Final de ancheta pentru Intelsat 19 : cauza defectiunii a fost o explozie la unul din panourile solare
21-01-2013 11:08
Relatam anul trecut despre o serie de probleme in care fusese implicata platforma LS 1300 a lui Space Systems/Loral, un standard pe care compania a construit multi sateliti de telecomunicatie pentru operatorii comerciali.

SES 4 si apoi Intelsat 19 fusesera lansati cu succes in 2012, aparent fara probleme din partea rachetei, insa dupa separare nu reusisera sa isi desfaca corect panourile solare. Gratie eforturilor depuse de inginerii de la sol satelitii devenisera operabili in final,  dar nu fusese gasita o explicatie pentru aceasta anomalie. Pentru ca problema parea sistematica, a fost declansata o ancheta de amploare. Consecinta:  in prima parte a anului 2012, mai multi sateliti comerciali construiti pe platforma LS 1300 au fost tinuti la sol, pentru ca prezentau un risc ridicat in privinta panourilor solare.

Sa vedem insa ce s-a intamplat si cum a decurs ancheta.
SS/L din Palo Alto, California introducea la mijlocul anilor 1980 platforma 1300 in ideea unei constructii modulare care sa permita adaptarea usoara la diverse scenarii de lucru pentru platforme comerciale de telecomunicatie si nu numai.
De-a lungul timpului au fost dezvoltate mai multe versiuni ale acestei platforme : 1300E, 1300HL, 1300S, 1300X. Greutatea acestor versiuni a variat intre 5.5 si 6.7 tone, iar puterea intre 5 si 25 kW, permitand instalarea a 12 – 150 de transpondere.
Panourile solare sunt dezvoltate ‘in casa’, dar o parte din componentele folosite pe platforma LS 1300 vin de la furnizori. Printre ele mecanismul de rotatie si cel de desfacere a panourilor solare care sunt cumparate de la firma Moog Inc. Un catalog detaliat cu produsele lor si caracteristicile tehnice mai jos:
LINK
 

 

Statistica arata 13 anomalii in istoria platformei LS 1300:
-Echostar 5 care a suferit defectiuni la rotile de reactie
-Echostar 6 care a suferit defectiuni la motoarele de la bord
-Telstar 14 ale carui panouri solare nu s-au desfacut dupa lansare
-Telstar 14R deasemenea defectiuni la mecanismul de desfacere a panourilor solare
-Goes 9 (un satelit NOAA)cu  defectiuni la rotile de reactie
-Pas 6 al carui sistem de generare a energiei electrice s-a defectat complet
-Pas 7 care a inregistrat o scadere cu 25% a puterii generate
-Intelsat 7 a carui putere generata a scazut deasemenea, mult mai repede decat era asteptat
-Galaxy 26 (Telstar 6) cu defectiuni la procesorul de bord
-Galaxy 27 (Telstar 7) cu defectiuni la mai multe sisteme electronice
-DirecTV 6 ale carui echipamente electronice au fost afectate de o furtuna solara in 1997 ; printre ele 3 transpondere si unul din panourile solare
-SES 4 cu probleme la sistemul de desfacere a panourilor solare, probleme care au fost ulterior remediate
-Intelsat 19 – ultimul din seria de anomalii

Problemele la sistemul de panouri solare de pe LS 1300 au fost semnalate prima data in 2004, pe Telstar 14, si au revenit mai tarziu, in 2011, pe Telstar 14R.
Telstar 14 fusese lansat de o racheta Zenit 3SL a lui Sea Launch si a intrat in operare cu capacitate redusa (doar unul din panourile solare a fost desfacut).
Telstar 14R a fost pus pe orbita de o racheta Proton M Breeze M a operatorului ILS. Ca si in cazul precedent, doar unul din panourile solare s-a desfacut, iar satelitul a intrat in operare deasemenea la capacitate redusa.
In ciuda acestor probleme, lansarile satelitilor construiti pe acest standard au continuat nestingherite pana in 2012, de fiecare data ancheta interna a celor de la SS/L concluzionand ca este vorba de cazuri izolate. Cercul vicios era alimentat si de impsibilitatea de a dovedi vreo culpa a uneia dintre parti sau vreo conexiune intre incidente, astfel ca societatile de asigurari au platit de fiecare data compensatii financiare, fara sa puna intrebari suplimentare.
A venit apoi randul lui SES 4, lansat de ILS cu ajutorul rachetei Proton M Breeze M in februarie 2012, sa sufere de aceeasi problema. Inginerii au reusit in final, dupa multe eforturi sa desfaca si cel de al doilea panou solar, zgaltaind la propriu satelitul, cu ajutorul motoarelor sale. Din fericire, satelitul a devenit astfel complet operational.

Lansare SES 4
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20120218105352

Dupa lansarea lui IS 19, care a fost al patrulea caz de acest gen, era clar pentru toata lumea ca se discuta de o defectiune sistematica. In prima faza, vina a fost data pe lansatorul Sea Launch, intrucat acesta abia se intorsese la zbor dupa o pauza prelungita si fusese implicat si in incidentul din 2004 al lui Telstar 14 cu o semnatura foarte asemanatoare in date. In timpul ascensiunii, foarte aproape de momentul de presiune dinamica maxima, senzorii de presiune si microfoanele montate in interiorul capsulei de protectie, au inregistrat o anomalie in telemetrie.
Satelitul IS 19 s-a separat cu succes si a fost pus in functiune, insa de la primele date s-a constatat ca o parte a unuia din panouri nu mai functioneaza.  Unul din cablurile electrice se desprinsese in timpul socului de vibratie/presiune inregistrat in capsula de protectie si ulterior s-a speculat ca el a lovit panoul, spargand cateva randuri de celule solare.

Problemele satelitului IS 19 afecteaza in lant programul lansarilor comerciale din iunie
http://www.spacealliance.ro/articles/view.aspx?id=20120611033242

Era vorba de al doilea eveniment cu o racheta Zenit, iar cei de la Sea Launch nu au fost foarte bucurosi sa accepte ca vina a fost a lor. A fost organizata asadar o comisie de investigatie condusa de experti independenti, din care faceau insa parte ingineri ai lui Sea Launch si ai lui SS/L. Rezultatele ‘Independent Oversight Board (IOB)’ asa cum s-a numit comisia, au fost facute publice la sfarsitul lunii decembrie si au pus practic capat unei anchete intinse pe mai bine de 8 ani. Analiza datelor din timpul lansarii a exclus vina lansatorului, in schimb a pus sub lupa conceptul de proiectare si constructie a panourilor solare la fabrica din Palo Alto.

http://ssloral.com/html/pressreleases/pr20121219.html

Se pare ca in procesul de fabricatie, panourile solare au fost lipite mult prea strans la capetele lor si nu la fel de bine pe suprafata. Sigilarea practic, a dus la impiedicarea ventilarii gazelor ramase in interiorul panoului, iar la iesirea in spatiu, acolo unde presiunea este scazuta, panourile solare s-au bombat excesiv si au explodat. Pentru a intelege mai bine sa explicam foarte pe scurt procesul de fabricatie al unui panou solar.
 
 

Panourile solare de pe sateliti sunt construite din straturi succesive de materiale, asezate pe o structura rigida de aluminiu de tip fagure, asa cum arata imaginea de mai jos. Tehnologia folosita la ora actuala pentru celulele solare este tripla jonctiune Ga-As, iar eficienta a urcat pana la 27-30%.

 
Cazul de fata este poate un exemplu elocvent de management prost si de lipsa de transparenta, o situatie cu care din pacate se confrunta multe companii comerciale, acolo unde secretomania este de multe ori peste nivelul sectorului militar. SS/L a pierdut practic 8 ani si cateva zeci de milioane de dolari pe investigatii fara rezultat, incercand in zadar sa gaseasca cauzele defectiunilor la satelitii sai. Poate cea mai rea insa a fost pierderea la capitolul imagine pentru ca in acest domeniu increderea clientilor se construieste in zeci de ani. Alaturi de ei au avut de suferit si operatorii Telstar si Intelsat, ai caror sateliti vor avea o durata mai scurta de viata si nu vor putea oferi toate serviciile pentru care au fost trimisi in spatiu (vorbim de o pierdere estimata la 422 milioane de dolari).
Nu a fost insa singura actiune gresita a managementului SS/L din ultima vreme.

LS1300 revenea la zbor o data cu satelitul Echostar 17 (la bordul rachetei Ariane 5), insa in acelasi timp Space Systems/Loral era acuzata si ulterior actionata in justitie de Viasat (pentru care construise si lansase satelitul Viasat 1 anul trecut). Acuzatiile Viasat se refereau la copierea si implementarea pe Echostar 17 (al competitorului sau Hughes Network), a sistemului de comunicatie dezvoltat special de Viasat Inc. pentru satelitul sau Viasat 1.
Space Systems/Loral se folosise de pozitia sa de contractor principal pentru ambele companii, pentru a avea acces la documentatia Viasat si pentru a vinde mai tarziu conceptia, in nume propriu, catre Hughes Network.

Cum se intampla de cele mai multe ori, actiunea in instanta a venit prea tarziu pentru a mai bloca satelitul Echostar 17 care era deja gata de lansare, insa repercursiunile indirecte asupra lui SS/L au fost importante. Compania era pasibila de penalitati mari intr-o perioada nu foarte favorabila in care se confrunta cu probleme tehnice. Sub aceasta perspectiva, managementul si actionarii au decis sa faca un artificiu si sa cedeze actiunile canadienilor de la MDA Corporation (MacDonald Dettwiler) contra sumei de 875 milioane de dolari. MDA este azi asadar, proprietarul de drept al companiei SS/L.

SS/L are o istorie lunga, intinsa pe mai mult de 50 de ani. Pana la aceasta tranzactie, SS/L era o subsidiara a concernului Loral Space & Communications care detine in plus 64% din grupul Telesat Canada si 56% din grupul XTAR in care are ca partener concernul spaniol HISDESAT (fondat de Hispasat S.A si Spanish Ministry of Defence).
Compania activeaza, in forma sa de astazi, dupa ce in 1990 grupul Loral cumpara divizia Space Systems Division de la Ford Aerospace contra sumei de 715 milioane de dolari.
Acum ea a ajuns la un numar de 2400 de angajati permanenti si 150 de colaboratori. In 2011 SS/L a avut incasari de 1.1 miliarde de dolari.

Space Systems/Loral a construit in cele cinci decade de activitate mai mult de 220 de sateliti, pentru clienti comerciali sau guvernamentali din intreaga lume. Beneficiari ai serviciilor companiei din Palo Alto, California, au fost Globalstar, Hisdesat, Hispasat, Hughes Network Systems, ICO, Intelsat, Japan's Ministry of Transport and Civil Aviation Bureau,  Telesat, TerreStar Networks, ViaSat, WildBlue Communications , XTAR, APT Satellite, AsiaSat, Asia Broadcast Satellite, DIRECTV, DISH Networks, EchoStar, the National Oceanic & Atmospheric Administration (NOAA), Optus (SingTel), SatMex, SES, Thaicom sau Sirius XM Radio.

Credit Intelsat


jQuery Menu by Apycom