Astrobotics Mondlandegerät Peregrine konnte den Mond aufgrund eines Problems mit einem einzelnen Ventil im Antriebssystem nicht erreichen. laut einem am Dienstag veröffentlichten Bericht über die MissionDie Unternehmensleitung erklärte in einer Pressekonferenz, dass die Ingenieure das Ventil neu konstruiert und zusätzliche Redundanz in das Antriebssystem der nächsten Landesonde Griffin eingebaut hätten, um sicherzustellen, dass das Problem nicht erneut auftritt.
Der Bericht stammt von einem Untersuchungsausschuss, der kurz nach Abschluss der Peregrine-Mission im Januar einberufen wurde. Bei dieser Mission traten nur wenige Stunden nach dem Start am 8. Januar Probleme auf, als die Ingenieure das Antriebssystem der Raumsonde zum ersten Mal im Orbit aktivierten.
Zu diesem Zeitpunkt hätten die Treibstoff- und Oxidationsmitteltanks durch Öffnen zweier Druckregelventile (PCVs) mit Helium unter Druck gesetzt werden müssen. Doch Helium begann „unkontrolliert“ durch das zweite Ventil in den Oxidationsmitteltank zu fließen, erklärte Astrobotic-CEO John Thornton während der Pressekonferenz.
„Das führte zu einer erheblichen und schnellen Überdruckbildung im Tank“, sagte er. „Leider platzte der Tank dann und anschließend trat für den Rest der Mission Oxidationsmittel aus.“
Dieses PCV konnte nicht wieder abgedichtet werden, wahrscheinlich aufgrund eines mechanischen Defekts, der durch „vibrationsbedingte Entspannung“ zwischen einigen Gewindeteilen im Ventil verursacht wurde, sagte der Vorsitzende des Prüfungsausschusses, John Horack. Telemetriedaten konnten den Ort und den Zeitpunkt der Anomalie genau bestimmen, und diese Daten stimmten mit der autonomen Sequenz zum Öffnen und Schließen des PCV und der Position des Ventils im Antriebssystem überein. Die Ingenieure konnten den Defekt auch bei Bodentests reproduzieren.
Obwohl das Oxidationsmittelleck weiterhin bestand, gelang es Astrobotics Team, die Raumsonde zu stabilisieren, ihre Batterien aufzuladen und ihre Nutzlast mit Strom zu versorgen. Doch das Problem wurde der Mission letztlich zum Verhängnis. Nach 10,5 Tagen kehrte die Raumsonde zur Erde zurück und verglühte in der Atmosphäre.
Dem 34-köpfigen Prüfungsgremium gehörten 26 interne und acht externe Personen des Unternehmens an. Das Gremium überprüfte nicht nur die während der Mission gesammelten Daten, sondern auch alle Daten aus der Flugqualifikationskampagne und den Komponententests. Am Ende kam es zu dem Schluss, dass die wahrscheinliche Ursache der Fehlfunktion der Ausfall dieses einzelnen Helium-PCV im Antriebssystem war.
Der Vorstand hat außerdem eine Chronologie der Ereignisse erstellt, die zum Scheitern geführt haben. Diese beginnt bereits 2019, als Astrobotic einen ungenannten Lieferanten mit der Entwicklung des Antriebssystems beauftragte. Als dieser Lieferant aufgrund der COVID-19-Pandemie technische Probleme und Probleme in der Lieferkette bekam, beschloss Astrobotic Anfang 2022, den Vertrag zu kündigen und das teilweise montierte Antriebssystem selbst fertigzustellen.
„Zu diesem Zeitpunkt hatten wir bereits entschieden, Griffins Antriebssystem selbst zu entwickeln, um eine stärkere vertikale Integration zu erreichen“, sagte Sharad Bhaskaran, Missionsleiter von Astrobotic. „Wir hatten bereits viele Fähigkeiten entwickelt, um diese Antriebsintegration durchzuführen. … Dadurch wurden auch einige der Risiken des Griffin-Programms eingedämmt, das weitaus komplexer ist als Peregrine.“
Doch die Ingenieure von Astrobotic stießen auf Probleme mit den Antriebskomponenten des ursprünglichen Anbieters – insbesondere den PCVs. Im August 2022 wechselten sie zu einem anderen, ungenannten PCV-Lieferanten, und diese Ventile wurden in der Landesonde installiert.
Eine letzte Reihe von Tests des Antriebssystems ergab Lecks in einem der beiden PCVs – aber nicht in dem, das letztendlich im Orbit leckte. Dieses verlief einwandfrei; das undichte wurde repariert. Bhaskaran räumte zwar ein, dass das zweite PCV aufgrund des Lecks im ersten während der Tests „in unserem Risikoregister als Risiko“ eingestuft wurde, doch die Ingenieure kamen letztlich zu dem Schluss, dass das Versagen gering sei, da der Lander die endgültige Abnahmeprüfung bestanden hatte.
Er begründete den Verzicht auf den Austausch des zweiten PCV damit, dass sich dieses viel weiter im Inneren des Raumfahrzeugs befinde und „umfangreiche chirurgische Eingriffe“ an der Landesonde erforderlich gemacht hätte. Zudem wäre die abschließende Prüfung ungültig geworden und es wären zusätzliche Risiken durch die Demontage und erneute Montage entstanden.
Horack bestätigte, dass die Entscheidungsfindung des Teams durchweg vernünftig war: „Wenn ich mir das Team anschaue und betrachte, was passiert ist, kann ich wirklich feststellen, dass im Vorfeld der Produkteinführung keine Entscheidungen getroffen wurden, bei denen ich gesagt hätte: ‚Hey, ich denke, das hättet ihr anders machen sollen.‘“
Diese Erkenntnisse fließen bereits in die Entwicklung der deutlich größeren Griffin-Landesonde ein, deren Start zum Mond nach derzeitigem Plan vor Ende 2025 erfolgen soll. Neben der Neugestaltung des Ventils haben die Ingenieure einen Regler in das Antriebssystem eingebaut, um den Heliumfluss zu den Treibstoff- und Oxidationsmitteltanks zu regeln, sowie Backup-Verriegelungsventile als zusätzliche Redundanz für den Fall, dass das Problem mit einem PCV erneut auftritt.