De National Aeronautics and Space Administration (NASA) maakte dinsdag lokale tijd bekend dat een commerciële satelliet in een baan om de aarde, "Link", die werd gebruikt om de Swift Gamma-ray Space Telescope te redden, een storing in de standcontrole had opgelopen, waardoor deze voorbeeldige reddingsmissie een tijdlang passief bleef.

De Link-satelliet, ontwikkeld door start-up Katalyst Space Technologies, legde het afgelopen weekend problemen bloot. NASA zei dat het standcontrolesysteem van de satelliet abnormaal was, waardoor het ruimtevaartuig in een baan om de aarde begon te draaien en de communicatie tussen de grond en de satelliet intermitterend werd. Volgens voorlopige onderzoeksresultaten werken twee van de drie reactievliegwielen die momenteel op de Link-satelliet zijn geconfigureerd niet meer goed, en heeft hun voortstuwingssysteem met airconditioning ook enig functioneel verlies geleden.

Het reactievliegwiel is een veelgebruikt onderdeel voor standcontrole van ruimtevaartuigen in een baan om de aarde. Het bestuurt nauwkeurig het richten van de satelliet door momentum vrij te geven of te absorberen. Het wordt veel gebruikt in verschillende soorten ruimtetelescopen en communicatiesatellieten. Bij de Link-missie is het koudgasvoortstuwingssysteem verantwoordelijk voor nauwkeurigere standaanpassingen, vooral tijdens de kritieke fasen waarin de satelliet geleidelijk het doel nadert - NASA's Swift Space Telescope - en rendez-vous en capture in de ruimte implementeert.

De Link-satelliet, die op 3 juli in een baan om de aarde kwam aan boord van een door de lucht gelanceerde Northrop Grumman Pegasus XL-raket, is het eerste commerciële ruimtevaartuig dat sleep- en reddingsdiensten in de ruimte levert, specifiek voor NASA-wetenschappelijke satellieten. In de eerste paar weken na de lancering verliep de missie soepel: de satelliet zette met succes zijn zonnepanelen in, het grondcontrolecentrum onderhield een stabiele communicatie met het ruimtevaartuig en zijn elektrische voortstuwingssysteem dat xenon als werkvloeistof gebruikte, voltooide ook zijn eerste ronde van ontstekingstests in de ruimte.

Het elektrische voortstuwingssysteem speelt een ‘leidende rol’ in deze missie. Het was oorspronkelijk ontworpen om de baan van de Link-satelliet op te tillen, zodat deze naar de Swift-telescoop kan vliegen, die zich ongeveer 320 kilometer boven de aarde bevindt. Volgens het missieplan zal Link, wanneer Link met succes Swift met zijn drie robotarmen grijpt, het elektrische voortstuwingssysteem opnieuw starten om de orbitale hoogte van de ruimtetelescoop die op het punt staat uit zijn baan te raken, te verhogen, waardoor wordt voorkomen dat deze opnieuw de atmosfeer binnendringt en in de komende paar maanden opbrandt.

Op dit moment is het missieteam gedwongen om het elektrische voortstuwingssysteem extra verantwoordelijkheden op zich te laten nemen: proberen elektrische voortstuwing te gebruiken om standstabilisatie te implementeren terwijl het reactievliegwiel uitgeschakeld is, wat niet de oorspronkelijke ontwerpfunctie van het systeem is. NASA schat dat zonder redding het Neil Gales Swift Observatorium, dat al bijna 22 jaar in dienst is, in de komende maanden opnieuw de atmosfeer zal binnendringen en zal opbranden, en dat het op zichzelf geen mogelijkheden heeft om in de ruimte te manoeuvreren. Swift is een van de weinige ruimteobservatiemissies die zich momenteel richten op het detecteren van gammaflitsen, de krachtigste explosies in het bekende universum. Daarom wil NASA zijn wetenschappelijke levensduur zoveel mogelijk verlengen en betaalt Katalyst ongeveer $30 miljoen voor zijn diensten.

Bij het selecteren van Katalyst voor deze reddingsmissie concentreerde NASA zich niet alleen op het redden van een kritische wetenschappelijke satelliet, maar beschouwde Link ook als een technologiedemonstratie en capaciteitsvalidatie voor de diensten in de ruimte en de commerciële satellietreparatie-industrie. Omdat de baan van Swift snel in verval raakte, gaf NASA aannemers een strak schema om deze complexe missie in slechts negen maanden vanaf het begin van het project tot aan de lancering te voltooien. Katalyst leverde de satelliet uiteindelijk op tijd af en voltooide de integratie met de Pegasus-raket begin juni van dit jaar, maar het lanceringsplan werd later uitgesteld tot 3 juli door slecht weer en rakettechnische storingen.

Leidinggevenden van NASA hebben eerder verklaard dat dit project, ongeacht de uitkomst van de redding, succesvol is geweest op het niveau van programmabeheer, omdat het bewijst dat commerciële teams in zeer korte tijd zeer complexe ruimtevaartuigen in de ruimte kunnen ontwerpen, bouwen en lanceren. Shawn Domagal-Goldman, hoofd van de afdeling Astrofysica van NASA, heeft er ooit op gewezen dat het ‘durven proberen’ van een dergelijke missie al voldoende is om waardevolle ervaring op te doen voor soortgelijke projecten in de toekomst.

Volgens de laatste kennisgeving van NASA is de Link-satelliet, ondanks het probleem met de standcontrole, momenteel in staat voldoende stroom te genereren en de communicatie met het grondteam te onderhouden, wat ingenieurs kostbare tijd oplevert om de storing te diagnosticeren en op te lossen. Kieran Wilson, de projectleider van Katalyst, besprak soortgelijke risicoscenario's in interviews vóór de lancering, en merkte op dat het ruimtevaartuig van het bedrijf in het verleden problemen heeft ondervonden met stroom- en communicatiesystemen, en dat technische teams zich meestal het meest zorgen maken over dergelijke 'fundamentele overlevingskansen'. Volgens hem zal het missieteam, zolang het ruimtevaartuig in principe beschikbaar blijft op het gebied van stroomvoorziening en communicatie, nog steeds voldoende vrijheid hebben om het plan aan te passen om het hoofd te bieden aan verschillende technische uitdagingen die aan het licht kunnen komen tijdens de rendez-vous en complexe dynamische operatiefasen.

NASA zei dat Katalyst vervolgens prioriteit zal geven aan het herstellen van Link's stabiele houding en de status van de hele ster verder zal onderzoeken. Nadat het missieteam een ​​beheersbare houding heeft hersteld, is het van plan de begeleidings-, navigatie- en controlesoftware (GNC) van het ruimtevaartuig bij te werken om zich aan te passen aan de nieuwe configuratie na het gedeeltelijk falen van het reactievliegwiel. In nauwe samenwerking met NASA zullen ingenieurs een aangepast rendez-vous- en veroveringsscenario evalueren op basis van de laatste status, ervan uitgaande dat de redding van Swift kan doorgaan terwijl de vliegveiligheid en de gezondheid van de satellieten worden gewaarborgd.