NASA laat vastgelopen vleugel van Lucy-ruimtevaartuig alsnog ontvouwen

NASA heeft een vastgelopen vleugel met zonnepanelen van het Lucy-ruimtevaartuig verder doen ontvouwen. Daar waren eerder problemen mee. De organisatie besloot om zowel de hoofd- als de back-upmotor te gebruiken om een vastzittend sleutelkoord los te trekken.

In een blogpost schrijft NASA hoe het maandenlang onderzoek heeft gedaan naar het probleem van de vastgelopen vleugel en hoe men het kon oplossen. Er lag een scenario op tafel waarbij men het euvel zou negeren want beide vleugels genereerden naar verluidt meer dan 90 procent van de benodigde stroomvoorziening voor het ruimtevaartuig. In een tweede scenario zou er harder aan een vastgelopen sleutelkoord getrokken worden; dit door op hetzelfde moment gebruik te maken van zowel de hoofdmotor als de back-upmotor.

Dat hield volgens de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie een risico in want beide motoren waren niet bedoeld om samen te werken. Om potentiële schade te vermijden begon een team tests uit te voeren en toen die eenmaal achter de rug waren, werd besloten om te proberen het vastgelopen sleutelkoord los te trekken. Dat plan is ook gelukt. NASA schat dat de vleugel bijna helemaal is ontvouwd en onder genoeg spanning staat waardoor het ruimtevaartuig stabiel de missie moet kunnen voortzetten.

NASA lanceerde in oktober 2021 het onbemande ruimtevaartuig, Lucy. De sonde moet de Donaldjohanson-asteroïde gaan bestuderen en vervolgens ook de Trojan-asteroïden die de baan van planeet Jupiter delen om de zon. De missie zal naar verluidt twaalf jaar duren. Kort na de lancering merkte de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie op dat een van de twee vleugels met zonnepanelen zich niet helemaal had ontvouwd.

Door Jay Stout

Redacteur

07-08-2022 • 14:10

65

Reacties (65)

Sorteer op:

Weergave:

Weet iemand waaorm hier voor ronde zonnepanelen is gekozen ? En niet voor de gebruikelijke rechthoekige 'harmaonica' panelen.
Dit is geen satelliet maar een ruimtesonde, vergelijkbaar met bijvoorbeeld Voyager. Er is nog nooit een sonde met zonnepanelen zo ver van de zon gegaan: eerdere sondes gebruikten een nucleaire stroombron.

Het gevolg hiervan is dat de zonnepanelen heel erg groot moeten zijn, want op zo'n afstand is de zon heel stuk minder fel. In vergelijking met traditionele zonnepanelen zijn deze waaiers een heel stuk simpeler, lichter, en kleiner. Traditionele harmonicapanelen zouden zeker twee keer zo zwaar zijn.

Ter vergelijking: deze panelen hebben een oppervlak van 51 m2 en hebben op dit moment een vermogen van 18 kW.
Er is nog nooit een sonde met zonnepanelen zo ver van de zon gegaan: eerdere sondes gebruikten een nucleaire stroombron.
Strikt genomen correct, omdat de maximale afstand waar Lucy Jupiter's trojans zal bestuderen, iets verder is dan Jupiter zelf die bestudeerd wordt door Juno (gelanceerd in 2011) die ook z'n stroom betrekt van zonnepanelen - maar het verschil in afstand is klein.
Maar Juno bevat als backup nog 2 Li-Ion batterijen, met elk een vermogen van 55 Ah. Die draait dus niet enkel op zonnepanelen, wat bij Lucy wel het geval is.
Two 55 Ah lithium-ion batteries that are able to withstand the radiation environment of Jupiter provide power when Juno passes through eclipse.
Zie https://en.wikipedia.org/wiki/Juno_(spacecraft)

Dus daarom zijn Lucy en Juno niet helemaal met elkaar te vergelijken, daar Lucy het echt enkel met zonnekracht moet doen en geen batterijen (voor de energieopslag) heeft.
Dit is natuurlijk onzin. Batterijen zijn een energie drager en uiteraard heeft Lucy ook batterijen.
Hoe denk je dat ze aan de energie kwamen om de panelen in 1e instantie uit te vouwen?
Precies. Iedere sonde heeft op zij. Minst een accu ter beschikking al was het alleen maar voor de elektronica aan boord voor besturing. Ook wordt de batterij gebruikt als spanningsvereffener. Dc spanning rechtstreeks uit een zonnepaneel is nooit constant hetzelfde en zonder tussenelektronica niet bruikbaar als directe bron.
Een ruimtesonde kan zijn zonnepanelen gewoon op de zon richten en heeft dan geen last van een dag/nacht ritme of wolken zoals wij op aarde hebben. De output van de panelen is daardoor juist heel constant. Het stroomverbruik van de sonde is meestal echter niet constant. Bij metingen en data transmissie word meer energie verbruikt dan als de sonde in rust is. Het is dus altijd handig om wat van het overschot aan energie te kunnen bufferen zodat bij pieklast een te hoog verbruik, voor de zonnepanelen, niet lijd tot problemen.
Maar vaak blijven die zonnepanelen niet constant op dezelfde wijze op de zon gericht.
Om de data naar de Aarde te verzenden en commando's van de Aarde te ontvangen is een grote antenne nodig. Vaak maakt die antenne een integraal deel uit van de constructie van de sonde. In plaats van een zware constructie om die antenne op de Aarde gericht te houden draait de hele sonde periodiek in z'n geheel zodat de vaste antenne naar de Aarde gericht is. Daardoor vangen de zonnepanelen tijdelijk minder of zelfs geen zonlicht. Hetzelfde geldt voor veel van de instrumenten. Een aantal kunnen afzonderlijk gericht worden, andere zitten vast en moeten gericht worden door de gehele sonde te bewegen.

Dat bewegen van de sonde gebeurt niet door raketmotoren, maar door vliegwielen die et mogelijk maken de sonde rond de verschillende bewegingsassen te roteren.
Een ruimtesonde kan zijn zonnepanelen gewoon op de zon richten en heeft dan geen last van een dag/nacht ritme of wolken zoals wij op aarde hebben.
Nee maar mogelijk wel van planeten, manen of andere obstakels in een eclipse.

Neemt niet weg dat we het eens zijn dat er altijd wel een batterij aanwezig is als buffer. ;)
Ja goed, maar we weten dat het bij de afweging tussen zonnepanelen en een RTG gaat over de energie bron, niet over tijdelijke opslag.
Dus daarom zijn Lucy en Juno niet helemaal met elkaar te vergelijken, daar Lucy het echt enkel met zonnekracht moet doen en geen batterijen (voor de energieopslag) heeft.
We weten ook dat die batterijen worden opgeladen dmv de zonnepanelen, en dat Lucy dat niet heeft omdat die dat ivm diens missie niet nodig heeft. Qua "niet gevoed vanuit een RTG" zijn beide ruimtetuigen 100% vergelijkbaar, en is Lucy niet de eerste die op z'n grote afstand van de zon opereert.
Volgens mij konden die dan als een waaier goed ingeklapt zijn en dan uitgeklapt worden.
Vermoed dat deze beter tegen de g- kracht bij het versnellen kunnen
Dit is een zgn 'singlepoint' constructie, bij de 3 bekende harmonica/spiral systeem moet je meerdere punten op elke arm reeds op de 'uitgeklapte plekken' hebben waarheen de zonnepanelen uitvouwen. Dit systeem gebruikt dus 1 punt om alles uit te vouwen, denk beetje aan zo'n opvouwbare papieren waaier.

Het is niet zozeer dat de 1 beter is dan de ander, het is gewoon een andere methode, afhankelijk hoeveel ruimte/gewicht/controle ze hebben in de raket en rond de sataliet.
Goede vraag, het volgende antwoord vond ik terug; lichter, compacter en steviger.

Compared with a regular rigid rectangular panel of the same power capability, the circular array can take up a quarter the stowage space, be a third the mass, handle ten times the acceleration, and be five times as stiff.
Wellicht omdat deze in de ronde neuscone het efficiëntst zijn te vervoeren.
Het oog wil ook wat.
Dit is wel een gedurfde handeling geweest, maar je hoort mij niet klagen.

Het blijft altijd mooi om te lezen dat men een ruimtetuig op afstand kan servicen. En er zijn ondertussen best veel probleempjes geweest met ruimtetuig, dat vanaf Aarde weer aan de praat is gekregen. Niet altijd, want soms lukt het niet, zoals bij de MER's en rondvliegend spul. (De Oppy is waarschijnlijk niet stuk, maar heeft te weinig stroom om te antwoorden.)

Hoe dan ook. Het is een vette handeling geweest.
Vind het sowieso indrukwekkend hoe er rekening wordt gehouden met dit soort mogelijke problemen, die, zoals jij ook al aangaf, dan vervolgens op afstand worden hersteld.

En inderdaad gedurfd, 2 motoren op 1 lijn/mechaniek = risico op meer schade/ellende.
En grappig hoe de oplossing dus de lijkt op de minst technische oplossing die mensen toepassen bij haperende techniek:
harder trekken/drukken/slaan... :*)

(edit typo)

[Reactie gewijzigd door Tintel op 4 augustus 2024 06:25]

"If you can't fix with a hammer you've an electrical problem" ;-)
Ik denk dat gedurfd wel meevalt. Ze zullen heel goed gekeken hebben wat er bij deze procedure mis zou kunnen gaan. Wanneer dat beperkt is, bv. één van de motoren draait vast, de bevestiging van het sleutelkoord buigt door, etc., kortom iets dat alleen het mechanisme raakt dat nu al niet werkt, is het risico erg klein.

De voorbeelden die jij noemt zijn allemaal voertuigen die veel langer actief zijn geweest dan waarvoor ze ontworpen zijn. Daar ging het niet mis 'nieuw uit de doos'.
Bestaat er een soort van rampen scenario co-processor die geactiveerd wordt na idioot lange tijd bij gebrek van de maandelijkse? reset. Die dan een poeplading van processen gaat doorlopen in de hoop sommige van de spaghetti slierten blijven plakken aan de muur? Iets voor AI?
Nadeel van AI is de processor kracht en bijbehorend energieverbruik.
Je zou dan makkelijker een cron job kunnen aanmaken die processen na X dagen/uren/minuten herstart of herstart als een bepaald proces meer dan X geheugen of processor gebruikt.
Kan me voorstellen dat er in de nabije toekomst debug AI routines geactiveerd worden als soort van dodemansknop. Krijg vaak het idee dat error situaties veelteveel gelimiteerd worden door een voorgeprogrammeerd draaiboek.
Je kunt ook event / state driven error handling implementeren.

Dat doe ik o.a. bij robots. De error handling is dan niet gebaseerd op een 'catch' van een 'error' en dan een procedure door lopen met de aanname dat de error ook de state en situatie weergeeft.

Het zijn simpelweg handelingen die worden uitgevoerd als de state in out of bound zit. En per out of bound situatie is er een klein kort proces dat de robot in een bekende state brengt voor een of een aantal metingen.

Dus niet perse naar de 'correcte' state, maar naar een state waar de robot een normaal programma voor heeft. De robot zelf is ook event driven geprogrammeerd, zodat deze geen volgordelijke beperkingen heeft. Draait ie te ver door? Geen probleem, het vervolg stapje in het proces ziet zijn trigger state nog niet als valide.
Een ander proces zal wel een trigger krijgen en die zet de robot in een bepaalde positie, en zo gaat het proces weer verder.

Het is heel erg wennen in het begin en de event/state overlap moet worden beheerd, want een proces/event is niet meer afhankelijk/ heeft geen input van een vorige functie.

Het is fire forget, houd niet bij af een handeling al is uitgevoerd. Wel in je log, niet in je state/events.

In het begin maak je hier fouten in,laat je dingen overlappen, heb je te weinig informatie in je event etc, maar na een tijd is het heerlijk: test cases worden extreem simpel, want die zijn per event/state en meer niet.

Robots hebben extreme zelf fixende eigenschappen voor situaties waar ik als ontwerper niet aan dacht met oplossingen die ik ook nooit zelf vooraf had bedacht.

Zonder enige re-try code start een robot nadat er iets omviel en hem uit zijn baan zette gewoon met wat op het oog onlogisch gedrag, maar ineens snap je wat hij doet en zie je hem het proces gewoon weer oppakken, gewoon omdat hij zichzelf naar een known state heeft gebracht. De situatie was veranderd, en de robot anticipeert.

Deze vorm van 'AI' is dus wat mij betreft veel effectiever en kost juist minder rekenkracht dan procedurele code in plaats van meer.
- voor de duidelijkheid dit is hoe ik het nu doe/toepas, en weet niet of het elders ook al wordt toegepast. Ik heb er nog geen presentaties over gegeven of paper over gepubliceerd.

[Reactie gewijzigd door djwice op 4 augustus 2024 06:25]

Dat kun je net zo goed op de grond doen. Je gaat "live" de status en evt. resultaten van alle apparaten in het systeem bijhouden. Dat is de grootst mogelijke dataset die je kan krijgen. Er een AI op loslaten om meer mogelijke problemen op te sporen hoeft niet ter plekke te gebeuren.
Nee, geen co-processor, geen AI, en ook geen schot hagel.

Watchdog processen zijn gebruikelijk, maar die zijn nauwkeurig ontworpen om met minimale resources (bandbreedte, energie, etc) te werken. En het doel is eigenlijk atlijd om de communicatie met aarde te herstellen, omdat daar écht intelligentie is.
Elk fallback systeem bestaat uit > 2 logisch van elkaar gescheiden componenten. Vanuit het ene systeem is altijd in te grijpen op het andere.
Wat een enorm staaltje ingenieurswetenschap.
Hallo, Zonneboer BV
Goedemiddag, Lucy hier
Kunt u even een monteur sturen mijn zonnepanelen werken niet goed.

Jazeker nergens aankomen mevrouwtje we komen eraan.
Heb je daar zelf aan lopen hannesen? :+
Je bedoelt zeker picobello BV ;)
Goed werk. Zo kun je zien dat soms gebruik van gepast geweld nuttig is.
Goede kritiek van iemand die een zin met een vraagteken begint en geen enkele hoofdletter in z'n bericht gebruikt.
Dat van China was ruimtepuin, niet ruimtetuig.
Als je het hebt over een vliegtuig en een vaartuig is ruimtetuig dus een prima gangbaar woord…?
Varen, vliegen, rijden en werken zijn werkwoorden. En er bestaat een ...tuig afgeleide van. Lang niet van elk werkwoord overigens. Maar "ruimten" is geen werkwoord.
Als je het ergens niet mee eens bent kun je hier je tips kwijt ipv. in de comments: Geachte redactie
aha... ok... duidelijk

Ik vermoed dat jou dat is overkomen?
Hoeft niet perse, het kan iemand anders ook overkomen.
Beetje zoals SpaceX dus waarvan vorige week nog een onderdeel ongecontroleerd in een weiland in Australië is terechtgekomen.
Met als grote verschil dat SpaceX actief moeite doet om dat te voorkomen, China doet daar een stuk minder moeite voor.

Maar goed, deze discussie is behoorlijk off-topic in relatie tot het artikel.
Met als grote verschil dat SpaceX actief moeite doet om dat te voorkomen, China doet daar een stuk minder moeite voor.
Ik ben het met je eens, maar voor het gevold maakt het weinig verschil. Je kunt ook je best doen om niet dronken achter het stuur van een auto te kruipen, maar ook zonder alcohol in je lichaam kun je iemand aanrijden. Waarmee ik wil zeggen dat, in dit geval, puin op je hoofd tot hetzelfde gevolg leidt, ook als je geprobeerd hebt het te voorkomen.
Over de gevolgen zijn we het inderdaad eens. Ik ben echter wel van mening dat je zwaarder bestraft dient te worden voor het veroorzaken van een verkeersongeval als je regelmatig roekeloos rijgedrag vertoond dan als het een keer oprecht een ongeluk betreft. China laat de laatste tijd zien dat ze weinig kunnen of willen doen aan het veilig laten neerkomen van hun boosters, terwijl SpaceX inmiddels wel bewezen heeft dat ze dingen graag hergebruiken als het enigszins mogelijk is.

Helaas is op het internationale politieke toneel bestraffen erg lastig en zal het dus wel blijven bij kritische uitspraken van mensen van NASA.
Wat betreft bestraffing ben ik het volledig met je eens.
Net als hun hoax "first man on the moon"?

Ze zijn nooit op de maan geweest! Die vlag wapperde en al door de turbinekoelers omdat de astronauten het te warm in hun spacesuit hadden in de studio.
1. Ik snap niet waarom je met dit bericht op mij reageert want ik zie niet in welk verband is er tussen de inhoud van jouw reactie en de mijne.
2. Ik neem aan dat je een grapje maakt. Argumenten zoals de wapperende vlag en andere dingen die er zogenaamd mis zouden zijn met de beelden van de maanlanding zijn nu al zo vaak onderuit gehaald dat het lastig te geloven is dat iemand nog serieus denkt dat de maanlanding een hoax was.
Maar de ophef over het Chinese ruimtepuin gaat dan ook helemaal niet over het feit dat het neergekomen is, het gaat over het feit dat China er niets aan doet om te voorkomen dat iemand gewond raakt. SpaceX wel.
Misschien krijg je wel zoveel minnetjes omdat je je vermeend aangedane onrecht op plekken ventileert die daar ten eerste niet voor bedoeld zijn en ten tweede irritatie oproepen.

Mijn advies; start een topic op GoT over het moderatie gebeuren voor zover dat er nog niet is of zoek een andere site waar je je eitje wel kwijt kan.
Nee, dat gaat hij niet. Kijkend naar je activiteiten en de gemiddelde beoordeling daarvan is het voor jou misschien tijd voor wat zelf-reflectie. Die paar posts die ik van je heb gezien in deze draad zijn van een bedroevend, kinderlijk, pesterig niveau. Ze zijn vaak niet relevant en die combinatie levert je gewoon minnen op. Ik word ook wel eens gemind en dan is mijn eerst actie om even te kijken of ik me misschien teveel heb laten gaan. Vaak is dat zo. Ik pas m'n gedrag dan aan.
Der heerst hier daardoor wel een cultuurtje van welles nietes en jij wel jij niet.

Offtopic
Ik geef hier aan hoe het Karma & moderatiesysteem hier, specifiek werkt. Immers niet iedereen leest die FAQ in zijn geheel of vergeet net dat weer.

Op navraag hoe het vaak precies zes moderaties waren, kreeg ik het antwoord waar ik naar verwijs, van de coördinator frontpagemoderatie.
Ik weer wat wijzer en ik deel graag die informatie weer met anderen.
/on-topic...

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.