Lucy continue de stabiliser son système solaire avant de voler en octobre

Alors que la première moitié de 2022 touche à sa fin, les équipes de la NASA continuent de travailler pour résoudre le problème des panneaux solaires pour le vaisseau spatial Lucy après son lancement en octobre 2021. Lucy est une mission unique en son genre pour visiter plusieurs astéroïdes au L4 de Jupiter. et L5 points de Lagrange. Actuellement, Lucy vole avant de s’envoler vers la Terre pour la première fois en octobre 2022.

La mission sœur de Lucy, Psyche, avait des problèmes de compatibilité qui ont retardé le lancement de No-Earlier-Than (NET) en juillet 2023. Psyche est une autre mission qui est la première du genre à orbiter autour du corps principal de la ceinture d’astéroïdes, Psyche 16. Lucy et Psyche travaillent dans le cadre du programme Discovery de la NASA.

Mise à jour de Lucy

La mission Lucy a débuté le 16 octobre 2021, suite au lancement parfait de la fusée United Launch Alliance (ULA) Atlas V 401.. Après le coup de pouce apporté par Atlas V, Lucy s’est séparée de Centaur 58 minutes après le lancement. Lucy est alors prête à lancer ses deux panneaux solaires. L’un a été complètement levé comme prévu, cependant, un n’a été que partiellement levé et n’a pas réussi à attraper.

Lancement de l’Atlas V 401 avec Lucy (Crédit : Stephen Marr pour NSF)

Lockheed Martin a construit le vaisseau spatial Lucy dans les installations de Waterton au Colorado. Au lancement, Lucy a ramassé 1 550 kg avec une largeur de 14,25 m et une hauteur de 7,2 m. Les panneaux solaires circulaires jumeaux de Lucy mesurent 7,3 mètres de diamètre et produiront un maximum de 504 watts de puissance à leur point le plus éloigné du soleil.

Après avoir analysé les données sur le panneau solaire, il a été découvert que le panneau était d’environ 95 % de son schéma de diffusion. Malgré ce problème, le panneau solaire génère suffisamment d’énergie pour accomplir la mission principale de Lucy – mais il existe toujours des risques pour le panneau solaire en raison de son état non rempli.

L’un des risques pour le générateur solaire était le potentiel de brûlures majeures du moteur causant des dommages au générateur. En utilisant le panneau solaire, la corde qui aide à ouvrir le panneau le maintenait stable. Un autre avantage de la manœuvre de secours est la manœuvre de correction de trajectoire (TCM)-1, qui a été annulée en raison de la précision d’Atlas V.

Depuis son lancement, le vaisseau spatial fonctionne dans son propre mode de croisière. Le mode croisière est utilisé pendant la partie extérieure de la croisière et permet une grande indépendance pour Lucy. En mode croisière, les instruments scientifiques sont éteints car ils ne sont pas nécessaires pendant cette partie du voyage. De multiples brûlures mineures ont été effectuées pour modifier légèrement sa trajectoire.

Au début de la mi-novembre 2021, les trois outils de base de Lucy étaient temporairement opérationnels pour effectuer les rappels de systèmes. Une fois toutes les vérifications terminées, les appareils ont été éteints et le vaisseau spatial fonctionnait normalement.

Alors qu’il reste un an entre le lancement et le premier vol avec la Terre, les équipes au sol ont mis ce temps à profit pour résoudre le problème du panneau solaire. En décembre 2021, la NASA a découvert que le problème était très probablement causé par un échec de la corde à s’enrouler comme prévu. Des tests ultérieurs ont montré que 20 à 40 pouces de la corde de 290 pouces de long devaient encore être tirés. L’évaluation a été complétée pour mieux comprendre la question des panneaux solaires.

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Le test au sol a permis à la NASA d’identifier davantage d’opérations d’entraînement Solar Array nécessaires pour augmenter la probabilité d’attraper le Lucy Solar Array. L’équipe a recommandé plus de tests avant d’aller de l’avant avec le problème de la matrice.

Du côté des engins spatiaux, les opérations impliquaient de charger et de décharger plusieurs batteries tout en pointant dans des directions différentes. En utilisant l’entraînement des panneaux solaires et le mouvement des engins spatiaux, les panneaux ont été dirigés vers la Terre, puis vers le Soleil et de nouveau vers la Terre. Cela a permis aux batteries d’être chargées, déchargées et rechargées pour comprendre les circuits des panneaux solaires.

La compréhension des matrices a permis à l’équipe de recueillir des informations sur deux des 10 ponts sans données préalables. Les gores sont des bandes individuelles de panneaux solaires qui composent le réseau. Ces données ont permis aux équipes de confirmer que les ponts étaient ouverts et produisaient de l’électricité.

Au début de la nouvelle année, Lucy a continué à fonctionner parfaitement avec les deux baies produisant suffisamment de puissance. Lucy a subi des opérations de routine, y compris le guidage, la navigation et le contrôle (GNC) pour s’assurer que le vaisseau spatial est orienté avec précision.

Les équipes étudiaient plusieurs idées pour résoudre le problème de la matrice ou laisser la matrice dans son état actuel. L’idée de base pour résoudre le problème du générateur était d’utiliser les moteurs principal et de secours pour terminer le déploiement du générateur solaire. En avril 2022, la NASA a décidé d’aller de l’avant avec une solution au problème des panneaux solaires.

En utilisant les deux moteurs, les équipes ont commencé un plan en deux étapes pour réparer le panneau solaire. La première étape consiste à tirer la corde restante et à vérifier que les tests en vol et au sol sont cohérents. Tirer sur la corde aide à stabiliser la matrice tout en lui donnant plus de tension. La deuxième étape résoudra le problème et permettra à la matrice de s’installer.

Les opérations de l’étape 1 ont commencé comme prévu le 9 mai avec la mise en cache mise en œuvre. Pour terminer la première étape, le bobinage est effectué en peu de temps pour éviter la surchauffe. L’analyse des données a montré que les moteurs fonctionnaient comme prévu en tirant sur la corde. Un autre ensemble de poulies cinétiques a été achevé les 12 mai, 26 mai, 9 juin et 16 juin, augmentant la tension et la stabilité.. Bien qu’aucun verrou ne soit complet, une tension et une stabilité accrues augmentent les chances que la matrice soit complètement déployée.

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Le 21 juin, Lucy a suivi le cours TCM pour se préparer à son premier vol sur Terre.

Après la tentative du 16 juin, le cluster est estimé entre 353 et 357 par rapport à sa propagation prévue à 360 degrés. La matrice étant désormais plus stable, les équipes sont convaincues que le groupe peut répondre aux besoins de la mission dans sa position actuelle.

D’autres tentatives de publication sont actuellement suspendues alors que Lucy entre dans une période planifiée de contacts limités. Dans la position actuelle de Lucy vers la Terre et le Soleil, les contraintes thermiques rendent actuellement le vaisseau spatial incapable de communiquer avec son antenne à gain élevé. Lucy communiquera avec son antenne à faible gain jusqu’à ce que la Terre vole le 16 octobre.

Une fois que Lucy est hors de contact limité, les équipes auront plus d’occasions de cacher la corde si la mission est nécessaire.

Lucy a des prochaines années chargées après avoir survolé la Terre en octobre 2022. En décembre 2024, Lucy effectuera un deuxième vol, envoyant le vaisseau spatial en voyage vers les astéroïdes troyens de Jupiter. Lucy visitera sept astéroïdes lors d’une mission historique de 12 ans.

Mise à jour automatique

La mission Lucy fait partie du programme Discovery Missions de la NASA. Lucy a été sélectionnée dans le cadre du programme en janvier 2017 avec l’affectation sœur Psyché. En tant que 14e mission du programme, Psyché est une autre mission qui est la première du genre. Psyché visitera un gros astéroïde situé dans la ceinture d’astéroïdes, 16 Psyché.

Le vaisseau spatial Psyche est construit par Maxar à l’aide d’une plate-forme satellite de classe 1300. Cette mission est la première fois qu’un vaisseau spatial de classe 1300 est utilisé pour mener une mission interplanétaire. Pour cette mission, Psyche utilise le châssis Solar Electric Propulsion (SEP), le plus petit et le plus léger de la classe 1300.

Maxar a terminé le bus du vaisseau spatial et l’a livré au JPL en mars 2021. Au JPL, le vaisseau spatial a terminé l’assemblage final et les tests. En septembre 2021, les sept appareils ont été installés sur le vaisseau spatial. Cela a permis une série de tests avant sa livraison en Floride.

La NASA commence les derniers préparatifs à bord du vaisseau spatial Psyche au KSC. (crédit : NASA)

Cette série de tests a permis au vaisseau spatial de simuler l’expérience vécue lors du lancement et dans l’espace. Psyche a effectué plusieurs tests majeurs, notamment un test de vide thermique, un test de son et de vibration et un test électromagnétique. D’autres tests ont été effectués avec la publication de Psyche’s Dual Solar Arrays.

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Fin avril 2022, Psyche a été livré au Kennedy Space Center (KSC). Pendant son séjour au KSC, il a été transféré à l’installation de service de charge utile dangereuse pour commencer les derniers préparatifs de pré-lancement. Ces préparatifs comprennent la réinstallation de panneaux solaires et radio, le test de systèmes de communication, le chargement de propulseurs à bord et leur encapsulation au Falcon Heavy Load Show.

Les préparatifs allaient bien jusqu’à ce qu’un problème avec le logiciel soit découvert lors des tests. Ce problème logiciel empêchait de confirmer que le logiciel fonctionnait comme prévu. En raison de ce problème, la sortie de Psyché a été reportée au plus tard au 20 septembre 2022.

Cela a lancé une course pour résoudre le problème afin de respecter la fenêtre de lancement en 2022. Cependant, le temps a manqué et le 24 juin 2022, La NASA annonce que Psyché ne fera pas de fenêtre en 2022. Le retard a été causé par des retards dans la livraison des programmes de vol et de l’équipement de test de l’engin spatial.

Il a été découvert que le problème initial était un problème de compatibilité entre le logiciel GNC et les émulateurs de test du logiciel. Assurer le fonctionnement du programme GNC garantit une grande confiance dans le succès de la mission. Psyche GNC sera utilisé pour contrôler la direction et pointer l’antenne vers le sol.

Lors du débogage et de la résolution du problème, la NASA n’a pas laissé suffisamment de temps pour tester le logiciel. Une équipe d’évaluation indépendante sera mise en place pour examiner les prochaines étapes de la mission de Psyché.

Psyche a des fenêtres de lancement jusqu’en 2023 et 2024, cependant, le retard fera que le vaisseau spatial atteindra 16 Psyche en 2029 ou 2030, respectivement.

Le Falcon Heavy a lancé la mission Arabsat 6A en avril 2019 (Crédit : Nathan Barker pour NSF)

Pour un lancement en 2022, Psyche devait lancer un tout nouveau modèle Falcon Heavy (B1072, B1074 et B1075) avec mission de covoiturage, Janus. Avec des retards jusqu’en 2023, la NASA travaillera avec SpaceX pour déterminer ce qui arrivera à la fusée. Janus subira un autre examen pour déterminer son lancement et sa mission.

Psyché n’est pas la première mission Discovery à rencontrer un retard qui manque sa fenêtre. Le vaisseau spatial Insight de la NASA devait être lancé en 2016, mais en raison de problèmes de test de matériel, il a été retardé. Il a été lancé avec succès en mai 2018 et a atterri en novembre de la même année. Aujourd’hui, Insight est dans ses derniers jours alors que ses niveaux de puissance diminuent.

Actuellement, les équipes de Psyché sont convaincues qu’elles respecteront le lancement de 2023. Actuellement, il y a deux fenêtres disponibles pour Psyché en juillet et septembre 2023.

(PHOTO DU HAUT : Lucy subit un test de panneaux solaires. Crédit : Lockheed Martin)

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