Giovedì 22 dicembre 2022 due astronauti della NASA Josh Cassada e Frank Rubio hanno condotto una passeggiata spaziale fuori dalla Stazione Spaziale Internazionale (ISS) per installare un quarto nuovo iROSA (ISS Roll-Out Solar Array). L'attività extra-veicolare (EVA) ne segue una precedente compiuta il 2 dicembre quando era stato installato il terzo iROSA.
La terza EVA della coppia era prevista per mercoledì 21 dicembre, ma è stata rinviata all'ultimo minuto quando i controllori hanno stabilito che un pezzo di detrito orbitante di razzi russi sarebbe passato pericolosamente vicino alla ISS, rendendo necessaria una manovra di evitamento dei detriti predeterminata (PDAM) per spostare la stazione in modo sicuro fuori dal percorso ma ritardando la passeggiata spaziale di 24 ore. Il PDAM è avvenuto alle 13:42 UTC del 21 dicembre, utilizzando i motori della navicella spaziale Progress MS-20, tenuti accesi per 10 minuti e 21 secondi. Senza la manovra, gli ingegneri della NASA hanno stimato che i detriti spaziali sarebbero potuti passare a meno di 400 metri dalla stazione.
Rubio e Cassada hanno ripreso i preparativi per la passeggiata spaziale giovedì, hanno indossato le tute pressurizzate autonome e sono usciti dalla camera di equilibrio Quest per iniziare il loro lavoro con l'array solare. La passeggiata spaziale US EVA-83 è iniziata ufficialmente quando gli astronauti hanno attivato le loro tute spaziali con l'alimentazione della batteria interna alle 13:19 UTC. Gli astronauti si sono diretti a dritta, o destra, del traliccio di energia solare del laboratorio, dove il braccio robotico della stazione ha posizionato due nuove unità ISS Roll-Out Solar Array, o iROSA, dopo averle estratte dal bagagliaio della capsula cargo Dragon di SpaceX. La navicella spaziale Dragon ha consegnato i pannelli solari alla stazione spaziale il 27 novembre, insieme a diverse tonnellate di rifornimenti ed esperimenti.
Rubio e Cassada avevano trasferito la prima unità iROSA al segmento di traliccio di destra 4, o S4, della stazione spaziale durante una passeggiata spaziale eseguita il 3 dicembre. Giovedì, lo spacewalker ha completato compiti simili per spostare l'altra unità iROSA sul lato opposto del power truss, che si estende come un campo di calcio.
Nell'immagine gli astronauti NASA Frank Rubio e John Cassada protagonisti dell'attività extra-veicolare US EVA-83 sulla ISS. Credito: NASA.
I nuovi pannelli solari vengono avvolti attorno a bobine per il lancio e poi srotolati come un tappetino da yoga una volta installati sulle loro staffe di montaggio sulla stazione spaziale. Dopo aver rilasciato i bulloni e le restrizioni di lancio sulla bobina dell'array solare, Cassada ha preso posizione su un sistema di ritenuta per i piedi all'estremità del braccio robotico di costruzione canadese e ha portato l'unità iROSA da 340 chilogrammi alla porta 4, o segmento di traliccio P4.
Rubio e Cassada hanno posizionato la bobina su una staffa di montaggio posizionata sul traliccio P4 durante una passeggiata spaziale l'anno scorso. Hanno aperto l'unità iROSA sul suo cardine, quindi hanno installato i bulloni per fissarla in posizione e hanno accoppiato i connettori elettrici per collegare la nuova unità iROSA al sistema elettrico della stazione spaziale. Quindi gli astronauti hanno inserito un cavo a Y per instradare l'energia generata sia dal nuovo impianto solare di lancio che dal pannello solare P4 originale nella rete elettrica del laboratorio. La staffa di montaggio collega i nuovi array ai canali di alimentazione e ai giunti rotanti della stazione, che mantengono le ali solari puntate verso il Sole mentre la navicella spaziale corre intorno alla Terra a più di 27.358 km/h.
Una volta che la nuova unità iROSA è stata integrata meccanicamente ed elettricamente sul traliccio P4 della stazione, gli astronauti hanno rilasciato i morsetti mantenendo l'array solare di roll-out avvolto nella sua configurazione di lancio. Ciò ha consentito all'array solare di srotolarsi gradualmente utilizzando l'energia di deformazione nei bracci compositi che sostengono la coltre solare. Il design del meccanismo di dispiegamento elimina la necessità di motori per espellere il pannello solare. I bracci di supporto in fibra di carbonio sono stati ripiegati contro la loro forma naturale per essere riposti durante il lancio.
Ci sono voluti circa 10 minuti perché il pannello solare si srotolasse nella sua configurazione completamente estesa, che si estende per circa 19 metri per 6, circa la metà della lunghezza e metà della larghezza dei pannelli solari originali della stazione. La copertura dell'array solare è inclinata rispetto al pannello solare originale sul traliccio P4, consentendo alla luce solare di illuminare sia i nuovi che i vecchi array. Nonostante le loro dimensioni ridotte, ciascuno dei nuovi array genera all'incirca la stessa quantità di elettricità di ciascuno dei pannelli solari esistenti della stazione.
Una volta che l'array solare è stato dispiegato, gli astronauti hanno regolato i bulloni di tensionamento per fissare iROSA in posizione. Una volta che Rubio e Cassada hanno terminato il loro lavoro, sono tornati al modulo Quest e hanno ripressurizzato il compartimento della camera di equilibrio per concludere la passeggiata spaziale alle 20:27 UTC. L'escursione è durata in totale 7 ore e 8 minuti. La passeggiata spaziale di giovedì è stata la terza nelle carriere di Cassada e Rubio, e la 257esima passeggiata spaziale dal 1998 a sostegno dell'assemblaggio e della manutenzione della Stazione Spaziale Internazionale (ISS).
Nell'immagine gli astronauti NASA Frank Rubio e John Cassada durante l'attività extra-veicolare US EVA-83 sulla ISS. Credito: NASA/TV.
L'installazione dei nuovi array segna uno sforzo continuo per installare almeno sei iROSA sulla stazione spaziale come parte di un programma di aumento della potenza iniziato nel 2021. La prima passeggiata spaziale del 2 dicembre si era concentrata principalmente sull'installazione di un iROSA sul canale di alimentazione 3A sul traliccio di tribordo della ISS. Tuttavia, un evento non correlato, avvenuto il 23 novembre sul canale elettrico 1B ha aggiunto un elemento a questa EVA.
Secondo la NASA, il 23 novembre, “Sequential Shunt Unit (SSU) 1B ha subito due power on reset (POR) e poi è scattata. I team di terra hanno eseguito un Seamless Power Channel Handover (SPCH) passaggio dei carichi dal canale 1B al canale 1A per ripristinare l'alimentazione ai carichi del canale 1B.” "Dopo una revisione iniziale dei dati, le squadre di terra hanno raccomandato di lasciare il Canale 1B in derivazione ed eseguire un'indagine dell'1B [l'ala dell'array solare] per raccogliere ulteriori dati per le indagini". Il 26 novembre, i membri dell'equipaggio avevano scattato foto della base dell'ala del pannello solare per le indagini.
Durante l'EVA del 2 dicembre, gli astronauti Josh Cassada e Frank Rubio avevano scollegato un cavo per garantire che il canale di alimentazione 1B potesse essere riattivato, con l'obiettivo di ripristinare il 75% della funzionalità dell'array e garantire che le batterie collegate si caricassero ai livelli previsti. Per l'EVA del 22 dicembre, Cassada e Rubio hanno ripetuto quasi tutte le stesse procedure iROSA, questa volta installando il quarto array sul canale di alimentazione 4A. Ciò lascia due iROSA da installare in base al contratto originale per sei iROSA tra NASA e Boeing, che verranno entrambi lanciati insieme nell'estate del 2023. L'opzione per aggiungere un settimo e un ottavo iROSA esiste se la NASA decidesse di esercitarne l'opzione.
Gli iROSA fanno parte di un piano della NASA per riportare la capacità di generazione di energia della ISS a quello che era essenzialmente quando le otto ali originali a pannelli solari furono lanciate tra il 2000 e il 2009. Con il posizionamento di sei iROSA sulla stazione, il laboratorio orbitale sarà nuovamente in grado di produrre 215 kW di potenza per le sue esigenze scientifiche e operative. Gli array originali, come previsto, si sono degradati in termini di efficienza nel tempo e ora sono in grado di generare solo circa 160 kW. Ogni nuovo iROSA contribuirà con circa 10 kW di potenza alla ISS.
Dopo il lancio e l'installazione dei primi due iROSA sulla ISS nel 2021, le lezioni apprese hanno portato a lievi modifiche al terzo e al quarto iROSA lanciati con CRS-26. "Ci sono state un paio di cose operative che abbiamo imparato," ha detto Matt Mickle, Senior Manager Boeing per i progetti di sviluppo della ISS, in un'intervista con NASASpaceflight. "C'è stata un po' di interferenza quando gli iROSA sono stati srotolati e abbiamo dovuto lavorarci durante le prime EVA". Gli iROSA vengono lanciati incernierati e vengono quindi montati sui contenitori dell'albero della stazione degli array originali. Durante lo spiegamento dopo l'attaccamento, i giochi sono diventati un problema. "Quindi abbiamo apportato alcune piccole modifiche al design per allungare uno slot che consente alla staffa che si trova sulla struttura di montaggio di avere spazio libero in modo da non avere più quell'interferenza," ha aggiunto Mickle.
Un altro elemento notato durante le prime due installazioni di iROSA e che ha comportato una modifica al terzo e al quarto array, è relativo ai relativi frangisole. "Un'altra cosa che abbiamo notato quando abbiamo dispiegato i pannelli solari è stata la deformazione e lo spostamento dei frangisole". I frangisole proteggono dal Sole le strutture più lunghe degli array originali per evitare che subiscano carichi termici e strutturali.
Nella foto la stazione spaziale fotografata dall'equipaggio di Crew2 durante l'allontanamento della Crew Dragon della ISS nel novembre 2021. A sinistra i primi due iROSA installati sopra i vecchi pannelli solari. Credito: NASA.
“C'era un po' di cedimento in questo,” ha osservato Mickle, “quindi abbiamo apportato una piccola modifica al design. Utilizziamo un cavo più sottile su cui sono dispiegati i frangisole, lo abbiamo testato a terra e sembra fantastico. E poi abbiamo anche aggiunto un'ulteriore cerniera per prevenire parte della deformazione.”
Infine, una terza lezione appresa dai primi due iROSA riguardava la gestione dell'equipaggio durante il processo di installazione orbitale. "Dopo che [gli iROSA] sono stati rimossi dall'attrezzatura di supporto al volo e il membro dell'equipaggio li ha traslati nella struttura della stazione spaziale per essere attaccati, le posizioni del corrimano lo hanno reso un po' scomodo per il tempo che hanno dovuto aggrapparsi ad esso, ” ha raccontato Mickle. È stata ora apportata una modifica operativa per l'equipaggio, che consente loro di utilizzare un cavo multiuso da attaccare ai corrimano per renderlo più confortevole durante il processo di traslazione.
Se durante l'installazione del terzo e del quarto iROSA si dovessero riscontrare ulteriori elementi di interesse, ci sarebbe tempo per apportare lievi modifiche alle procedure operative e potenzialmente agli array stessi, dato che il prossimo set non è programmato per il lancio fino a giugno 2023 sulla Missione CRS-28 di SpaceX. Mentre gli iROSA dovrebbero essere lanciati poco prima della loro installazione, come è avvenuto con i primi due set di array ed è il piano per il terzo, c'è un modo per conservare gli iROSA all'esterno della ISS, se necessario. "Una delle cose che guardiamo è l'ambiente termico nel quale verrebbero stivati," ha osservato Mickle. “Vogliamo assicurarci che, poiché il design degli iROSA è fondamentalmente un array arrotolato che ha energia potenziale immagazzinata in un boom che consente agli iROSA di essere dispiegati senza alcun tipo di motore, vogliamo assicurarci che quell'energia potenziale sia ancora in grado di eseguire il dispiegamento completo.”
Per fare ciò, gli array, se dovevano essere immagazzinati prima dell'installazione, sarebbero stati immagazzinati in un'area termicamente benigna all'esterno della stazione. I sette membri dell'equipaggio della Spedizione 68 hanno concluso la settimana lavorativa ripulendo dopo la passeggiata nello spazio e svolgendo una serie di operazioni di ricerca. Gli abitanti dello spazio trascorreranno un fine settimana tranquillo osservando le vacanze di Natale in orbita attorno alla Terra a bordo della Stazione Spaziale Internazionale (ISS).
Nella foto i cosmonauti Roscosmos Anna Kikina ed il Comandante di Spedizione 68 Sergej Prokop'ev al lavoro all'interno del modulo Zvezda della ISS. Credito: NASA.
Gli ingegneri di volo della NASA Frank Rubio e Josh Cassada hanno lavorato per tutto venerdì a ripulire dopo aver condotto la passeggiata spaziale di sette ore e otto minuti giovedì. I due hanno iniziato la giornata con i normali controlli sanitari post-passeggiata spaziale e si sono misurati reciprocamente la temperatura, la pressione sanguigna, il polso e la frequenza respiratoria. Successivamente, Rubio e Cassada hanno riposto gli strumenti all'interno della camera di equilibrio Quest e hanno riempito i serbatoi d'acqua all'interno delle loro unità di mobilità extra-veicolare (EMU), note anche come tute spaziali.
Le operazioni scientifiche sono continuate a bordo del laboratorio orbitante venerdì con l'ingegnere di volo della NASA Nicole Mann che si è attaccata dei sensori e ha pedalato su una cyclette. Stava lavorando per l'indagine Cardiobreath che osserva come i sistemi cardiovascolare e respiratorio di un astronauta influenzano la pressione sanguigna in assenza di gravità. L'ingegnere di volo Koichi Wakata della Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) ha lavorato tutto il giorno nel modulo di laboratorio di Kibo per la manutenzione di una varietà di hardware di ricerca e componenti elettronici.
Il comandante di Roscosmos Sergej Prokop'ev ha lavorato a due diversi esperimenti scientifici a partire da venerdì con la ricerca cardiaca, per poi trascorrere il pomeriggio esplorando modi per pilotare veicoli spaziali e robot futuristici. L'ingegnere di volo Dmitri Petelin ha iniziato la giornata con uno studio di fisica spaziale prima di ricercare modi in cui gli equipaggi internazionali e i controllori di missione possono migliorare le comunicazioni. L'ingegnere di volo Anna Kikina ha quindi assistito Prokop'ev al mattino con lo studio del cuore, quindi ha concluso la sua giornata installando l'attrezzatura per l'osservazione della Terra.
Intanto i tecnici e responsabili dell'agenzia spaziale russa ROSCOSMOS stanno valutando le azioni da intraprendere per la perdita di liquido refrigerante dalla capsula Sojuz MS-22, attraccata alla stazione spaziale e che dovrebbe servire per riportare l'equipaggio di Spedizione 68, composto dal Comandante Prokope'v, l'ingegnere di volo Petelin e l'astronauta NASA Rubio, sulla Terra il prossimo marzo. Fra le opzioni l'utilizzo della capsula così com'è oppure anticipare il lancio ed inviare la Sojuz MS-23 vuota sulla stazione ed utilizzare quella per riportare i tre sulla Terra. In questo secondo caso la Sojuz MS-22 verrebbe sganciata senza equipaggio e con guida automatica per un rientro nell'atmosfera. Entro la prossima settimana dovrà essere presa, assieme ai partner della ISS, una decisione in merito.
GOOGLENEWS
