¿Por qué el láser espacial Aeolus pierde potencia tan rápidamente?

El artículo de BBC News Aeolus: El láser espacial de mapeo de viento está perdiendo potencia dice que

El satélite europeo Aeolus se lanzó el año pasado para recopilar datos para mejorar los pronósticos meteorológicos, y sus observaciones sin duda han demostrado su valía.

Sin embargo, el láser ahora se está degradando y ya ha perdido la mitad de su potencia.

Los ingenieros planean cambiar Aeolus a su fuente de luz de respaldo en junio para ver qué diferencia podría hacer esto.

Si surgen los mismos problemas, es posible que la nave espacial ensamblada en el Reino Unido no pueda completar los tres años mínimos esperados de la misión.

"Estamos perdiendo fuerza en la potencia saliente de alrededor de 1 milijulio por semana", dijo el Dr. Josef Aschbacher, director de observación de la Tierra en la Agencia Espacial Europea (ESA).

" No sabemos por qué. Tenemos algunas especulaciones, pero eso es todo.

"Esas son las malas noticias; las buenas noticias son que, a pesar de la degradación del láser, la calidad de los datos del viento es fantástica". (énfasis añadido)

¿Cuál es la causa más probable, o al menos cuál es la especulación? Mi respuesta a ¿Se ensucian las cosas en el espacio? describe los problemas de la degradación inducida por UV de las superficies ópticas que ha afectado a Aeolus durante una década:

El artículo de la BBC Aeolus: Wind Satellite Weathers Technical Storm resume un drama de más de una década en el que el proyecto de la nave espacial de observación del viento de la Tierra se retrasó porque la óptica ultravioleta seguía ensuciándose incluso en un vacío espacial simulado.

La desgasificación (mencionada en la respuesta de @ named2voyage a ¿ Las cosas se ensucian en el espacio también?) a menudo contiene moléculas a base de carbono, y cuando se combinan con luz ultravioleta (como se menciona en el comentario de @ Tristan ) pueden agrietarse y unirse de forma más permanente a superficies. En este caso se trataba de superficies ópticas extremadamente importantes y numerosas.

¿Es más probable que nunca solucionaron este problema, o es más probable que sea algo nuevo, como el oxígeno atómico quizás? Aeolus (2018-066A, 43600) está solo a unos 320 km .

Fuente "Los ingenieros tuvieron que encontrar una manera de evitar que el láser dañara su propia óptica"

https://www.bbc.com/news/science-environment-44415752 "Los ingenieros tenían que encontrar una manera de evitar que el láser dañara su propia óptica"

Título alternativo y muy apostrofado: ¿ Por qué la potencia del láser Aeolus de la ESA está disminuyendo tan rápidamente?
En particular, esta pregunta podría quedar sin respuesta hasta que el equipo operativo de Aeolus publique sus informes finales sobre este caso.
No entiendo por qué esta pregunta se ha marcado como basada en una opinión. Hay una causa de hecho para la falla del láser. Si la preocupación es que no sabemos esa causa ahora, entonces la mejor acción es dejar la pregunta abierta y sin respuesta hasta el momento en que la sepamos. Cerrar la pregunta solo hace que sea más difícil responderla más tarde.
¿Tu respuesta doblemente votada* ;)? Gracias por enviarme a esa madriguera de googlear cosas sobre la degradación UV.
@MagicOctopusUrn oh, je, me había olvidado de eso. Bien, todo está bien con el universo ahora.
@uhoh, el enlace que se me atribuye en esta pregunta ( space.stackexchange.com/a/17198/12102 ) no parece ser mío.
@OrganicMarble arreglado... finalmente

Respuestas (1)

Versión corta: no lo sé. Pero puedo decir que los láseres basados ​​en el espacio tienen un historial de anomalías de vuelo. ICESat-1 es un buen ejemplo.

En ese caso, la junta de revisión de fallas concluyó (enlace a continuación):

...que la causa más probable de la falla del GLAS Laser 1 fue un mecanismo de falla inesperado en una matriz de diodos de bomba que resultó en una degradación de energía excesiva y una falla catastrófica. La fabricación de las matrices de diodos láser introdujo un exceso de soldadura de indio que resultó en una reacción metalúrgica que erosionó progresivamente los conductores de oro a través de la formación de un intermetálico de oro-indio no conductor, el indio de oro, a una velocidad dependiente de la temperatura.

El segundo factor necesario que contribuyó a la falla catastrófica fue el desarrollo de una derivación de corriente en una barra de matriz de diodos que se combinó con los requisitos de corriente relativamente altos (en comparación con MOLA) en los enlaces de alambre de oro. La derivación de corriente forzó la redistribución de la corriente, lo que aceleró la formación de indio de oro y la fatiga del cable a través del aumento de las tensiones térmicas y, en última instancia, contribuyó a abrir los cables de enlace. En algún momento, los cables restantes no pudieron soportar la tensión y se fusionaron. Luego, un arco formó un corto a tierra que sobreesforzó otros diodos y los fusionó y los abrió también.

Tenga en cuenta que esta es una causa muy específica, no algo genérico, y dudo mucho que la causa de la anomalía de Aeolus, sea lo que sea, sea la misma.

ICESat-2 también voló un láser y, hasta donde yo sé, ha funcionado bien en vuelo hasta ahora. Sin embargo, el desarrollo del láser tuvo serios problemas de desarrollo, como se describe en el segundo enlace.

Los láseres ICESat son instrumentos de infrarrojo cercano, mientras que Aeolus es ultravioleta. Generar esa frecuencia es otro paso tecnológico. Y la óptica ultravioleta es exquisitamente sensible a la contaminación. Tener problemas como este es, por supuesto, desafortunado, y estoy seguro de que el equipo hizo todo lo posible para garantizar el éxito. Pero dada la trayectoria de los láseres basados ​​en el espacio, no puedo decir que sea una gran sorpresa para mí.

"No sé." & "Dudo mucho que la causa de la anomalía de Aeolus, sea lo que sea, sea la misma". Entonces, ¿no es una respuesta a la pregunta que se hizo?
Si la pregunta fuera sobre fallas electrónicas, esta sería una respuesta parcial interesante. Pero esta pregunta se trata de una falla específica de un láser específico en una nave espacial específica, y la fuente de la degradación lenta en el rendimiento óptico parece ser... óptica y relacionada con la desgasificación, en lugar de una unión de soldadura defectuosa. Además, ¿qué es "gold indide"?
Mármol Orgánico: Así es, no lo sé. Pensé que sería útil dar algunos antecedentes a los problemas con sistemas similares.
uhoh: La pregunta se cita de la siguiente manera: "Estamos perdiendo fuerza en la potencia de salida de aproximadamente 1 milijulio por semana", dijo el Dr. Josef Aschbacher, director de observación de la Tierra en la Agencia Espacial Europea (ESA). sé por qué. Tenemos algunas especulaciones, pero eso es todo". La desgasificación es una posibilidad, y ciertamente es fuerte. Pero no es ni mucho menos el único. Estaba tratando de brindar algunos antecedentes como información útil, no afirmar que sé cómo resultará su investigación de fallas. En cuanto al indio de oro, parece que es un compuesto de oro e indio. Lo llaman intermetálico.
¿Por qué el láser espacial Aeolus pierde potencia tan rápidamente?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v