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Chandrayaan-I ha sofferto di un colpo di calore

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Online Luca

Chandrayaan-I ha sofferto di un colpo di calore
« il: Lun 07/09/2009, 19:14 »
Stanno venendo alla luce, e non senza clamore, le vere ragioni che hanno portato alla perdita dei contatti con la sonda lunare indiana Chandrayaan-1. Infatti sembra proprio che l'ISRO (Indian Space Research Organisation) abbia voluto rendere pubblici solamente ora i reali problemi che hanno afflitto l'andamento della missione. Precisando subito, che a quanto pare, nessun organo ufficiale dell'agenzia spaziale indiana ha ancora confermato la notizia con una nota in merito, le uniche ammissioni che sono rimbalzate velocemente sui media on-line indiani e non, sono state fatte dal Dr. T. K. Alex, Direttore dell'ISRO Satellite Centre di Bangalore.

Lo scorso mese di Maggio l'orbita di Chandrayaan-1 venne innalzata dalla quota media di 100 km a 200 km, ufficialmente per usufruire di una migliore visione della superficie lunare; in realtà, tale manovra si rese necessaria per ovviare ad un errore di calcolo relativo alla temperatura esistente alla quota operativa di volo. Secondo le spiegazioni del Dr. T. K. Alex, dai risultati dei primi calcoli effettuati, la temperatura presente alla quota di 100 km sarebbe dovuta essere attorno ai 75° Celsius, in realtà questo valore venne nettamente sottostimato, e quando il sistema di protezione termica della sonda  iniziò a vacillare, il management indiano decise di portare Chandrayaan-1 ad una quota di volo di 200 km.

Il decollo dell'orbiter lunare indiano è avvenuto il 22 Ottobre 2008, e sembra che già il 25 Novembre 2008 esso aveva iniziato a soffrire i problemi dovuti alle temperature, costringendo i responsabili della missione a disattivare alcuni dei suoi 11 payloads. Pertanto, non si sono potuti svolgere alcuni esperimenti scientifici.

Tuttavia, agli inizi del 2009 la situazione è migliorata, e Chandrayaan-1 ha iniziato ad operare normalmente, anche se il problema si è subito ripresentato. Infatti due sensori stellari che servivano a determinare l'orientamento della sonda nello spazio, hanno iniziato a manifestare segni di sofferenza. Il 26 Aprile si è guastato il sensore primario, mentre nella seconda settimana di Maggio si è guastato quello di back-up. A questo punto, gli ingegneri indiani sono riusciti ad riguadagnare il controllo attitudinale dello spacecraft utilizzando i suoi giroscopi.

Lo scorso 30 Agosto l'ISRO ha dichiarato la fine della missione di Chandrayaan-1, che, nonostante  avrebbe dovuto raccogliere dati e scattare fotografie dall'orbita lunare per un periodo di due anni, aveva già raggiunto il 95 % degli obiettivi scientifici della sua missione in meno di uno. A dispetto della perdita dei sensori stellari, Chandrayaan-1 ha trasmesso immagini eccellenti, comprese quelle dell'eclisse solare del 22 Luglio. Addirittura, alle 12:30 am del 21 Agosto, la sonda indiana ha volato per quattro minuti assieme al Lunar Reconaissance Orbiter (LRO) della NASA alla ricerca di ghiaccio d'acqua sul polo nord selenico.

Purtroppo, alle 1:30 am del 29 Agosto, all'improvviso si sono perse le comunicazioni con lo spacecraft. Il Presidente dell'ISRO, Madhavan Nair ha spiegato ufficialmente che i due computers che controllano le comunicazioni della sonda, hanno avuto dei problemi imprevisti con le radiazioni. Egli ha inoltre ammesso che la maggior parte dei problemi intercorsi a causa delle temperature, non erano stati previsti in fase di progettazione.
Il Dr. Alex, durante un convegno dell'International Academy of Astronautics tenutosi a Goa, ha spiegato che oramai gli ingegneri dell'ISRO avevano imparato la lezione, e che Chandrayaan-2 verrà costruita con una protezione termica migliore, in grado di sopportare oltre 100 ° Celsius.

Ad ogni modo, benché l'ISRO abbia dichiarato che la missione ha raggiunto il 95 % dei suoi obiettivi scientifici, resta da capire se, e come, dei payloads progettati per lavorare ad una quota di 100 km siano riusciti a completare il proprio lavoro in metà del tempo dichiarato di durata prevista della vita operativa della sonda. Per esempio, l'obiettivo del Lunar Laser Ranging Instrument era quello di misurare la distanza fra la sonda e la superficie selenica. Gli scienziati hanno spiegato che ad una quota di 200 km, il segnale di ritorno potrebbe essere stato troppo debole per lo scopo prefissato.

Al momento della conclusione della missione, lo scorso 30 Agosto, l'ISRO ha reso noto che verrà costituito un “failure analysis commitee” che indagherà sulla vicenda, mentre lo stesso presidente dell'ISRO, Madhavan Nair ha dichiarato che le agenzie spaziali americana ed europea che hanno preso parte alla missione indiana, si sono dette soddisfatte dei risultati conseguiti.

Le immagini del lancio di Chandrayaan-1 e del Lunar Laser Ranging Instrument  sono (C) di ISRO.
Luca Frigerio
 - Socio e Consigliere ISAA
 - STRATOSPERA PROJECT Supporter
 

Re:Chandrayaan-I ha sofferto di un colpo di calore
« Risposta #1 il: Mar 08/09/2009, 09:58 »
Mah, se confermate, queste notizie lasciano un po' di perplessità....
Speriamo abbiano imparato la lezione, in fin dei conti era la loro prima missione verso la luna
 

Online IK1ODO

Re:Chandrayaan-I ha sofferto di un colpo di calore
« Risposta #2 il: Mar 08/09/2009, 21:44 »
Vorrei un aiuto da chi ne sa più di me di calcolo termico di veicoli spaziali.
In prima approssimazione, un corpo in orbita è in equilibrio termico fra le fonti di radiazione (sole, albedo del corpo attorno al quale orbita), la generazione di calore interna (batterie) e lo spazio. Il calcolo termico per l'orbita terrestre è sicuramente ben noto all'ISRO. Forse i parametri possono variare così tanto per l'orbita lunare? Hanno sbagliato i calcoli tout court, o non hanno tenuto conto di qualcosa? Possibile che l'albedo lunare sia così diverso da quello terrestre, al punto da provocare un surriscaldamento di decine di gradi e mettere fuori uso l'elettronica?

Marco
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Re:Chandrayaan-I ha sofferto di un colpo di calore
« Risposta #3 il: Mer 09/09/2009, 15:08 »
gia', com'e' possibile che la luna possa surriscaldare "di riflesso" una sonda???
 

Offline Gwilbor

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Re:Chandrayaan-I ha sofferto di un colpo di calore
« Risposta #4 il: Gio 10/09/2009, 12:23 »
Sì in effetti sarebbe interessante conoscere gli ordini di grandezza. La cosa comunque è meno incredibile rispetto a quanto si può pensare di primo acchito, se si fa qualche considerazione:

- Nello spazio non c'è conduzione o convezione, la temperatura di un corpo è determinata esclusivamente da fenomeni di irraggiamento.

- La luna riflette una porzione significativa della luce solare, ed inoltre vista da un orbita bassa occupa quasi la metà di "cielo" visibile dalla sonda.

Allontanarsi dalla luna significa ridurne le dimensioni apparenti, e quindi è anche ovvio che la radiazione vista dalla sonda si riduce.
Giacomo "Gwilbor" Boschi
 

Re:Chandrayaan-I ha sofferto di un colpo di calore
« Risposta #5 il: Gio 10/09/2009, 13:37 »


- Nello spazio non c'è conduzione o convezione, la temperatura di un corpo è determinata esclusivamente da fenomeni di irraggiamento.



Nello spazio due corpi scambiano potenza termica solo per irraggiamento, se non a contatto. In ogni corpo c'è ovviamente anche conduzione (per fortuna) e quindi il campo termico nel corpo è determinato prevalentemente da come vengono costruiti i collegamenti termici tra le zone calde e le zone fredde (radiatori)...
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Online IK1ODO

Re:Chandrayaan-I ha sofferto di un colpo di calore
« Risposta #6 il: Gio 10/09/2009, 21:12 »
Gwilbor e AJ,

d'accordo, ma i conti continuano a non tornarmi.
Per quanto ne so il calcolo termico è, tutto sommato, abbastanza di manica larga. Mi spiego, la temperatura di equilibrio non cambia poi di tanto fra orbite alte e basse, e l'elettronica qualificata spazio deve funzionare a almeno 80 °C. Di solito il problema è scaldare, non raffreddare - altrimenti gli astronauti da Armstrong in poi sarebbero bolliti dopo molte ore (giorni...) di esposizione al suolo lunare, che pure raggiunge 270 °C di giorno. L'albedo lunare è 0,07 , decisamente minore di quella terrestre (da 0,09 a 0,8, più o meno).

Insomma, non so se credere completamente alle affermazioni del dott. Alex :-)

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Re:Chandrayaan-I ha sofferto di un colpo di calore
« Risposta #7 il: Gio 10/09/2009, 21:33 »
Il mio presentimento è che l'orbita sia stata innalzata per tentare di allungare i tempi dei clicli termici, consentendo il funzionamento dei radiatori per maggior tempo e nella migliore condizione, mentre nell'orbita iniziale i transitori termici erano troppo veloci per consentire una dissipazione adeguata della potenza prodotta. Alla base di questo, tuttavia, ci possono essere solo errori progettuali (e qui bisognerebbe capire quanti e quali test in camera termovuoto sono stati fatti...) o di prestazioni, mentre dubiterei di errori dovuti ad errori di previsione dei carichi termici...
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