednio po awarii koła reakcyjnego, jego rolę przejęło zapasowe. Tym razem awarii uległo właśnie to koło które pracowało w zastępstwie poprzednio zepsutego. Domyślam się że oba zepsute koła odpowiadały za pozycjonowanie w tej samej płaszczyźnie

 

Tutaj na obrazku (po angielsku ponieważ wstawiałem na angielską stronę) objaśniłem jaka wg mnie jest najbardziej prawdopodobna przyczyna

 

Co ciekawe, w ten sposób (prostopadle do kierunku padania promieni słonecznych) teleskop był ustawiony 2 razy w roku. Od września do grudnia, oraz od marca do czerwca. Właśnie na jesieni i teraz ostatni miesiąc pojawiały się informacje że tarcie w kole reakcyjnym się pogarsza.

 

Pozostałe 2 płaszczyzny nie są tak obciążające: obrót wokół osi podłużnej najmniej ponieważ małe koło nie musi obracać daleko wysuniętymi elementami teleskopu, a płaszczyzna prostopadła do promieni słonecznych jest tylko nieco bardziej obciążona, co prawda koło musi pokonać bezwładność długiego teleskopu ale wiatr słoneczny nie powoduje stałej siły obracającej w tej płaszczyźnie.

 

Czyli tylko koło pracujące w tej jednej płaszczyźnie regularnie osiąga limit prędkości obrotowej, wtedy następuje korekta za pomocą silników, logczne i najbardziej optymalne ze względu na przerwy w obserwacji jest by "zerować" wszystkie koła reakcyjne równocześnie kiedy tylko jedno tego wymaga. Pozostałe koła reakcyjne więc rzadko musiały się rozpędzać do maksymalnej prędkości, tylko były "zerowane" przy znacznie mniejszej, dlatego się nie zużyły. Jedno koło było praktycznie zawsze zerowane z maksymalnej prędkości obrotowej (także w zimie i w lecie, kiedy teleskop był ustawiony pod małym kątem względem kierunku promieni słonecznych, ale zawsze panelami słonecznymi w stronę Słońca, tylko pod pewnym kątem)

 

Wniosek w każdym razie jest taki że kolejne koła zapasowe też by działały tylko przez jakiś czas, lepszym rozwiązaniem byłoby zastosowanie jednego koła przystosowanego do większych obciążeń (wiadomo że droższego) - np. solidniejsze łożysko, albo większa średnica (więc i mniejsza prędkość obrotowa, mniejsze zużycie łożyska przy ciągłej pracy)

[m_jq2ak]

Ale wtedy miałbyś tylko jedno koło, gdyby uległo awarii byłoby już po sprawie...

[CzarnyZajaczek]

Ale wtedy miałbyś tylko jedno koło, gdyby uległo awarii byłoby już po sprawie...

 

miałem na myśli dodatkowe koła zapasowe oprócz tego jednego

 

 

Podobno zresztą przed wysłaniem Keplera rozważali zainstalowanie kilku dodatkowych kół reakcyjnych a nie tylko jednego, ale zrezygnowali z nich na rzecz większej rezerwy paliwa. Moim zdaniem słusznie ponieważ po pierwsze zużycia paliwa nie da się przewidzieć, wystarczy większe odchylenie od planowanej trajektorii lotu i już na starcie trzeba sporo paliwa dodatkowo zużyć, poza tym przy braku paliwa Kepler i tak nawet z 10 kołami reakcyjnymi po 3 dniach już do niczego by się nie nadawał (po prostu już by się obracał za szybko by koła reakcyjne mogły to zniwelować), a przy awarii koła można jeszcze coś próbować zdziałać, próbować uruchomić

 

 

W każdym razie i tak obserwacje trwały dłużej niż te 3,5 roku w założeniach projektu, szkoda że nie popracuje dłużej bo wyniki są bardzo ciekawe i jeszcze sporo mniejszych planet mógłby wykryć.

 

Ale przeglądałem parę projektów które obserwują tranzyty za pomocą teleskopów naziemnych, efekty mają na tyle dobre że pewnie dlatego do tej pory kepler wykrył najwięcej tranzytów tylko dlatego że nie było wcześniej tak masowego zainteresowania tematem. Nawet amatorskimi teleskopami można takie obserwacje prowadzić. Np. tutaj jest fajna baza danych takich obserwacji http://var2.astro.cz/ETD/index.php

[CzarnyZajaczek]

Pewne postępy w próbach uruchomienia kół na Keplerze

 

http://phys.org/news/2013-07-kepler-team-succes-reaction-wheel.html

 

Koło nr 4 udało się uruchomić ale tylko z obrotem w jedną stronę, w drugą stronę nie chciało się kręcić. Koło nr 2 dużo lepiej ponieważ w obie strony udało im się to koło uruchomić. Jeszcze będą testować te koła m.in. sprawdzą jakie mają tarcie, nie wiadomo jak się będą sprawować przy ciągłej pracy przez dłuższy czas, i na wyższych obrotach.

 

News z wczoraj