Control de giro: Starfish Space utiliza el magnetismo para detener la espiral mortal del satélite

Dos meses y medio después de que la primera misión orbital de Starfish Space estuviera al borde del fracaso debido a que su sistema de acoplamiento de satélites Otter Pup sufrió una caída brusca, la startup con sede en Kent, Washington, dice que detuvo el giro y sigue adelante con los preparativos. para encontrarse con otro satélite.

Los controladores de la misión aún tienen que asegurarse de que Otter Pup esté en buen estado de funcionamiento y aún tienen que identificar un satélite con el que puedan conectarse. Pero el cofundador de Starfish, Austin Link, dijo que el equipo superó el mayor obstáculo: "desarmar" una nave espacial que había estado girando a una velocidad de aproximadamente una revolución por segundo.

"Esta es la primera vez que nosotros, como empresa, hemos hecho algo realmente único y extraordinario en el espacio", dijo Link a GeekWire. “No era lo que nos propusimos hacer con esta misión. Todavía tenemos eso por delante. Pero hacer eso es, para mí, otra prueba de lo emocionado que estoy de poder trabajar con toda la gente increíble que tenemos en Starfish”.

El desafío comenzó poco después de que Otter Pup y docenas de otras naves espaciales fueran enviadas a la órbita terrestre baja por un cohete SpaceX Falcon 9 el 12 de junio. La nave espacial Starfish, que tiene aproximadamente el tamaño de la nevera de un dormitorio, fue diseñada para ser desplegada desde un Remolcador espacial orbital.

Ese remolcador espacial que luego serviría como objetivo para una demostración de meses de duración que muestra cómo Otter Pup (y eventualmente, el Otter de tamaño completo de Starfish) puede encontrarse y acoplarse con otras naves espaciales para realizar mantenimiento.

Desafortunadamente, el remolcador espacial giró rápidamente después de separarse de la etapa superior del Falcon 9, con Otter Pup todavía unido. Los controladores de la misión tomaron la decisión de emergencia de liberar a Otter Pup inmediatamente, pero la nave espacial de Starfish continuó cayendo. La resistencia atmosférica ralentizó un poco esa caída; sin embargo, al equipo de Starfish le preocupaba la capacidad de la nave espacial alimentada por energía solar para recargarse.

"Es desalentador cuando pones tanto esfuerzo en una misión y termina en riesgo", dijo Link. "Quiero decir, el Otter Pup murió dos veces durante el proceso de desmontaje y resultó que volvió a la vida".

Para detener el giro y hacer que los paneles solares apunten nuevamente al sol, los ingenieros de Starfish idearon un algoritmo que utilizó la interacción entre el campo magnético de la Tierra y tres barras de torsión magnetizadas en Otter Pup. Las varillas son básicamente electroimanes que se pueden encender y apagar para ralentizar (o acelerar) la rotación de una nave espacial.

"El campo magnético de la Tierra apunta en una determinada dirección en el espacio, y cuando su satélite gira a través de él, la forma en que necesita girar sus barras de torsión cambia", dijo Link. “Si tienes un retraso de un segundo en tu sistema, bueno, si giras 5 grados por segundo, está bien. Pero si giras 300 grados por segundo, estarás muy lejos de donde pensabas que estaba alineado el campo magnético”.

Los ingenieros de Starfish idearon un código de software que verificaba la alineación del orden de 10 veces por segundo y pasaron semanas probando el código en condiciones espaciales simuladas. "Estábamos tomando decisiones de ingeniería muy rápidas... y luego decías, está bien, esto funcionó o esto no funcionó", dijo Link. "Fue bastante rápido y emocionante, de verdad".

A finales de julio, el equipo cargó el código para una prueba de 30 minutos y esperó los resultados. Link dijo que él y el otro cofundador de Starfish, Trevor Bennett, hicieron una apuesta sobre cuánta mejora notarían después de la prueba. "Terminó justo entre nuestras apuestas", recordó Link.

Tan pronto como pudieron, los ingenieros cargaron otro lote de código para una ejecución de tres horas. Eso redujo la velocidad de giro a cero.

"Logramos que el Otter Pup se estable y apunte hacia el sol y no gire en el camino", dijo Link. "Lo confieso, sucedió mucho más rápido de lo que esperaba que pudiéramos hacerlo".

El equipo de Starfish contó con el apoyo de socios como Astro Digital, que construyó la estructura de Otter Pup para satisfacer los requisitos de Starfish; Advanced Solutions Inc., una subsidiaria de Rocket Lab que contribuyó con parte del software de vuelo a bordo de Otter Pup; y Vast, así como su equipo de Lanzadores, que proporcionó el remolcador espacial Orbiter SN3.

Chris Biddy, cofundador y director ejecutivo de Astro Digital, dijo a GeekWire que rescatar a Otter Pup "fue un gran esfuerzo de recuperación y el más difícil en el que hemos estado involucrados".

"Las cosas pueden volverse muy extrañas y aterradoras cuando un satélite no está bajo el control de tres ejes y gira a velocidades casi 100 veces superiores a lo normal", dijo Biddy en un correo electrónico. “Las temperaturas fuera de lo nominal, la generación de energía y las comunicaciones son grandes amenazas para la supervivencia del satélite en estas condiciones. Haberse recuperado completamente de eso y tener el satélite ahora bajo control de tres ejes es un gran alivio y un testimonio de los equipos involucrados y del diseño del hardware”.

El equipo de Starfish aún necesita determinar si Otter Pup puede hacer las cosas que necesita.

"Nunca fue diseñado para girar tan rápido", dijo Link. “Se encontró con condiciones que pueden haber estirado el satélite de múltiples maneras. Necesitamos probar y encender un montón de piezas diferentes, y ese es un proceso que hemos estado haciendo y continuaremos haciendo. Necesitamos ver si todo funciona de la manera necesaria para que el satélite realice operaciones de proximidad, y tal vez intente acoplarse con otro satélite”.

Starfish también está buscando otro satélite para ocupar el lugar de objetivo de la misión. El objetivo original, el Orbiter SN3, está fuera de escena debido a la anomalía que sufrió.

"Incluso si hacemos ambas cosas bien, eso sólo significa que podremos realizar la misión inicial, que ya era una misión realmente desafiante", dijo Link. “Así que definitivamente tenemos obstáculos por delante. Pero de una manera extraña, es emocionante. … Al ingeniero que hay en ti le encanta resolver problemas increíblemente difíciles”.

A medida que continúa la saga Otter Pup, Link tiene en mente el panorama más amplio.

"Es un gran momento para que el equipo desactive los satélites y lo que eso significa como logro técnico", dijo. “Pero también es un gran momento porque tenemos la oportunidad de continuar con nuestra misión Otter Pup. Si somos capaces de bailar alrededor de otro satélite, o incluso acoplarnos a otro satélite, entonces eso allanará el camino para la Nutria en el futuro, y allanará el camino para que se convierta en algo más regular y común para los humanos interactuar con satélites. en órbita”.

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