James Webb Space Telescope (JWST) auf Ariane5 VA256

Es gibt hier eine Präsentation zur Auswahl und Qualifikation der Aktuatoren/Motoren:
https://jwst.nasa.gov/resources/2012SPIE8442-88OTEMotorFault%20ToleranceBarto.pptx

Folie 8:

• potentielle Motoren wurden bis zum Ausfall oder beginnendem Ausfall getestet
• alle Ausfälle kamen durch Verunreinigungen in den Lagern. (Folie 14: man hat deutliche Prozessvariabilität bei der Herstellung der Motoren entdeckt und korrigiert.)
• man kann den Beginn des Ausfalls in den Betriebsdaten erkennen: Stromfluss über Betriebszyklen. ... Frage: was genau ist "pull out current"?
• man hat eine 4x - 5x Sicherheitsmarge zwischen den in der Mission notwendigen Betriebszyklen und in der Qualifikation erreichten Zyklen.

Folie 10:

• Versagen der Motoren im Sekundärspiegel wäre "catastrophic"
• Versagen der Motoren im Hauptspiegel wäre verkraftbar und würde die Leistung nur wenig reduzieren. (Wobei man hier bestimmt nur einzelne Ausfälle meint.) Am wichtigsten ist, dass sie das Commissioning überleben und schaffen.
• funktionale Teilredundanz in der Funktion am Segment: "Would use remaining 5 hexapod actuators and radius of curvature actuator to align the failed segment to the remaining 17 segments in tilt and focus"

Folie 12:

• Nicht alle Freiheitsgrade sind "gleich wichtig". "despace/tilt", also /Kippen/Neigen sind die wichtigsten (Was ist "despace?" Vor- und Zurückfahren?). Mit ihnen kann man andere Fehler/Ausfälle in der Ausrichtung gut kompensieren.

bei pull out current könnte es sich einen Open Colletor Output handeln,
sowas wird z.B. Eingesetz wenn alle Motrospulen mit einer Seite alle an PLUS angeschlossen sind und durch schalten einer anderen Spulenseite eine Motorspule bestromt wird.
Sowas ist oft einfacher, weil z.B. NPN-Transistoren oder N-Kanal Mosfets oft ein besseres Schaltverhalten aufweisen.

Das war jetzt nicht verständlich. Was beschreibt die Größe „pull-out current“? Wie ist sie definiert? Welcher Stromfluss bei welcher Aktion ist das? Ich suche mal selbst weiter …

Für Motoren gibt es offenbar die dynamische Größe „pull-out torque“:

Pull-out torque: It is the maximum torque that the synchronous motor can develop without pulling out of step. When the synchronous motor is loaded, the rotor falls back by some angle a is called a load angle. The stator and rotor magnetic rotate at synchronous speed in spite of some load is applied on the rotor.

Es ist quasi ein „Lastlimit“, das ein Motor ziehen/drehen kann ohne Synchronität zu verlieren. Ich vermute „pull-out current“ ist dann der assoziierte Stromfluss zu diesem Betriebszustand. Das ist auch die direkte, überwachte Messgröße in der Telemetrie. Das Drehmoment selbst wird man nicht messen können. Wenn die Lager ausfallen/sich abnutzen, steigt die Last/das benötigte Drehmoment im Betrieb … und damit der gemessene Stromfluss.

Bei "Whereiswebb" ist mir aufgefallen, dass erstmals der Temperatur-Messpunkt c mit - 204 °C etwas kälter ist als Punkt d mit - 201 °C.
Hat jemand dafür eine Begründung?
In wenigen Stunden hat das JWST 90 % der Strecke zurückgelegt und ist relativ zur Erdoberfläche nur noch rund 1000 km/h schnell.

Bei "Whereiswebb" ist mir aufgefallen, dass erstmals der Temperatur-Messpunkt c mit - 204 °C etwas kälter ist als Punkt d mit - 201 °C.
Hat jemand dafür eine Begründung?
In wenigen Stunden hat das JWST 90 % der Strecke zurückgelegt und ist relativ zur Erdoberfläche nur noch rund 1000 km/h schnell.

Ehrlich gesagt, hat Webb noch nicht mal bis jetzt 90% der Strecke geschafft.
Die unterschiedlichen Temperaturen ergeben sich aus den unterschiedlichen Positionen der Sensoren. Da gibt es viele unterschiedliche Einflüsse (z.B. Wärmeleitung, Verschattung, etc. ), die zu verschiedenen Temperaturen führen. Genau kann das wohl nur die Konstruktionsabteilung erklären.

Bei "Whereiswebb" ist mir aufgefallen, dass erstmals der Temperatur-Messpunkt c mit - 204 °C etwas kälter ist als Punkt d mit - 201 °C.
Hat jemand dafür eine Begründung?

Spannend. Eigentlich kann das nicht angehen, wenn die Kühlung dauerhaft arbeitet.

Idee 1: Vielleicht ist die Kühlung abgeschaltet. Wegen zu wenig Strom (den man gerade wo anders für benötigen möchte) oder wegen Abschattung der Sonne durch die Erde (auf dem Weg zu L2 sicher möglich) oder wegen einer Neuausrichtung vom Teleskop für eine Triebwerkszündung.

Idee 2: Das ist eine Anzeigeungenauigkeit. Eine Messungenauigkeit würde ich ausschließen bei einem so teuren Teleskop. Aber wie wird der Wert für uns User im Internet berechnet? Hier könnte es Unterschiede beim Runden, bei der Datenübermittlung, usw. geben. Wenn die Werte z.B. zu unterschiedlichen Zeitpunkten berechnet worden sind, wäre so etwas möglich.

Idee 3: Vielleicht möchte man bei -200° eine "Pause" bei der Kühlung machen, um ein paar Tage lang Messdaten sammeln zu können. Dann Arbeitet die Kühlung zyklisch und so ein Effekt entsteht.

Zitat von: SFF-TWRiker am 16. Januar 2022, 10:04:35

Bei "Whereiswebb" ist mir aufgefallen, dass erstmals der Temperatur-Messpunkt c mit - 204 °C etwas kälter ist als Punkt d mit - 201 °C.
Hat jemand dafür eine Begründung?

Spannend. Eigentlich kann das nicht angehen, wenn die Kühlung dauerhaft arbeitet.

Idee 1: Vielleicht ist die Kühlung abgeschaltet. Wegen zu wenig Strom (den man gerade wo anders für benötigen möchte) oder wegen Abschattung der Sonne durch die Erde (auf dem Weg zu L2 sicher möglich) oder wegen einer Neuausrichtung vom Teleskop für eine Triebwerkszündung.

Idee 2: Das ist eine Anzeigeungenauigkeit. Eine Messungenauigkeit würde ich ausschließen bei einem so teuren Teleskop. Aber wie wird der Wert für uns User im Internet berechnet? Hier könnte es Unterschiede beim Runden, bei der Datenübermittlung, usw. geben. Wenn die Werte z.B. zu unterschiedlichen Zeitpunkten berechnet worden sind, wäre so etwas möglich.

Idee 3: Vielleicht hat man bei -200° eine "Pause" bei der Kühlung machen möchte um ein paar Tage lang Messdaten sammeln zu können. Dann Arbeit die Kühlung zyklisch und so ein Effekt entsteht.

Hugo, die Kühlung betrifft doch nicht die 2 Sensoren. Die Kühlung ist doch für die Instrumente und Elektronik gedacht. Die 2 Sensoren sollen doch nur die Temperaturen auf der Schattenseite und die anderen 2 auf der Sonnenseite messen. Oder habe ich da einen Denkfehler?

Ne, kein Denkfehler, genau so ist es!

Noch ein Hinweis, bei C steht „average temperature“. Dort werden mehrere Messpunkte gemittelt. Überhaupt wird es an Bord mehr als nur vier Temperatursensoren geben. Man wird viele Stellen überwachen … jedes Spiegelsegment einzeln z. B. Die gezeigten „4 Punkte“ sind für die PR.

Hugo, die Kühlung betrifft doch nicht die 2 Sensoren. Die Kühlung ist doch für die Instrumente und Elektronik gedacht.

Korrekt, die Temperatursensoren messen den Zustand der Kühlung. Die Kühlung benötigen die Instrumente.

Noch ein Hinweis, bei C steht „average temperature“. Dort werden mehrere Messpunkte gemittelt.

Das könnte vermutlich genau der richtige Grund sein.

Wenn die 10 Sensoren je Kühlbereich verbaut haben, einige in der Mitte und andere außen, einige am Anfang der Kühlung, andere am Ende, dann haben alle Sensoren leicht unterschiedliche Werte. Wenn man jetzt (für die Webseite) einen Mittelwert über alle Sensoren nimmt, dann ist der Wert minimal ungenau.

Beispiel:
- Der Radiator hat am Eingang -210°C und am Ausgang -190°C. Übertrieben: Wenn man 10 Sensoren am Eingang aber nur einen am Ausgang hat, ist der Mittelwert. -209. Wenn es anders herum ist, wäre der Mittelwert -191.

Die einzelnen sechseckigen Hauptspiegelelemente weren zur Zeit aus ihrer Startposition herausgefahren in ihre Betriebsposition. Der notwendige Hub beträgt 12,5 mm; aus thermischen Gründen fährt man nur etwa 1 mm pro Tag. Hier einen aktuelle Übersicht (Status):



Quelle:  https://twitter.com/GioiaRau/status/1482701416217124867

Die einzelnen sechseckigen Hauptspiegelelemente weren zur Zeit aus ihrer Startposition herausgefahren in ihre Betriebsposition. Der notwendige Hub beträgt 12,5 mm; aus thermischen Gründen fährt man nur etwa 1 mm pro Tag.

Auf https://www.jwst.nasa.gov/content/webbLaunch/whereIsWebb.html kann man auch den aktuellen Stand verfolgen. Die Segmente A6 und A3 werden erst gegen Ende angefahren, da ihre Position anders ausgelesen wird als die der anderen Segmente.

in allen animationen und bildern vom JWST, sieht man die konfiguration: den sonnenschild und im rechten winkel dazu die optik.
man will ja nicht nur nach nach zenit und nadir schauen bezogen auf die sonnenebene/flugrichtung.
 
ich gehe jetzt mal davon aus , dass der sonnenschutz immer maximal zur sonne ausgerichtet bleibt (?), auch wenn die optik mal woanders hin schaut. 

- wird da das ganze gefährt zur seite gedreht, um bereiche der ecliptic anschauen zu können? oder lässt sich das ganze instrumentarium auch kippen
- wie hält man dann das blickfeld konstant, wenn sich doch L2 täglich um 1/365.25-tel weiterdreht und mit ihm natürlich auch das teleskop? (das ist ja nicht unerheblich wenig).

tut mir leid, falls diese frage schon mal gestellt wurde 

  murmel

Ja, wurde sie schon.
Hier wird das alles ganz gut erläutert.

https://jwst-docs.stsci.edu/jwst-observatory-characteristics/jwst-observatory-coordinate-system-and-field-of-regard

Siehe auch die Postings ab hier:
https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=19070.msg522833#msg522833

Bis auf die beiden Segmente A3 und A6 (wie geplant) sind die 16 anderen Segmente einheitlich bis auf 2mm ausgefahren und werden dann wohl morgen voll ausgefahren sein.

Bis auf die beiden Segmente A3 und A6 (wie geplant) sind die 16 anderen Segmente einheitlich bis auf 2mm ausgefahren und werden dann wohl morgen voll ausgefahren sein.

Bei 1mm pro Tag komme ich auf Übermorgen... 

Heute noch 1 und morgen 1, dann sind sie morgen voll ausgefahren! Übermorgen natürlich auch 

Alle bis auf die beiden Sonderlinge A3 und A6 sind nun bei den finalen 0,0mm angekommen

Alle bis auf die beiden Sonderlinge A3 und A6 sind nun bei den finalen 0,0mm angekommen

In Bezug auf die "Sonderlinge" hat Scott Manley erklärt, dass bei diesen beiden Spiegeln jeweils ein Sensor ausgefallen ist. Dies ist bei den Vakuum-Tests aufgefallen.
Eine Reparatur hätte enormen Aufwand und Zeit gekostet. Es wurde aber eine alternative Prozedur der Spiegelausrichtung entworfen, die mit nur einem Sensor auskommt. Da diese Prozedur aufwändiger ist als der normale Ablauf, wollte man erst alle unproblematischen Spiegel ausrichten und sich dann auf die beiden Sonderlinge zu konzentrieren.

Quelle: bei ca. 12 Minuten und 25 Sekunden:
&t=745s

Danke für die Info!
Von den 12mm haben die beiden mittlerweile auch ein Drittel geschafft, fehlen noch die restlichen 8mm.

Das ging aber schnell. A3 und A6 sind jetzt auch ausgefahren.

Und was passiert jetzt bis zur Kurskorrektur zum L2?

Und was passiert jetzt bis zur Kurskorrektur zum L2?

Nichts geplantes von dem wir gross etwas mitbekommen wuerden. Aber es sind auch nur noch ein paar Tage. Am 23. Januar sollte es schon soweit sein.

Einbremsen auf den Halo-Orbit um L2 ist vorgesehen für Montag, 24.Jan. 1900 UTC.
Ein 22 N-Triebwerk wird 5 Minuten lang feuern (delta-V = 1,5 m/s)
https://twitter.com/cbs_spacenews/status/1484282059401142275
"Planned duratIon is 4m58s using 5-lb station keeping thruster; dV will be 1.5 meters/second"