Zaczęło się od ferii zimowych. Zakończyło się niefortunną misją na Księżyc.

Grupa studentów z Carnegie Mellon University w Pittsburghu udała się w zeszłym miesiącu na Florydę podczas przerwy zimowej.

Studenci, z których wielu przygotowuje się na inżynierów i naukowców, pojechali tam, aby obejrzeć start rakiety, która miała wysłać na Księżyc mały, 4,8-funtowy robotyczny łazik, którego pomogli zbudować. Potem, mając nadzieję, że spędzą trochę czasu na słońcu i zabawie, wynajęli duży dom zaledwie trzy przecznice od plaży.

Ich podróż nie przebiegła zgodnie z planem.

„Nigdy nie widzieliśmy plaży” – powiedział Nikołaj Stefanow, student ostatniego roku fizyki i informatyki.

Łazik o nazwie Iris skierował się w stronę Księżyca zgodnie z planem, wykonując doskonały lot inauguracyjny nowej rakiety Vulcan. Jednak statek kosmiczny przewożący łazik uległ awarii wkrótce po wystrzeleniu, więc uczniowie zamienili wynajęty dom w tymczasowe centrum kontroli misji, improwizując, jak najlepiej wykorzystać lot nieszczęsnego łazika.

„Mieliśmy misję” – powiedział Connor Colombo, główny inżynier w Iris. „Nie była to praca, o której marzyliśmy. I właściwie to prawdopodobnie uczyniło ją bardziej interesującą, ponieważ musieliśmy dużo przemyśleć i jestem naprawdę wdzięczny, że mogłem to zrobić. „

Rakieta Vulcan zbudowana przez United Launch Alliance wystartowała 8 stycznia. Na pokładzie tej rakiety znajdował się Peregrine, komercyjny lądownik księżycowy zbudowany przez firmę Astrobotic Technology z Pittsburgha. Był to pierwszy od ponad 50 lat amerykański statek kosmiczny wystrzelony w celu delikatnego lądowania na powierzchni Księżyca.

Na pokładzie Peregrine znajdował się statek Iris, mniej więcej wielkości pudełka po butach, zaprojektowany i zbudowany przez studentów Uniwersytetu Carnegie Mellon. Był to jeden z ładunków tej misji robotycznej; Głównym klientem Astrobotic była NASA, która wysyłała kilka eksperymentów w ramach przygotowań do wysłania astronautów na Księżyc w nadchodzących latach.

Dla uczniów wycieczka na Florydę miała być zabawnym spokojem podczas przerwy zimowej, aby uczcić fakt, że Iris po latach wysiłków i czekania w końcu poleci w kosmos.

„Wypełniliśmy plan podróży innymi ciekawymi rzeczami” – powiedziała Carmine Talento, starszy pracownik, który pełnił funkcję kierownika obsady misji IRIS.

Projekt IRIS rozpoczął się w 2018 roku jako zajęcia licencjackie dla Reeda Whittakera, profesora robotyki na Uniwersytecie Carnegie Mellon. Uczniowie otrzymali zadanie: umieścić mały pojazd na powierzchni Księżyca.

Doktor Whitaker był współzałożycielem firmy Astrobotic dziesięć lat temu jako uczestnik konkursu Google Lunar X Prize, w ramach którego zaoferowano 20 milionów dolarów na pierwszy projekt finansowany ze środków prywatnych, mający na celu wysłanie statku kosmicznego na Księżyc. Żaden z zawodników nie dotarł na platformę startową przed zakończeniem zawodów w 2018 roku.

Astrobotic jest obecnie jedną z wielu firm, które wierzą, że dostawa na Księżyc przyniesie zyski. (Inna z tych firm, Intuitive Machines z Houston, zamierza w przyszłym tygodniu wystrzelić swój statek kosmiczny na Księżyc.) Dr Whitaker zauważył, że te komercyjne projekty dają możliwość przeprowadzenia niedrogich misji księżycowych, takich jak te, o stworzenie których poprosił swoich studentów. .

Chociaż dr Whittaker nie jest już bezpośrednio związany z Astrobotic, rozmawiał z przedstawicielami firmy na temat rozmiaru, wagi i ograniczeń tego, co może pasować do Peregrine. To sprawiło, że łazik stał się prawdziwym problemem inżynieryjnym dla jego klasy.

„Znałem już wysokość nad ziemią osprzętu, a następnie startu oraz to, jak wysoko musiał unieść się nad ziemią” – powiedział dr Whittaker. „Będzie zatem możliwe obliczenie energii i dynamiki uderzenia, które mogą dotyczyć lądowania w stabilnej pozycji lub wywrócenia się w przypadku uderzenia w niewłaściwą skałę”.

Kolejne klasy uczniów stworzyły i poprawiły projekt, a następnie zbudowały i przetestowały pojazd. Inni studenci również dołączyli, aby ćwiczyć pracę w kontroli misji lub wykonywanie innych zadań.

Po serii opóźnień rakieta Vulcan wreszcie dotarła na stanowisko startowe w styczniu.

Niektórzy studenci Carnegie Mellon pojechali na Florydę. Inni podróżowali pickupem, jadąc prawie 1500 km na południe od Pittsburgha. Niektórzy byli studenci, którzy pracowali przy łaziku i ukończyli studia, również wzięli udział w pielgrzymce. (Pan Colombo, główny inżynier, ukończył studia w 2021 r. i obecnie pracuje w Astrobotic.)

Mieli pozostać w domu wakacyjnym przez cztery dni na wypadek opóźnienia startu z powodu złej pogody lub awarii technicznej.

Trudna i stresująca część ich misji – uruchomienie łazika przed wyczerpaniem się akumulatora za dwa–trzy dni – powinna była nastąpić w przyszłości, po wylądowaniu Peregrine’a w lutym. 23. Bliska strona Księżyca, w miejscu znanym jako Sinus Viscositatis, czyli Zatoka Lepkości.

Do tego czasu dobiegnie końca przerwa zimowa i wrócą do Carnegie Mellon, gdzie na zmianę będą pracować pomiędzy semestrami wiosennymi a okresami pracy w ośrodku kontroli misji, który uniwersytet zbudował na potrzeby tych i przyszłych misji kosmicznych.

Rakieta Vulcan wystartowała bez żadnych incydentów. Niecałą godzinę później Peregrine oddzielił się od górnego stopnia rakiety w drodze na Księżyc.

Ale wkrótce potem Astrobotic ogłosił na kanale X, że miało miejsce „anomalne wydarzenie”. Później tego samego dnia firma oznajmiła: „Obecnie oceniamy alternatywne profile misji, które mogą być obecnie możliwe”.

Inżynierowie astrobotyczni uważają, że wadliwy zawór nie zamknął się całkowicie, co spowodowało pęknięcie jednego ze zbiorników statku kosmicznego. Gdy paliwo wyciekło w przestrzeń kosmiczną, zniknęła możliwość lądowania Peregrine'a na Księżycu.

„Wtedy pojawiło się pytanie: OK, co możemy teraz zrobić?” powiedział pan Stefanow, który kierował kontrolą misji łazika. „W ogóle się nie martwiliśmy. Myślę, że w pewnym sensie byliśmy podekscytowani. „

W wynajętym domu „rozstaliśmy się i podzieliliśmy części domu, aby odłożyć pewne rzeczy”, Mex. – powiedział Talinto. „W salonie mieliśmy stół, który służył jako główne miejsce operacyjne, gdzie mieliśmy kilka laptopów, a telewizor przenieśliśmy z innego pokoju, aby pełnił funkcję drugiego monitora. To było nasze główne pomieszczenie dowodzenia.”

W domu było do 30 osób, Mix. – powiedział Talinto.

Ze względów bezpieczeństwa mieszkańcy Florydy nie mogli uzyskać bezpośredniego dostępu do systemów statku kosmicznego przez Internet. Zamiast tego prosta załoga z Carnegie Mellon University służyła jako pośrednik, przekazując wiadomości między menedżerami statku kosmicznego Peregrine w siedzibie Astrobotic w Pittsburghu a domem na plaży.

„Jakoś się udało” – powiedział pan Colombo.

Po kilku dniach misji Astrobotic zaczął dostarczać energię do ładunków takich jak Iris. Raewyn Duvall, absolwentka inżynierii elektrycznej i komputerowej, która pełniła funkcję kierownika programu w firmie Iris, pamięta, jak oglądała ekran wideo, gdy łazik zaczął nadawać dane telemetryczne. „Nie powiedzieli nam, że w tym momencie wzbudzili nasze zainteresowanie, więc było to nieoczekiwane bicie serca” – powiedziała pani Duvall.

Następnie zespół IRIS rozpoczął obsługę systemów na łaziku, takich jak komputer i komunikacja dwukierunkowa, które pierwotnie miały działać dopiero po dotarciu na Księżyc.

Kiedy wynajem domku na plaży dobiegł końca, uczniowie wrócili do Pittsburgha, aby kontynuować zadanie. I 18 stycznia było już po wszystkim.

Trasa Peregrine'a ma jednokrotnie okrążyć Ziemię, zanim powróci na spotkanie z Księżycem. Jednak wyciek paliwa spowodował, że statek kosmiczny znalazł się na kursie kolizyjnym z Ziemią. Biorąc pod uwagę uszkodzony stan układu napędowego, NASA przekonała Astrobotics, że najlepszym podejściem jest umożliwienie Peregrine'owi ponownego wejścia do atmosfery i spalenia.

Nie będzie kolejnej Eris, ale zostaną zbudowane inne misje księżycowe przy udziale studentów Uniwersytetu Carnegie Mellon. Jeden jest księżycowy strażnik, Nieco większy łazik, mniej więcej wielkości walizki i ważący siedem funtów. Będzie szukać śladów wody w pobliżu południowego bieguna Księżyca.

Tej wiosny na Uniwersytecie Carnegie Mellon odbędzie się kolejny kurs robotyki kosmicznej. „Wiemy zatem, że nad następującymi projektami pracuje grupa osób” – powiedziała pani Duvall.