La prima delle due EVA (Extra Vehicular Activity) eseguite per istallare i nuovi pannelli solari sulla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) si è tenuta lo scorso 16 giugno. Due astronauti si sono avventurati fuori dalla ISS per tentare di installare il primo di sei nuovi pannelli solari costruiti da Boeing - parte di un programma per aumentare la capacità di generazione di energia elettrica della stazione mentre le sue richieste scientifiche e di ricerca aumentano e i futuri piani di espansione continuano. L'attività extraveicolare (EVA) - ufficialmente conosciuta come EVA US-74 - è iniziata alle 12:11 UTC (le 14:11 italiane) quando il francese Thomas Pesquet dell'Agenzia Spaziale Europea (ESA) e Shane Kimbrough della NASA hanno avviato le batterie delle loro tute spaziali prima di uscire dal modulo di decompressione Quest ed iniziare il loro lavoro. Una serie di problemi con la tuta di Shane e con lo spiegamento del pannello solare IROSA hanno però posto fine all'EVA prima che tutti i compiti pianificati potessero essere completati. Gli otto Solar Array Wings (SAW) originali della ISS, che producono ciascuno circa 30 kilowatt (kW) di potenza per un totale di circa 250kW, stanno iniziando a mostrare segni di degrado, con il più vecchio array che ora si trova nello spazio dal 2000 quando il traliccio P6 e gli array associati sono stati consegnati alla stazione dall'equipaggio STS-97 dello Space Shuttle Endeavour. Con oltre 20 anni di utilizzo e il normale degrado dei pannelli solari, gli otto SAW ora producono solo circa 160 kW di potenza, in un contesto di crescente domanda di energia da parte degli utenti in aumento sulla stazione. Ciò ha portato il programma della Stazione a sviluppare il piano ISS Power Augmentation (IPA), che prevedeva il montaggio di sei pannelli solari aggiuntivi alla stazione per ripristinare la generazione di energia dell'avamposto ai livelli originali. Nell'ambito del programma IPA, verranno aggiunti sei nuovi ISS Roll Out Solar Array (IROSA). Mentre gli array originali della stazione sono stati piegati e dispiegati in modo simile a una fisarmonica, gli IROSA sono un nuovo tipo di tecnologia di array che si srotola in modo simile a un tappetino dall'interno di un contenitore cilindrico. Gli IROSA saranno installati sopra sei dei pannelli solari esistenti della stazione, il che consentirà agli IROSA di utilizzare gli stessi motori di inseguimento solare e di essere collegati allo stesso sistema elettrico degli attuali array. Con gli IROSA che hanno un'efficienza di circa il 30%, rispetto al 14% di efficienza degli array originali, gli IROSA genereranno all'incirca la stessa quantità di energia degli originali nonostante siano solo la metà delle loro dimensioni.
Nell'illustrazione lo schema di una coppia di pannelli iROSA. Credit: NASA/Elaborazione @Maxi062
Ogni IROSA produrrà 20kW di potenza aggiuntiva, per un totale di 120kW su tutti e sei gli array. Tuttavia, poiché gli IROSA sono più piccoli, non copriranno completamente la metà dei sei SAW su cui verranno installati. Invece, parti degli array originali saranno ancora a potenza positiva. Di conseguenza, le parti non ombreggiate degli array originali continueranno a produrre 95kW, per un totale combinato di 215kW di potenza disponibile per la ISS, un aumento di quasi un terzo rispetto agli attuali livelli dell'avamposto. Queste due prime coppia di IROSA sono state lanciate a bordo della missione CRS-22 Cargo Dragon di SpaceX lanciata dalla Florida il 3 giugno. Per EVA-74, l'astronauta dell'ESA Thomas Pesquet era EV1 mentre l'astronauta della NASA Shane Kimbrough era EV2. Dopo essere usciti dal Quest Airlock, il primo compito per la coppia è stato quello di traslare all'IROSA Flight Support Equipment (FSE). Tuttavia, all'inizio, la copertura del portello non si chiudeva e Shane ha dovuto impiegare più tempo del previsto per configurare correttamente il rivestimento del portello in tessuto della camera di equilibrio. L'FSE, il pallet su cui è fissata la coppia di IROSA, è stato rimosso dal bagagliaio ('trunk', la parte non pressurizzata) del cargo Dragon per mezzo del Canadarm2, noto anche ufficialmente come Space Station Remote Manipulator System (SSRMS) - parte del sistema di base mobile generale sulla stazione. Canadarm2 ha quindi installato l'FSE sul Mobile Base System (MBS) Payload ORU Accommodation (POA). Per Pesquet e Kimbrough, dopo essersi trasferiti all'FSE, il duo ha iniziato l'installazione e ha rilasciato i bulloni di ritenuta del lancio sull'IROSA. Tuttavia, prima che l'EVA potesse progredire ulteriormente, sono stati rilevati due problemi con la tuta di Shane. Innanzitutto, un sensore nel sublimatore della tuta, che fornisce pressione, ha registrato un picco. Poco dopo, il Display and Control Module (DCM) nella sua tuta ha funzionato male, rendendo necessario un immediato ritorno al Quest Airlock per riconnettersi ai cordoni ombelicali della Stazione per tentare un riavvio dell'unità. Il "riavvio a caldo" del DCM ha fatto sì che la tuta di Shane perdesse momentaneamente le sue capacità di raffreddamento e lavaggio di CO2; tuttavia, questa è una condizione accettabile, secondo le procedure EVA, quando si tenta di "riavviare a caldo" un DCM. Un mancato riavvio dell'unità avrebbe significato una fine prematura dell'EVA. Il riavvio ha avuto successo e le squadre di terra hanno rimandato Shane a Thomas sul sito di lavoro mentre i manager e gli ingegneri a terra hanno continuato a discutere del problema del sublimatore, che a sua volta avrebbe potuto fermare l'EVA in anticipo. Fortunatamente, attraverso una serie di test di configurazione della tuta, le squadre di terra sono state in grado di determinare che il sublimatore funzionava correttamente e che un sensore difettoso probabilmente ha attivato una lettura errata dell'aumento di pressione.
Nella foto, l'astronauta NASA Shane Kimbrough, a destra, ed il francese dell'ESA Thomas Pesquet all'interno del modulo Quest. Credit: NASA
Con la sua tuta finalmente a posto, Kimbrough si è trasferito nel sito di installazione del traliccio P6 - in particolare il 2B Integrated Electronics Assembly (IEA) - per iniziare un'ulteriore configurazione mentre Pesquet - montato alla fine del Canadarm2 - si è aggrappato aI primo ROSA mentre questi veniva portato verso il traliccio P6. All'interno della ISS, nella Robotics Work Station del modulo di osservazione Cupola, l'astronauta della NASA Megan McArthur controllava il Canadarm2; è stata lei a guidare fisicamente Pesquet verso il traliccio P6. A causa del fatto che P6 si trova all'estremità esterna della stazione, Canadarm2 non può raggiungere direttamente quel punto, il che significa che Pesquet ha dovuto consegnare l'IROSA a Kimbrough, che a sua volta l'ha tenuto mentre Pesquet smontava braccio e lo riposizionava. Una volta che Pesquet è stato in posizione, Kimbrough gli ha restituito l'IROSA. Il duo ha quindi allineato l'IROSA sulla staffa di montaggio del "Mod Kit" - che è stato installato durante una passeggiata spaziale all'inizio di quest'anno, la US EVA72 - alla base del 2B Mast Canister Assembly (MCA). L'IROSA è stato agganciato alla staffa di montaggio ma un primo tentativo di aprirlo nella sua configurazione di distribuzione l'ha bloccato a causa di un'interferenza da una struttura vicina. A questo punto, già a sei ore dall'inizio della passeggiata spaziale, le squadre di terra hanno deciso di far fotografare al duo l'interferenza e fissare saldamente l'IROSA così com'era e terminare la passeggiata spaziale. A causa di questo problema Thomas e Shane inoltre non hanno montato quattro collegamenti elettrici tra l'IROSA e l'MCA 2B per collegare l'IROSA al sistema elettrico dell'attuale pannello solare 2B poiché il tempo era scaduto. Dopo essere tornati al modulo di decompressione Quest, il duo si è attaccato all'energia elettrica della stazione alle 19:26 UTC (le 21:26 italiane), concludendo la passeggiata spaziale durata 7 ore e 15 minuti. Dopo l'EVA una quantità significativa di lavoro sulla tuta di Shane in orbita, nonché quella di una serie di squadre a terra che hanno avuto bisogno di comprendere i problemi dell'EVA, l'interferenza sull'IROSA e come riprogettare la sequenza della passeggiata spaziale per installare i due nuovi insiemi di array. Nel complesso, questa è stata la 239esima EVA a sostegno della costruzione e manutenzione della stazione e la settima passeggiata spaziale finora quest'anno al di fuori dell'avamposto.
Nell'immagine, tratta dalla diretta video, Shane e Thomas alle prese con il primo iROSA, durante EVA US-75. Credit: NASA
Dopo alcuni giorni di, relativo, riposo Thomas e Shane sono tornati fuori dalla stazione domenica 20 giugno, iniziando la EVA US-75 alle 7:42 a.m. EDT (le 13:42 italiane) per una passeggiata spaziale prevista di circa sei ore e mezza. Anche in questa EVA Pesquet ha svolto il ruolo di EV-1, con la telecamera sull'elmetto siglata #20 e Shane EV-2 con la #22. Dopo aver risolto il problema che aveva reso difficoltosa il montaggio sulla struttura apposita della prima coppia di iROSA, il duo ha proceduto a collegare i cavi elettrici dal nuovo set di pannelli solari al sistema elettrico della stazione. Durante questa operazione la copertura del casco di Shane, dove si trovano la telecamera e le luci, si è staccata e Pesquet, utilizzando del cavo elettrico l'ha fissata alla meglio. Il controllo missione ha comunicato via radio che si è trattato di una 'soluzione creativa' ed ha dato il permesso di proseguire con l'EVA. A questo punto sono stati svitati alcuni bulloni che tenevano fissato il pannello e questi ha iniziato lentamente a srotolarsi. In circa sei minuti la prima coppia di pannelli iROSA si è dispiegata completamente ed i controllori hanno confermato che l'energia elettrica fluiva regolarmente nel sistema della stazione. A questo punto, dopo oltre quattro ore di attività extra-veicolare i due astronauti sono tornati al sito Flight Support Equipment (FSE) per preparare la seconda coppia di iROSA per l'installazione sul canale elettrico 4B. L'installazione del secondo paio di iROSA si svolgerà durante una prossima EVA, prevista per venerdì prossimo. Terminate queste operazioni anticipate, rispetto alla tabella di marcia di oggi, Shane e Thomas hanno raccolto tutti gli strumenti utilizzati e sono rientrati all'interno del Quest Airlock. L'EVA si è così conclusa alle 2:10 p.m. EDT (le 20:10 italiane). La durata ufficiale di questa seconda passeggiata spaziale di oggi è stata di 6 ore e 28 minuti.
Nella foto, scattata dal cosmonauta Novickij, il primo iROSA dispiegato con Shane e Thomas ancora sul traliccio durante EVA US-75. Credit: Roscosmos/@novitskiy_iss
Questa è stata la quarta passeggiata spaziale che Kimbrough e Pesquet hanno condotto insieme, omprese le due EVA compiute durante Spedizione 50 a gennaio e marzo 2017 che includevano un altro potenziamento della stazione, la sostituzione delle batterie al nichel-idrogeno con nuove batterie agli ioni. Pesquet ha trascorso un totale di 26 ore e 15 minuti all'esterno della ISS. Kimbrough invece, con questa sua ottava EVA in carriera ha raggiunto un totale di 52 ore e 43 minuti. Questa è stata la 240esima passeggiata spaziale a sostegno dell'assemblaggio della stazione spaziale, l'ottava nel 2021. Attualmente, a bordo della ISS, si trova un equipaggio di sette astronauti. Oltre a Shane e Thomas, vi sono il Comandante giapponese Akihiko Hoshide della JAXA e gli Ingegneri di Volo Megan McArthur e Thomas Vande Hei della NASA ed i cosmonauti della Roscosmos Oleg Novickij e Pëtr Dubrov.
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