STS-124: La nuova modifica ai guanti delle EMU in aiuto degli spacewalkers

Il logo di AstronautiNEWS. credit: Riccardo Rossi/ISAA
Il logo di AstronautiNEWS. credit: Riccardo Rossi/ISAA

Gli spacewalkers dell'STS-124 Ron Garan e Mike Fossum saranno i primi ad utilizzare le proprie tute EMU (Extravehicular Mobility Unit) con la nuova modifica ai guanti, durante le loro tre EVAs pianificate.
Si tratta di alcune patches in Turtleskin cucite sul pollice e sull'indice dei guanti, una modifica classificata come alternativa al sopraguanto di protezione, ideato per evitare l'eccessiva usura ed i tagli riscontrate nei guanti in alcune delle passate EVAs.

STS-124 FRR Review 1 – EMU Glove Modification:
Classificate come “Glove TMG (Thermal and Micrometeroid Garment) Protective Patches”, queste modifiche faranno il proprio debutto con l'STS-124, dopo che in diverse occasioni sono stati riscontrati dei danni ai guanti, dopo le EVAs, a partire dal primo caso riscontrato nella missione STS-116.
Il caso più rilevante accadde a Rick Mastracchio dell'STS-118, al quale venne comandato di rientrare nell'airlock Quest dopo che era stato scoperto un taglio in uno dei suoi guanti, durante l'EVA-3.
Tale taglio venne riscontrato durante un regolare controllo, un processo che ora è basilare nella preparazione delle tute per le EVAs. Tale processo è nato dopo i danni riscontrati nei guanti della tuta di Robert “Beamer” Curbeam, dopo la fine dell'STS-116. Gli ingegneri si erano allora subito messi al lavoro per migliorare la sicurezza dei guanti delle tute EMU.
Con il debutto dell'overglove con l'STS-120, e la seguente sua modifica per l'STS-122, le Turtleskin patches si pensa possano essere la modifica finale per la salvaguardia della sicurezza dei guanti sia delle EMU utilizzate durante le missioni dello Shuttle, che di quelle impiegate per le spacewalks americane.
Questa nuova modifica, in accordo con la EVA Flight Readiness Review (FRR) permetterà di poter eliminare l'obbligo di indossare gli overgloves, migliorando la destrezza e la sensibilità nell'esecuzione dei vari lavori all'esterno.
Il Turtleskin è significativamente più tenace del Vectran, e da quanto si evince dalla EVA FRR, non esiste più l'obbligo di indossare gli overgloves quando si indossano i guanti modificati. Eventuali perdite al rivestimento RTV non obbligherà comunque ad indossare i sopraguanti.
Si effettueranno ispezioni periodiche ai guanti e si scatteranno delle fotografie post-EVA, che verranno successivamente inviate a terra per le opportune valutazioni.
Se i guanti principali vengono giudicati “no-go” al termine dell'ispezione post-EVA, i guanti di backup non vengono modificati in modo tale da permettere la vestizione dei sopraguanti  per tutte le restanti EVAs. Ad ogni modo, i sopraguanti verranno rimossi per permettere l'esecuzione di lavori altrimenti irrealizzabili con gli overgloves. Il Turtleskin è un fitto tessuto in Vectran che ha una significativamente più elevata resistenza al taglio ed alla puntura rispetto alla maglia in Vectran attualmente utilizzata sul palmo del guanto. Queste patches sono cucite sull'esistente pad in RTV. Delle singole patches verranno installate nei guanti principali in zone a rischio (sul pollice e sull'indice). Ciò aumenterà la resistenza al taglio ed alla puntura di quattro volte rispetto ai guanti originali.
La patch consiste in un tessuto impregnato di RTV 3145, un particolare tipo di Teflon pieghettato, e da una striscia aggiuntiva di RTV 3145. Ne risulta così un guanto da due a quattro volte più resistente al taglio del guanto in maglia di Vectran Phase VI, e con una resistenza superiore alle forature.
La sperimentazione delle patches è stata effettuata dal personale dell'NBL (Neutral Buoyancy Laboratory), ed ha portato ad un paio di modifiche da ultimare sui guanti prima della loro certificazione per il volo.
Si sono svolte anche delle valutazioni in una glove box, per familiarizzare gli equipaggi con le nuove modifiche, prima di aggiornare i guanti drll'STS-124 e dell'Increment 17.
Le valutazioni dell'NBL hanno concluso che la soluzione era accettabile per il volo, con l'aggiunta di alcune modifiche: “I testers e gli ingegneri hanno richiesto l'aggiunta di una sottile striscia di RTV sopra la patch per aumentare la presa. E' stato anche richiesto che la patch fosse un po' più piccola per diminuire il contatto fra la patch stessa e la parte inferiore della maglia in RTV.
Ulteriori test in glove box sono stati condotti per valutare le modifiche, i commenti di tecnici ed ingegneri sono stati incorporati nel progetto definitivo.
Gli impatti da MMOD (Micrometeorite and Orbital Dbris) sulle strutture dell'ISS, sono ritenuti essere la causa della maggior parte dei danni ai guanti. Recentemente è stato osservato un impatto su un corrimano dell'Airlock Quest. Anche gli effetti di questi impatti sono stati valutati nella sperimentazione della nuova modifica.
I risultati, sottolineati nella FRR, hanno favorito i guanti con la modifica Turtleskin, benché si sia dimostrato che il rischio che tali MMOD inducano dei danni all'hardware, se non scoperti subito.

Obiettivo: Valutare e confrontare i danni creati da una simulazione di impatto da MMOD sui corrimano per tagliare  il Vectran ed il Turtleskin. WSTF (White Sands Test Facility) ha colpito i corrimano con particelle ad ipervelocità, simulando gli impatti orbitsli. La maglia in Vectran e le Turtleskin sono state esposte agli impatti da MMOD in una tuta pressurizzata per tentare di indurre il danno ai guanti.

Guanto Phase VI in maglia di Vectran (Molded Palm). Risultati: danni indotti dopo una singola esposizione. Il soggetto non è riuscito a a tagliare il Vectran con movimenti lenti ed a alta forza  di presa.  Egli ha tagliato il Vectran utilizzando dei rapidi movimenti di sfregamento nella zona dell'impatto da MMOD, spingendo sul corrimano.

Turtleskin Patch Risultati: Tentativo di tagliare il Turtleskin utilizzando lo stesso movimento che ha rotto la maglia in Vectran. Un tentativo ha Un tentativo ha provocato uno strppo che ha causato un taglio di ¾ di pollice nel tessuto in Vectran. Nessun danno da abrazione superficiale o perdita di RTV (dopo 10 tentativi su ogni guanto).

Sono continuati i cicli sulla stessa area di Turtleskin sui danni da impatti di MMOD. La patch del pollice sinistro ha evidenziato solamente danni da abrasione e perdita dello strato di RTV dopo 50 cicli. Dopo lo stesso numero di cicli è stato osservato un buco nella patch del pollice destro.
Questi test sono comunque più spinti rispetto all'uso nominale dei guanti in orbita.
Con i risultati di cinque sessioni di tests all'NBL, e visto il numero di cicli eseguito (corrispondenti a 10 EVAs), si è avuta l'indicazione che l'integrità del guanto rimane intatta, e le valutazioni ingegneristiche  indicano che la patch è significativamente più robusta del materiale originario del guanto, quindi la modifica è stata certificata per il volo.

I guanti primari destinati alle missioni STS-124 e all'Expedition 17 sono stati adattati con le patch. Gli equipaggi hanno completato la prova di Classe I di vestizione ed hanno accettato i guanti con la modifica.
Visto il livello di fiducia in questa modifica, non sarà previsto l'utilizzo degli overgloves durante l'EVA-1 dell'STS-124.Infatti, l'utilizzo dei sopraguanti entrerà in gioco nel caso in cui verranno utilizzati i guanti di back-up nell'EVA-2 e nella 3, assieme alla preferenza da parte dell'equipaggio di lavorare per la sostituzione di un serbatoio di azoto difettoso.
Come già detto, i primi guanti indossati per l'EVA-1 avranno le Turtleskin patches, e quindi non necessiteranno di sopraguanti. Se saranno richiesti i guanti di back-up per le EVAs 2 e 3, allora si dovranno indossare gli overgloves per via della Overglove Policy come segue: Overglove rimosso per tutti i lavori sul JPM (nuovo hardware). A discrezione dell'equipaggio è possibile rimuovere l'overglove per l'esecuzione dei seguenti lavori NTA: QD (Quick Disconnect), installazione di coperture termiche e lavori sulle connessioni elettriche.
L'EV2 non indosserà gli overgloves mentre sta lavorando con l'NTA sul braccio robotico della Stazione SSRMS. Questo per problemi di sicurezza, infatti la perdita di tatto durante le manovre dell'SSRMS con la Nitrogen Tank Assembly, che se dovesse perdersi potrebbe causare dei danni alle strutture circostanti.
L'EV1 può rimuovere gli overgloves durante la rimozione ed il condizionamento termico dell'NTA ESP3 (per le stesse ragioni dell'EV2). In tutte le altre tasks dovranno essere indossati gli overgloves nel corso dell'EVA, tranne nei casi in cui non sia a rischio la fatica o la sicurezza degli astronauti.
Sia per i guanti principali che per quelli di back-up, le ispezioni avverranno al completamento dei principali compiti e delle varie traslazioni, ed almeno ogni 90 minuti, come indicato nelle procedure dell'EVA.
Il documento FRR copre anche quelle operazioni extraveicolari correlate al SARJ, ai DTO (Detailed Test Objective), incluse le immagini e le informazioni su un nuovo raschietto per il SARJ,  e le operazioni relative all'addizione di un Battery Charge Module (BCM).

Luca Frigerio

Impiegato nel campo delle materie plastiche e da sempre appassionato di spazio. E' iscritto a forumastronautico.it dal Novembre 2005 e da diversi anni sfoga parte della sua passione scrivendo per astronautinews.it. E' consigliere dell'Associazione Italiana per l'Astronautica e lo Spazio (ISAA)