Problemy EagleEye – szczegółowe informacje

Ważny zestaw informacji od firmy Creotech.

W dniu 16 sierpnia 2024 polski satelita EagleEye znalazł się na orbicie w ramach startu Transporter-11. Start i separacja przebiegła prawidłowo. Satelita rozpoczął prawidłowo misję, gdyż szybko także nawiązano łączność. Rozpoczęła się faza rozruchu satelity.

Wieczorem 25 sierpnia 2024 (niedziela) firma Creotech Instruments poinformowała o problemach z satelitą EagleEye. Dzień później firma Creotech Instruments przedstawiła szczegółowe informacje o problemach. Poniżej prezentujemy to oświadczenie, a w dalszej części artykułu – nasz komentarz (w części “Space is hard”). Oświadczenie firmy Creotech Instruments nosi tytuł “Informacja o funkcjonowaniu satelity EagleEye w dniach 18.08-25.08.2024”.

Oświadczenie firmy Creotech – status satelity EagleEye

25 sierpnia 2024 roku przekazano, w ramach raportu ESPI nr 26/2024, do wiadomości publicznej informację o problemach z łącznością dwustronną satelity EagleEye.

Treść ESPI:
„Zarząd spółki Creotech Instrument S.A. z siedzibą w Piasecznie („Spółka”, „Emitent”) informuje, że w dniu 25 sierpnia 2024 r. dokonana została wewnętrzna analiza stanu satelity EagleEye. Po okresie stabilnej pracy orbitalnej satelity, w trakcie której przeprowadzono podstawowe testy większości podsystemów platformy, zostały zidentyfikowane istotne problemy z łącznością dwustronną z satelitą, skutkujące brakiem możliwości odbierania danych telemetrycznych z satelity. W wyniku analizy przeprowadzonej w dniu 25 sierpnia 2024 r., problemy te uznano za trwałe. Zidentyfikowano dwa najbardziej prawdopodobne powody ich wystąpienia – niedokładność w określeniu pozycji satelity, skutkującą błędnym pozycjonowaniem anteny naziemnej służącej do komunikacji, lub niedobór mocy elektrycznej na satelicie. Po zidentyfikowaniu problemów, dla obu powyżej wskazanych scenariuszy aktualnie wprowadzane są środki naprawcze.”

Od początku misji EagleEye do momentu wyżej wskazanego wystąpienia problemów z łącznością, przeprowadzono podstawowe testy większości podsystemów platformy, w tym przeprowadzono około 50% testów przewidzianych w ramach prac w przestrzeni kosmicznej nad platformą HyperSat. Przetestowano między innymi:

1. Podsystemy łączności satelity podstawowy i redundantny dla prędkości równych 10 kbps, 100 kbps, 1Mbps.
2. Podsystemy orientacji i stabilizacji satelity AOCS. W ramach testów systemu potwierdzono poprawną pracę kół reakcyjnych, sun sensorów, magnetometrów, magnetorków, żyroskopu, nawigacji GNSS. Uruchomione zostały również star trackery, których telemetria wskazywała poprawną inicjację.
3. Podsystemy komputera pokładowego. W ramach testów podsystemu stwierdzono poprawne wysyłanie komend do reszty podsystemów oraz odczyty telemetrii, harmonogramowanie zadań na satelicie, gromadzenie telemetrii archiwalnej.
4. Podsystem dystrybucji mocy, w ramach którego przetestowano poprawne ładowanie oraz dystrybucje mocy na wszystkich podsystemach w satelicie oraz poprawne otwarcie paneli słonecznych.
5. Kamerę inspekcyjną, dzięki której potwierdzono poprawne otwarcie paneli słonecznych oraz dzięki możliwości harmonogramowania zadań wykonano za pomocą tej kamery szereg zdjęć Ziemi z orbity. Ponadto użyto jej do testów AOCS, m.in. rotacji satelity
6. Przetestowano i zwalidowano działanie krytycznych trybów pracy satelity, w tym:
   • Safe Mode – Tryb bezpieczny, pozwalający pozostać satelicie w bezpiecznej orientacji zoptymalizowanej pod kątem dostarczania energii słonecznej oraz komunikacji ze stacją naziemną.
   • Detumbling – Tryb, w którym satelita stabilizuje swoją orientację na orbicie

W czasie prowadzonych testów wykryto problem z namierzaniem satelity za pośrednictwem systemów naziemnych. Dostarczone predykcje orbitalne m.in. przez NORAD i przez podmioty prywatne specjalizujące się w tego typu usługach różniły się nawet o 100 km, zaś stożek zbierania danych przez antenę naziemną to 18 km (w zenicie). Duży błąd pozycjonowania powoduje trudności w nawiązaniu łączności z obiektem orbitalnym. Efekt ten może być głównym czynnikiem lub jedną ze składowych obecnych problemów z łącznością.

Drugi problem, który wykryto dotyczył zabezpieczeń systemu zasilania. System zabezpieczeń w pewnych przypadkach destabilizował pracę systemu zasilającego platformę, co powodowało zmniejszoną wydajność ładowania baterii. Opracowana została poprawka softwarowa. Nie została ona jednak wgrana z powodu trudności w nawiązaniu łączności z satelitą. Efekt wystąpienia opisanych problemów z zasilaniem może być głównym czynnikiem lub jedną ze składowych braku dwustronnej łączności.

W obu przypadkach istnieją środki zaradcze.

Ustalenie orbity satelity realizowane jest z podmiotami zewnętrznymi specjalizującymi się w takich działaniach. Wydaje się obecnie, że ten problem w ciągu kilku następnych dni może być rozwiązany. Problem z niestabilnością zasilania jest poważniejszy, jednak platforma HyperSat została tak zaprojektowana, aby system nawet w krytycznym stanie zasilania mógł uruchomić wewnętrzny restart i rozpocząć transmisję danych. Kwestię odgrywa tutaj czas, który związany jest z oczekiwaniem na
naładowanie baterii w nieoptymalnych warunkach ustawienia względem Słońca. Pełne zrozumienie problemu wymaga również prac z naziemnym odpowiednikiem satelity EagleEye, którym dysponuje spółka (czyli FlatSat).

Spółka rozpoczęła już wdrażanie środków zaradczych i w najbliższym czasie będzie prowadzić intensywne prace w celu trwałego odzyskania łączności z satelitą i rozwiązania ww. problemów.

EagleEye jest satelitą prototypowym, obdarzonym niepewnością działania, a sama procedura „recovery” jest obdarzona ryzykiem, co w tej branży jest naturalne. Niemniej już teraz testy platformy HyperSat w ramach misji EagleEye przyniosły Creotech Instruments S.A. bardzo dużo informacji i pozwoliły przetestować praktycznie wszystkie krytyczne elementy platformy oraz znaleźć obszary, które należy w przyszłości poprawić. Spółka traktuje misję EagleEye na tym etapie jako duży sukces.

“Space is hard”

Popularne powiedzenie w przemyśle kosmicznym to “space is hard”. Często występuje w projektach satelitarnych szereg problemów, których zrozumienie i rozwiązanie zajmuje wiele dni czy tygodni. Dlatego też odpowiednie zaprojektowanie satelity i w szczególności “wgranie” trybu Safe Mode jest ważne, gdyż poszerza możliwości działań kontroli misji.

W przypadku EagleEye, zanim wystąpiły problemy, udało się przetestować i uruchomić wiele elementów satelity. Udało się rozłożyć panele słoneczne, co jest ważnym etapem dla całej misji. Bez rozłożonych paneli słonecznych możliwości działania satelity EagleEye by były bardzo ograniczone.

Warto tu zauważyć, że EagleEye jest pierwszym satelitą platformy HyperSat i ma przede wszystkim na celu przetestowanie oraz zademonstrowanie poprawnego działania. Ten cel został już w przypadku misji EagleEye w 50% zrealizowany, co można uznać za duże osiągnięcie. Co więcej, właśnie dzięki misji EagleEye platforma HyperSat zyskuje “flight heritage”, który odróżnia nieprzetestowane rozwiązania od tych, które charakteryzują się wyższą niezawodnością. To ważne z perspektywy całego polskiego sektora kosmicznego.

Ciekawym problemem jest trudność w precyzyjnym ustaleniu pozycji satelity. Jędrzej Kowalewski, Prezes firmy Scanway (producent systemów optycznych, także zaangażowany w projekt EagleEye), opublikował poniższą grafikę wyjaśniającą tę kwestę. Z przekazu firmy Creotech wynika jednak, że ta trudność zostanie szybko rozwiązana.

Warto tu zauważyć, że problem w nawiązaniu komunikacji z satelitą wystrzelonym w ramach “hurtowego” startu z dziesiątkami innych satelitów jest powszechny. Ma to związek z opóźnieniami w dostępności do bardziej precyzyjnych danych orbitalnych. W wielu przypadkach doprowadziło to już do utraty satelity (rozumianej m.in. jako “Loss of Mission”).

This is an ongoing problem with these rideshare launches: long delays in getting orbit data, leading to inability to contact the satellite during the first month of life, which all too often leads to loss of mission. Really needs to be addressed.

— Jonathan McDowell (@planet4589) August 27, 2024

Jednocześnie warto podkreślić tutaj dużą transparentność działań firmy Creotech Instruments, która szczegółowo informuje o statusie misji.

Podsumowując, problemy napotkane przy satelicie EagleEye można uznać za typowe dla nowej konstrukcji satelitarnej, po raz pierwszy testowanej na orbicie. Jest bardzo prawdopodobne, że każdy z problemów zostanie rozwiązany w ciągu najbliższych kilku tygodni.

Źródło informacji: strona firmy Creotech Instruments.

(CRI)