一个破损的阀门导致Astrobotic耗资1.08亿美元的”游隼”月球着陆器任务失败

据周二发布的一份任务报告称，Astrobotic公司的”游隼”月球着陆器未能抵达月球，原因是推进系统中的一个阀门出现了问题。公司领导在新闻发布会上说，工程师们已经重新设计了阀门，并在下一个着陆器格里芬的推进系统中引入了额外的冗余，以确保问题不会再次发生。

这份报告来自于 1 月份”游隼”任务结束后不久成立的审查委员会。这次任务在 1 月 8 日发射几小时后就遇到了麻烦，当时工程师在轨道上首次启动了飞船的推进系统。

此时，两个压力控制阀（PCV）打开后，燃料箱和氧化剂箱本应被氦气加压。但氦气开始”不受控制地”通过第二个阀门流入氧化剂箱，Astrobotic 首席执行官约翰-桑顿（John Thornton）在新闻发布会上解释道：”这导致储气罐迅速严重超压。不幸的是，油箱随后破裂，并在任务的剩余时间里泄漏氧化剂。”

审查委员会主席约翰-霍拉克（John Horack）说，PCV 无法重新密封，很可能是由于阀门内部一些螺纹部件之间的”振动引起的松弛”造成的机械故障。遥测数据能够确定异常发生的位置和时间，这些数据与打开和关闭 PCV 的自主顺序以及推进系统上阀门的位置是一致的。工程师们还能够在地面测试中重现故障。

虽然氧化剂泄漏仍在继续，但 Astrobotic 的团队仍能稳定飞船，为电池充电，并为有效载荷供电。但这一问题最终对任务造成了致命的影响，10.5 天后，飞船返回地球，在大气层中烧毁。

由 34 人组成的审查委员会包括 26 名公司内部人员和 8 名外部人员。委员会不仅审查了任务期间收集的数据，还审查了飞行鉴定活动和部件测试的所有数据。最后，委员会确定，故障的可能原因是推进系统中的单个氦气 PCV 出现故障。

董事会还编制了一份导致失败的事件时间表，该时间表可追溯到 2019 年，当时 Astrobotic 与一家未具名的供应商签订了开发推进馈电系统的合同。由于 COVID-19 大流行，该供应商开始出现技术和供应链问题，Astrobotic 于 2022 年初决定终止合同，在公司内部完成部分组装的馈电系统。

Astrobotic公司的任务主管沙拉德-巴斯卡兰（Sharad Bhaskaran）说：”此时，我们已经决定在公司内部完成格里芬的推进系统，进行更多的垂直整合。……这也降低了”格里芬”计划的一些风险，因为该计划比游隼计划复杂得多。”

但Astrobotic的工程师们开始遇到原供应商的推进组件–尤其是PCV–的问题。2022年8月，他们转向另一家未具名的PCV供应商，并在着陆器上安装了这些阀门。

对推进系统进行的最后一组测试表明，两个 PCV 中的一个出现泄漏，但不是最终在轨道上泄漏的那个。那个PCV测试正常，而泄漏的PCV已经修复。虽然巴斯卡兰承认，由于第一个PCV在测试过程中发生泄漏，第二个PCV”在我们的风险登记册中被确定为一个风险”，但工程师们最终认为故障率很低，因为着陆器通过了最终验收测试。

他为没有更换第二个 PCV 辩解说，这个 PCV 位于航天器内部更深处，需要对着陆器进行”大范围手术”，使最终测试失效，并带来拆卸和重新组装的额外风险。

Horack 也认为团队的决策自始至终都是正确的：”我真的发现，在审视这个团队和所发生的一切时……我看不到在发射前的流程中所做的任何决定，我会说，’嘿，我认为你们应该换一种方式'”。

这些发现已经开始为更大型的格里芬着陆器的开发提供参考，该着陆器目前计划在2025年底前发射到月球。除了重新设计阀门外，工程师们还在推进系统中引入了一个调节器，以控制流向燃料箱和氧化剂箱的氦气流量。