El módulo de aterrizaje lunar Peregrine de Astrobotic no pudo llegar a la luna debido a una falla de una sola válvula, lo que llevó a la empresa a trabajar en el rediseño de la válvula y el sistema de propulsión general de su módulo de aterrizaje más grande, Griffin.

Astrobotic publicó el 27 de agosto un informe de una junta de revisión de fallas que examinó el vuelo de la Misión Uno de Peregrine en enero. Esa misión sufrió una fuga de propulsor horas después del lanzamiento que impidió que la nave espacial intentara un aterrizaje lunar. La nave espacial, en cambio, voló a través del espacio cislunar durante 10 días antes de volver a entrar sobre el Pacífico Sur.

La investigación concluyó que la fuga probablemente fue causada por un mal funcionamiento de una válvula de control de presión (PCV), que permitió el flujo incontrolado de presurizante de helio hacia el tanque de oxidante de la nave espacial, rompiéndolo. La válvula, designada PCV2, había funcionado normalmente en las pruebas previas al lanzamiento, pero falló después del lanzamiento.

La válvula perdió su capacidad de sellado debido a una "relajación inducida por vibración" en los componentes roscados que causaron una falla mecánica en la válvula, dijo John Horack, el profesor de la Universidad Estatal de Ohio que presidió la junta de revisión, en una sesión informativa sobre el informe.

“Si lo sacudes lo suficiente, puedes obtener algunos cambios en la configuración mecánica que evitarán que la válvula selle. Es prácticamente lo mismo que cuando tu fregadero comienza a gotear”, dijo.

Como parte de la investigación, los ingenieros tomaron una PCV de repuesto y la sometieron a entornos de choque y vibración como los que experimentó la válvula en la nave espacial. "Luego le pusimos helio y después de un número moderado, pequeño, de ciclos, la válvula goteó. Se podía escuchar la fuga desde unos cuatro pies de distancia", dijo. El informe señaló que las tasas de fuga en esas pruebas fueron similares a las observadas en la nave espacial.

La fuga de la válvula se produjo después de varios giros y vueltas en el desarrollo del sistema de propulsión de Peregrine. Astrobotic inicialmente decidió en 2019 externalizar el desarrollo del sistema de alimentación de propulsión a un proveedor, pero esa empresa encontró problemas en la cadena de suministro después de la pandemia que llevaron a Astrobotic a llevar ese trabajo internamente a principios de 2022.

Astrobotic luego experimentó problemas con las PCVs originales en ese sistema, y decidió en agosto de 2022 cambiar de proveedor. Si bien la válvula de oxidante, PCV2, de ese nuevo proveedor pasó las pruebas de aceptación, una similar en una línea para presurizar el tanque de combustible, PCV1, experimentó fugas. Astrobotic reparó PCV1 y descubrió que funcionaba normalmente. La empresa luego sometió la nave espacial a una serie de pruebas ambientales, incluidas vibraciones y acústica.

“Todavía consideramos PCV2 como un riesgo” después de esas pruebas previas al lanzamiento, dijo Sharad Bhaskaran, director de la Misión Uno de Peregrine en Astrobotic, debido a las reparaciones de PCV1. La empresa decidió no realizar ninguna reparación preventiva a PCV2 porque esa válvula no tenía fugas y también porque su ubicación en la nave espacial era mucho más difícil de acceder.

“Para acceder a ella para realizar reparaciones o reemplazarla, se habría requerido una cirugía extensa en la nave espacial”, dijo, y en el proceso invalidar las pruebas ambientales recién completadas. “Eso, junto con el riesgo de causar algún daño si hubiéramos desintegrado y vuelto a ensamblar la nave espacial, nos llevó a la conclusión de que era mejor proceder a la siguiente etapa del programa y no reemplazar PCV2”.

Horack dijo que la junta de revisión no culpó a la empresa por esa decisión. “No puedo ver ninguna decisión tomada en el flujo que condujo al lanzamiento donde hubiera dicho: 'Oye, creo que deberías haber hecho esto de manera diferente'”, dijo. “Esas decisiones fueron bastante sólidas. Creo que la toma de decisiones del equipo fue muy buena”.

Astrobotic está incorporando cambios técnicos y otros de Peregrine a su módulo de aterrizaje lunar más grande, Griffin, que está programado para lanzarse a finales de 2025. Steve Clarke, vicepresidente de módulos de aterrizaje y naves espaciales de Astrobotic, dijo que la empresa está trabajando con el proveedor de válvulas, cuyo nombre la empresa se negó a revelar, para rediseñar la válvula.

El sistema de propulsión de Griffin también tendrá un regulador para controlar el flujo de helio utilizado para presurizar el tanque, así como válvulas de cierre de seguridad en caso de que las PCVs rediseñadas funcionen mal. “Si viéramos el mismo mecanismo de falla en las válvulas de control de presión, la válvula de cierre también sería una forma de controlar el flujo hacia los tanques de oxidante y combustible”, dijo.

Astrobotic también está incorporando otras acciones correctivas y preventivas que surgieron de la misión Peregrine. Peregrine sufrió 24 anomalías en vuelo más allá del problema de la válvula, ocho de las cuales se consideraron “críticas para la misión”, pero se resolvieron. Bhaskaran dijo que esos problemas incluían problemas con el software de vuelo y los sistemas de guiado, navegación y control, así como uno con la Red del Espacio Profundo de la NASA utilizada para comunicarse con Peregrine.

“Esos se resolvieron en tiempo real por el equipo de control de vuelo”, dijo. “Todas esas lecciones aprendidas de esas también se han incorporado a GM1”. GM1 es la designación de la empresa para la Misión Uno de Griffin.

Esa misión debía transportar el rover de exploración polar de volátiles (VIPER) de la NASA a la región polar sur de la luna, pero la NASA anunció en julio que cancelaba VIPER debido a los sobrecostos y los retrasos en el cronograma a pesar de que el rover está ensamblado y pasando por pruebas ambientales. La NASA conserva la orden de tarea de Servicios de Carga Lunar Comercial (CLPS) que otorgó a Astrobotic para esa misión, con planes de reemplazar VIPER con otras cargas útiles o lastre.

John Thornton, director ejecutivo de Astrobotic, dijo en la llamada que hay algunas cargas útiles más pequeñas en GM1 que todavía están volando, incluido un pequeño CubeRover que la empresa desarrolló, así como de la NASA, la ESA y un cliente no revelado.

“Hemos tenido docenas de conversaciones con personas que quieren volar en Griffin. Algunas de ellas están más avanzadas que otras”, dijo. “Ahora que tenemos la capacidad de carga útil adicional, estamos en conversaciones con varias partes”.

Él y otros ejecutivos de la empresa dijeron que eran optimistas sobre las perspectivas de que Griffin realizara un aterrizaje exitoso a pesar de que Peregrine ni siquiera intentó un aterrizaje. La misión de Peregrine permitió a la empresa obtener herencia de vuelo en muchos subsistemas que se utilizarán en Griffin. La misión también brindó a los empleados de la empresa experiencia en la operación de una nave espacial y el manejo de anomalías.

Thornton agregó que el enfoque del programa CLPS para trabajar con nuevas empresas de módulos de aterrizaje a precios mucho más bajos que las misiones gubernamentales tradicionales requería una mayor aceptación del riesgo. “Estamos tratando de hacer una misión a un precio que nunca antes ha sido posible, y como tal, tenemos decisiones sobre dónde enfocarnos y qué tan rápido podemos llegar al lanzamiento”, dijo.

“Creo que nos acercamos mucho” con Peregrine, dijo. “Estoy muy seguro de que Griffin va a encontrar el equilibrio correcto y vamos a lograr ese aterrizaje”.