L'atterraggio lunare Peregrine di Astrobotic non è riuscito a raggiungere la Luna a causa del guasto di una singola valvola, portando alla necessità di riprogettare la valvola e l'intero sistema di propulsione sul lander più grande dell'azienda, Griffin.

Astrobotic ha rilasciato il 27 agosto un rapporto di una commissione di indagine sul fallimento che ha esaminato il volo della Peregrine Mission One a gennaio. Tale missione ha subito una perdita di propellente ore dopo il lancio, impedendo al veicolo spaziale di tentare un atterraggio lunare. Il veicolo spaziale ha invece volato nello spazio cislunare per 10 giorni prima di rientrare sopra il Pacifico meridionale.

L'indagine ha concluso che la perdita è stata molto probabilmente causata dal malfunzionamento di una valvola di controllo della pressione (PCV), che ha consentito il flusso incontrollato di pressurizzante all'elio nel serbatoio dell'ossidante, provocando la sua rottura. La valvola, designata PCV2, aveva funzionato normalmente nei test pre-lancio, ma si è guastata dopo il lancio.

La valvola ha perso la sua capacità di tenuta a causa di un "rilassamento indotto dalle vibrazioni" nei componenti filettati che hanno causato un guasto meccanico nella valvola, ha affermato John Horack, professore dell'Ohio State University che ha presieduto la commissione di indagine, durante un briefing sul rapporto.

“Se la si agita a sufficienza, si possono ottenere alcuni cambiamenti nella configurazione meccanica che impediranno alla valvola di sigillare. È praticamente la stessa cosa di quando il tuo lavandino inizia a gocciolare", ha detto.

Come parte dell'indagine, gli ingegneri hanno preso una PCV di riserva e l'hanno sottoposta a shock e vibrazioni simili a quelle sperimentate dalla valvola sul veicolo spaziale. "Poi abbiamo messo l'elio su di essa e dopo un numero moderato, piccolo, di cicli, la valvola ha iniziato a perdere. Si poteva sentire la perdita da circa un metro e mezzo di distanza", ha detto. Il rapporto ha osservato che le perdite in questi test erano simili a quelle osservate sul veicolo spaziale.

La perdita della valvola è arrivata dopo diversi colpi di scena nello sviluppo del sistema di propulsione di Peregrine. Astrobotic inizialmente ha deciso nel 2019 di esternalizzare lo sviluppo del sistema di alimentazione della propulsione a un fornitore, ma tale azienda ha incontrato problemi di catena di approvvigionamento dopo la pandemia che hanno portato Astrobotic a portare tale lavoro internamente all'inizio del 2022.

Astrobotic ha poi avuto problemi con le PCV originali su quel sistema e ha deciso nell'agosto 2022 di cambiare fornitore. Mentre la valvola dell'ossidante, PCV2, di quel nuovo fornitore ha superato i test di accettazione, una simile su una linea per pressurizzare il serbatoio del carburante, PCV1, ha avuto perdite. Astrobotic ha riparato PCV1 e ha scoperto che funzionava normalmente. L'azienda ha quindi sottoposto il veicolo spaziale a una serie di test ambientali, tra cui vibrazioni e acustica.

“Abbiamo comunque considerato PCV2 come un rischio” dopo quei test pre-lancio, ha detto Sharad Bhaskaran, direttore della Peregrine Mission One presso Astrobotic, a causa delle riparazioni a PCV1. L'azienda ha deciso di non effettuare riparazioni preventive a PCV2 perché quella valvola non perdeva e anche perché la sua posizione nel veicolo spaziale era molto più difficile da raggiungere.

“Per accedervi per effettuare riparazioni o sostituzioni sarebbe stato necessario un intervento chirurgico esteso sul veicolo spaziale", ha detto, e nel processo invalidare i test ambientali appena completati. "Questo, insieme al rischio di causare danni se avessimo disintegrato e riassemblato il veicolo spaziale, ci ha portato alla conclusione che era meglio procedere alla fase successiva del programma e non sostituire PCV2".

Horack ha detto che la commissione di indagine non ha biasimato l'azienda per quella decisione. "Non vedo nessuna decisione presa nel flusso che precede il lancio in cui avrei detto, 'Ehi, penso che avreste dovuto fare diversamente'", ha detto. "Quelle decisioni erano abbastanza solide. Penso che il processo decisionale del team sia stato molto buono".

Astrobotic sta incorporando modifiche tecniche e di altro tipo da Peregrine nel suo lander lunare Griffin più grande, che dovrebbe essere lanciato entro la fine del 2025. Steve Clarke, vicepresidente dei lander e dei veicoli spaziali presso Astrobotic, ha detto che l'azienda sta lavorando con il fornitore della valvola, che l'azienda ha rifiutato di nominare, per riprogettare la valvola.

Il sistema di propulsione di Griffin avrà anche un regolatore per controllare il flusso di elio utilizzato per pressurizzare il serbatoio, nonché valvole di arresto di sicurezza in caso di malfunzionamento delle PCV riprogettate. "Se avessimo visto lo stesso meccanismo di guasto sulle valvole di controllo della pressione, la valvola di arresto sarebbe stata anche un modo per controllare il flusso nei serbatoi dell'ossidante e del carburante", ha detto.

Astrobotic sta anche incorporando altre azioni correttive e preventive derivanti dalla missione Peregrine. Peregrine ha subito 24 anomalie in volo oltre al problema della valvola, otto delle quali sono state ritenute "critiche per la missione" ma sono state risolte. Bhaskaran ha detto che questi problemi includevano problemi con il software di volo e i sistemi di guida, navigazione e controllo, nonché uno con la Deep Space Network della NASA utilizzata per comunicare con Peregrine.

“Questi sono stati risolti in tempo reale dal team di controllo del volo", ha detto. "Tutte le lezioni apprese da queste sono state infuse anche in GM1". GM1 è la designazione dell'azienda per Griffin Mission One.

Tale missione doveva trasportare il Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) della NASA nella regione polare meridionale della Luna, ma la NASA ha annunciato a luglio che stava cancellando VIPER a causa di eccessi di costi e tempi, nonostante il fatto che il rover sia assemblato e stia passando i test ambientali. La NASA sta mantenendo l'ordine di lavoro dei Commercial Lunar Payload Services (CLPS) che ha assegnato ad Astrobotic per quella missione, con l'intenzione di sostituire VIPER con altri carichi utili o zavorra.

John Thornton, amministratore delegato di Astrobotic, ha detto nella chiamata che ci sono alcuni carichi utili più piccoli su GM1 che stanno ancora volando, tra cui un piccolo CubeRover sviluppato dall'azienda e anche dalla NASA, dall'ESA e da un cliente non rivelato.

“Abbiamo avuto dozzine di conversazioni con persone che vogliono volare su Griffin. Alcune di queste sono più avanzate di altre", ha detto. "Ora che abbiamo la capacità di carico utile aggiuntiva, siamo in conversazioni con più parti".

Lui e altri dirigenti aziendali hanno detto di essere ottimisti sulle prospettive di un atterraggio riuscito di Griffin, nonostante il fallimento di Peregrine di tentare anche solo un atterraggio. La missione di Peregrine ha permesso all'azienda di ottenere un'eredità di volo su molti sottosistemi che saranno utilizzati su Griffin. La missione ha anche dato al personale dell'azienda esperienza nell'operare un veicolo spaziale e nel gestire le anomalie.

Thornton ha aggiunto che l'approccio del programma CLPS al lavoro con nuove aziende di lander a prezzi molto inferiori rispetto alle tradizionali missioni governative richiedeva una maggiore accettazione del rischio. "Stiamo cercando di realizzare una missione a un prezzo che non è mai stato possibile prima e, come tale, abbiamo decisioni su dove concentrarci e quanto velocemente possiamo arrivare al lancio", ha detto.

“Penso che ci siamo avvicinati molto” con Peregrine, ha detto. "Sono molto fiducioso che Griffin troverà il giusto equilibrio e riusciremo a far atterrare quel lander".