Le module lunaire Peregrine d'Astrobotic n'a pas pu atteindre la Lune en raison d'une défaillance d'une seule valve, ce qui a conduit à des travaux de refonte de la valve et du système de propulsion global du plus grand module lunaire Griffin de la société.

Astrobotic a publié le 27 août un rapport d'un comité d'examen des défaillances qui a examiné le vol de la mission Peregrine One en janvier. Cette mission a subi une fuite de propergol quelques heures après le lancement, ce qui a empêché l'engin spatial de tenter un atterrissage lunaire. L'engin spatial a plutôt volé dans l'espace cislunaire pendant 10 jours avant de rentrer dans l'atmosphère au-dessus du Pacifique Sud.

L'enquête a conclu que la fuite était très probablement due à un dysfonctionnement d'une valve de régulation de pression (PCV), qui a permis un écoulement incontrôlé d'hélium pressurisant dans le réservoir d'oxydant de l'engin spatial, le faisant éclater. La valve, désignée PCV2, avait fonctionné normalement lors des tests pré-lancement, mais a échoué après le lancement.

La valve a perdu sa capacité d'étanchéité en raison d'une « relaxation induite par les vibrations » dans les composants filetés, ce qui a provoqué une défaillance mécanique de la valve, a déclaré John Horack, professeur à l'Université d'État de l'Ohio qui présidait le comité d'examen, lors d'un briefing sur le rapport.

« Si vous la secouez suffisamment, vous pouvez obtenir des changements dans la configuration mécanique qui empêcheront la valve de se fermer. C'est à peu près la même chose que lorsque votre évier commence à couler », a-t-il dit.

Dans le cadre de l'enquête, les ingénieurs ont pris une PCV de secours et l'ont soumise à des environnements de chocs et de vibrations similaires à ceux auxquels la valve a été soumise sur l'engin spatial. « Nous y avons ensuite mis de l'hélium et, après un nombre modéré, faible, de cycles, la valve a fui. On pouvait entendre la fuite à environ 1,2 mètre de distance », a-t-il dit. Le rapport a noté que les débits de fuite dans ces tests étaient similaires à ceux observés sur l'engin spatial.

La fuite de la valve est survenue après plusieurs rebondissements dans le développement du système de propulsion de Peregrine. Astrobotic a initialement décidé en 2019 de sous-traiter le développement du système d'alimentation en propulsion à un fournisseur, mais cette société a rencontré des problèmes de chaîne d'approvisionnement après la pandémie, ce qui a conduit Astrobotic à reprendre ce travail en interne début 2022.

Astrobotic a ensuite rencontré des problèmes avec les PCV d'origine sur ce système, et elle a décidé en août 2022 de changer de fournisseur. Alors que la valve d'oxydant, PCV2, de ce nouveau fournisseur a passé les tests d'acceptation, une valve similaire sur une ligne pour pressuriser le réservoir de carburant, PCV1, a subi des fuites. Astrobotic a réparé PCV1 et a constaté qu'elle fonctionnait normalement. La société a ensuite soumis l'engin spatial à une série de tests environnementaux, notamment des vibrations et de l'acoustique.

« Nous considérions toujours PCV2 comme un risque » après ces tests pré-lancement, a déclaré Sharad Bhaskaran, directeur de la mission Peregrine One chez Astrobotic, en raison des réparations de PCV1. La société a choisi de ne pas effectuer de réparations préventives sur PCV2 parce que cette valve ne fuyait pas et aussi parce que son emplacement dans l'engin spatial était beaucoup plus difficile d'accès.

« Pour y accéder afin d'effectuer des réparations ou un remplacement, il aurait fallu une intervention chirurgicale importante sur l'engin spatial », a-t-il dit, et cela aurait invalidé les tests environnementaux qui venaient d'être effectués. « Cela, ainsi que le risque de causer des dommages si nous avions désintégré et réassemblé l'engin spatial, nous a conduits à la conclusion qu'il était préférable de passer à la prochaine étape du programme et de ne pas remplacer PCV2. »

Horack a déclaré que le comité d'examen n'a pas blâmé la société pour cette décision. « Je ne vois aucune décision prise dans le flux qui a précédé le lancement où j'aurais dit : « Hé, je pense que vous auriez dû faire les choses différemment » », a-t-il dit. « Ces décisions étaient assez judicieuses. Je pense que le processus décisionnel de l'équipe était très bon. »

Astrobotic intègre des changements techniques et autres provenant de Peregrine dans son plus grand module lunaire Griffin, qui devrait être lancé d'ici la fin de 2025. Steve Clarke, vice-président des modules lunaires et des engins spatiaux chez Astrobotic, a déclaré que la société travaille avec le fournisseur de la valve, que la société a refusé de nommer, pour la refondre.

Le système de propulsion de Griffin sera également doté d'un régulateur pour contrôler le débit d'hélium utilisé pour pressuriser le réservoir, ainsi que de valves de blocage de secours au cas où les PCV refondus tomberaient en panne. « Si nous observions le même mécanisme de défaillance sur les valves de régulation de pression, la valve de blocage serait également un moyen de contrôler le débit dans les réservoirs d'oxydant et de carburant », a-t-il dit.

Astrobotic intègre également d'autres mesures correctives et préventives qui découlent de la mission Peregrine. Peregrine a subi 24 anomalies en vol au-delà du problème de la valve, dont huit ont été jugées « critiques pour la mission » mais ont été résolues. Bhaskaran a déclaré que ces problèmes comprenaient des problèmes avec les logiciels de vol et les systèmes de guidage, de navigation et de contrôle, ainsi qu'un problème avec le Deep Space Network de la NASA utilisé pour communiquer avec Peregrine.

« Ces problèmes ont été résolus en temps réel par l'équipe de contrôle de vol », a-t-il dit. « Toutes les leçons tirées de ces problèmes ont été intégrées à GM1 également. » GM1 est la désignation de la société pour Griffin Mission One.

Cette mission devait transporter le rover Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) de la NASA vers la région polaire sud de la Lune, mais la NASA a annoncé en juillet qu'elle annulait VIPER en raison de dépassements de coûts et de délais, malgré le fait que le rover est assemblé et qu'il est soumis à des tests environnementaux. La NASA conserve le bon de commande des services lunaires commerciaux (CLPS) qu'elle a attribué à Astrobotic pour cette mission, avec l'intention de remplacer VIPER par d'autres charges utiles ou du lest.

John Thornton, directeur général d'Astrobotic, a déclaré lors de l'appel qu'il y a quelques petites charges utiles sur GM1 qui sont toujours en vol, y compris un petit CubeRover que la société a développé ainsi que des charges utiles de la NASA, de l'ESA et d'un client non divulgué.

« Nous avons eu des dizaines de conversations avec des personnes qui souhaitent voler sur Griffin. Certaines de ces conversations sont plus avancées que d'autres », a-t-il dit. « Maintenant que nous avons une capacité de charge utile supplémentaire, nous sommes en pourparlers avec plusieurs parties. »

Lui et d'autres dirigeants de la société se sont dits optimistes quant aux perspectives d'un atterrissage réussi de Griffin, malgré l'échec de Peregrine à même tenter un atterrissage. La mission de Peregrine a permis à la société d'acquérir une expérience de vol sur de nombreux sous-systèmes qui seront utilisés sur Griffin. La mission a également permis au personnel de la société d'acquérir de l'expérience dans l'exploitation d'un engin spatial et la gestion des anomalies.

Thornton a ajouté que l'approche du programme CLPS consistant à travailler avec de nouvelles sociétés de modules lunaires à des prix bien inférieurs à ceux des missions gouvernementales traditionnelles exigeait une plus grande acceptation du risque. « Nous essayons de réaliser une mission à un prix qui n'a jamais été possible auparavant, et en tant que tel, nous devons prendre des décisions sur les points sur lesquels nous devons nous concentrer et sur la rapidité avec laquelle nous pouvons atteindre le lancement », a-t-il dit.

« Je pense que nous nous sommes vraiment, vraiment rapprochés » avec Peregrine, a-t-il dit. « Je suis très confiant que Griffin va trouver le bon équilibre et que nous allons réussir cet atterrissage. »