Les panneaux solaires massifs de Lucy ont terminé leur première série de tests de déploiement en janvier 2021 dans une chambre à vide thermique à Lockheed Martin Space. Crédit :Espace Lockheed Martin
Après le lancement réussi du vaisseau spatial Lucy de la NASA le 16 octobre 2021, un groupe d'ingénieurs s'est réuni autour d'une longue table de conférence à Titusville, en Floride. Lucy n'était qu'à quelques heures de son vol de 12 ans, mais un défi inattendu s'était présenté pour la toute première mission d'astéroïdes troyens.
Les données ont indiqué que l'un des panneaux solaires de Lucy alimentant les systèmes du vaisseau spatial - conçu pour se déployer comme un ventilateur à main - ne s'était pas complètement ouvert et verrouillé, et l'équipe cherchait quoi faire ensuite.
Les équipes de la NASA et des partenaires de la mission Lucy se sont rapidement réunies pour dépanner. Au téléphone, des membres de l'équipe de la zone de soutien de mission de Lockheed Martin à l'extérieur de Denver, qui étaient en contact direct avec le vaisseau spatial.
La conversation était calme, mais intense. À une extrémité de la pièce, un ingénieur était assis, les sourcils froncés, pliant et dépliant une assiette en papier de la même manière que fonctionnent les énormes panneaux solaires circulaires de Lucy.
Il y avait tellement de questions. Qu'est-il arrivé? Le tableau était-il ouvert du tout ? Y avait-il un moyen de le réparer? Lucy serait-elle capable d'effectuer en toute sécurité les manœuvres nécessaires à l'accomplissement de sa mission scientifique sans déploiement complet ?
Avec Lucy accélérant déjà son chemin à travers l'espace, les enjeux étaient élevés.
En quelques heures, la NASA a réuni l'équipe d'intervention en cas d'anomalie de Lucy, composée de membres du Southwest Research Institute (SwRI) à Austin, Texas; les opérations de mission dirigent le Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland; le constructeur d'engins spatiaux Lockheed Martin; et Northrop Grumman à San Diego, concepteur et constructeur de systèmes de panneaux solaires.
"Il s'agit d'une équipe talentueuse, fermement engagée dans le succès de Lucy", a déclaré Donya Douglas-Bradshaw, ancienne chef de projet Lucy de la NASA Goddard. "Ils ont le même courage et le même dévouement qui nous ont permis de réussir le lancement lors d'une pandémie unique dans une vie."
Unis dans leur quête pour s'assurer que Lucy atteigne son plein potentiel, l'équipe a commencé une plongée approfondie exhaustive pour déterminer la cause du problème et développer la meilleure voie à suivre.
Étant donné que le vaisseau spatial était par ailleurs parfaitement sain, l'équipe ne se précipitait pas.
"Nous avons une équipe incroyablement talentueuse, mais il était important de leur donner le temps de comprendre ce qui s'était passé et comment aller de l'avant", a déclaré Hal Levison, chercheur principal de Lucy au SwRI. "Heureusement, le vaisseau spatial était là où il était censé être, fonctionnant normalement et, surtout, sûr. Nous avions le temps."
Restant concentrée pendant de longues journées et nuits, l'équipe a étudié les options. Pour évaluer la configuration du panneau solaire de Lucy en temps réel, l'équipe a tiré des propulseurs sur le vaisseau spatial et a recueilli des données sur la façon dont ces forces faisaient vibrer le panneau solaire. Ensuite, ils ont introduit les données dans un modèle détaillé de l'assemblage du moteur du tableau pour déduire la rigidité du tableau de Lucy, ce qui a permis de découvrir la source du problème.
Enfin, ils se sont rapprochés de la cause profonde :une longe conçue pour ouvrir l'énorme panneau solaire de Lucy était probablement enroulée sur sa bobine en forme de bobine.
Après des mois de brainstorming et de tests supplémentaires, l'équipe de Lucy s'est mise d'accord sur deux voies possibles.
Dans l'un, ils tireraient plus fort sur la longe en faisant fonctionner le moteur de déploiement de secours de la matrice en même temps que son moteur principal. La puissance des deux moteurs devrait permettre à la longe coincée de s'enrouler davantage et d'engager le mécanisme de verrouillage de la matrice. Bien que les deux moteurs n'aient jamais été conçus pour fonctionner en même temps, l'équipe a utilisé des modèles pour s'assurer que le concept fonctionnerait.
Deuxième option :utiliser la baie telle qu'elle était :presque entièrement déployée et générant plus de 90 % de sa puissance attendue.
"Chaque chemin comportait un élément de risque pour atteindre les objectifs scientifiques de base", a déclaré Barry Noakes, ingénieur en chef de l'exploration spatiale profonde de Lockheed Martin. "Une grande partie de nos efforts a consisté à identifier des actions proactives qui atténuent les risques dans les deux scénarios."
L'équipe a cartographié et testé les résultats possibles pour les deux options. Ils ont analysé des heures de séquences de test du réseau, construit une réplique au sol de l'assemblage du moteur du réseau et testé la réplique au-delà de ses limites pour mieux comprendre les risques de nouvelles tentatives de déploiement. Ils ont également développé un logiciel spécial haute fidélité pour simuler Lucy dans l'espace et évaluer les effets d'entraînement potentiels qu'une tentative de redéploiement pourrait avoir sur le vaisseau spatial.
"La coopération et le travail d'équipe avec les partenaires de la mission ont été phénoménaux", a déclaré Frank Bernas, vice-président, composants spatiaux et activités stratégiques chez Northrop Grumman.
Après des mois de simulations et de tests, la NASA a décidé d'aller de l'avant avec la première option, une tentative en plusieurs étapes pour redéployer complètement le panneau solaire. À sept reprises en mai et juin, l'équipe a commandé au vaisseau spatial de faire fonctionner simultanément les moteurs de déploiement des panneaux solaires principaux et de secours. L'effort a réussi, tirant sur le cordon, et ouvrant et tendant davantage le tableau.
La mission estime maintenant que le panneau solaire de Lucy est ouvert entre 353 degrés et 357 degrés (sur 360 degrés au total pour un panneau entièrement déployé). Bien que le réseau ne soit pas complètement verrouillé, il subit beaucoup plus de tension, ce qui le rend suffisamment stable pour que le vaisseau spatial puisse fonctionner selon les besoins des opérations de la mission.
Le vaisseau spatial est maintenant prêt et capable de franchir la prochaine grande étape de la mission :une assistance gravitationnelle terrestre en octobre 2022. Lucy devrait arriver sur sa première cible d'astéroïdes en 2025. + Explorer plus loin
