Problema elettrico al canale 3A della ISS

La ISS al momento ha perso uno degli otto canali adibiti alla generazione di potenza elettrica probabilmente a causa di un corto circuito in un componente chiamato Sequential Shunt Unit (SSU).
Gli altri sette canali comunque continuano a funzionare in modo regolare e nessun sistema o payload è stato per il momento disattivato; la situazione tuttavia è seria e abbastanza critica.

Gli otto grandi pannelli solari della ISS, Solar Array Wing (SAW),  forniscono la potenza elettrica necessaria per alimentare l’intero segmento internazionale della ISS (USOS), ciascuno degli otto pannelli è collegato ad una canale indipendente.
Ogni pannello, genera tra i 150 e 170 Volt in Corrente Continua (VDC), questa fluttuazione è regolata dalla Sequential Shunt Unit (SSU) su una media di 160 VDC, chiamata anche tensione primaria.

La telemetria della console SPARTAN.

La telemetria della console SPARTAN.

Dalla SSU la tensione primaria viene quindi portata alla Direct Current Switching Unit (DCSU) che regola da quali canali prelevare la potenza durante il giorno o da quali batterie attingere durante la notte.
Quando ad esempio la ISS si trova illuminata dal Sole, la DCSU convoglia parte della potenza ad una delle quattro Main Bus Switching Units (MBSU) e parte alla Battery Charge/Discharge Unit (BCDU) che appunto governa la carica delle batterie usate durante i periodi di buio.
Durante le notti, quando i pannelli non generano potenza, la DCSU mette in comunicazione diretta le batterie e le MBSU.

Ognuno degli otto canali, denominati 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B, 4A e 4B, ha la stessa architettura, ciascuno è dotato dei componenti suddetti, fatta eccezione delle MBSU che sono solo quattro, una per ciascuna una coppia di DCSU. Tutto questo hardware si trova all’esterno della ISS.
Dalle MBSU la tensione viene poi portata alle  DC to DC Conversion Units (DDCU) che trasformano i 160 VDC in 124 VDC, chiamati tensione secondaria. I 124 VDC alimentano poi i vari carichi della ISS.

Lo scorso 8 maggio un interruttore circuit breaker, Remote Bus Isolator-1 (RBI-1), nella Direct Current Switching Unit-3A (DCSU-3A) è scattato a causa del rilevamento di una corrente negativa.
Questo fatto ha causato un reset automatico dell’unità, Power On Reset (POR), interrompendo così effettivamente il flusso di potenza dal canale 3A, che è situato sullo Starboard 4 (S4) Truss.
Il canale 3B è entrato subito in aiuto facendosi carico di tutti i servizi attaccati anche al 3A. Durante questo breve periodo di riconfigurazione automatica alcuni payload hanno perso temporaneamente potenza, tra cui anche AMS.

I dati attuali indicano che la SSU-3A è tornata nuovamente in linea, tuttavia il breaker RBI-1 è rimasto in posizione aperta, isolando ancora la DCSU-3A e così l’intero canale 3A.
Al momento si ipotizza che la causa di questo comportamento anomalo possa essere un cortocircuito all’interno della SSU-3A.

La SSU-3A è lo scatola metallica più grande alla base del cilindro (Mast Canister Assembly - MCA).

La SSU-3A è lo scatola metallica più grande alla base del cilindro.

Questo evento sembra essere simile ad uno già occorso nel settembre 2012 quando il RBI-1 nella DCSU-3A era rimasto aperto a causa di un flusso di corrente eccessivo causato da un cortocircuito in uno degli 82 condensatori presenti nella SSU-3A. In quell’occasione il corto aveva fatto bruciare un condensatore, ma i rimanenti 81 erano stati giudicati sufficienti per far svolgere alla SSU il suo normale compito. Il problema era stato risolto ripristinando lentamente la potenza al canale 3A e richiudendo manualmente il RBI-1.

Questa volta il guasto sembra essere leggermente diverso e un po’ più complesso, tuttavia sono ancora in corso le indagini e non è stata identificata ufficialmente ancora una causa precisa.

Al momento gli impatti della perdita del canale 3A non sono particolarmente significativi, per il fatto che il 3B supplisce a questa mancanza. Tuttavia i problemi potrebbero insorgere al momento del docking Soyuz 39S: durante questa manovra infatti i pannelli solari vengono ruotati e bloccati per proteggerli dalle accensioni dei propulsori di manovra della Soyuz e dai carichi strutturali scambiati durante la manovra.
Il blocco dei pannelli solari ha come conseguenza principale il fatto che questi non sono più posizionati direttamente al Sole, con il risultato di avere a disposizione meno potenza elettrica. L’avere un canale isolato in quel caso potrebbe iniziare ad essere un problema.
In aggiunta a tutto ciò sta per iniziare un periodo di alto beta-angle, cioè un periodo in cui il Sole illumina direttamente la ISS di lato e una sola coppia di pannelli solari risulta illuminata direttamente.

Mentre il problema del 2012 era stato risolto da Terra con un po’ di throubleshooting e vari comandi inviati alla ISS, al momento sono ancora in corso le valutazioni e  si sta ancora discutendo circa interventi necessari in questo caso. Al momento non è stata ancora discussa la possibilità di intervenire con una EVA. In particolare il guasto di una SSU non è listato fra le occorrenze che richiedono una Critical Contingency EVA (CCE), questo permette di avere un po’ più di tempo per analizzare approfonditamente il problema.

Nel frattempo all’equipaggio è stato chiesto di scattare alcune fotografie alla SSU-3A per valutare se il guasto possa essere stato causato dall’impatto con un Micro Meteoroid Orbital Debris (MMOD).

Se si rendesse necessario eseguire una EVA comunque si tratterebbe di un lavoro piuttosto semplice, le SSU infatti sono delle grandi scatole che possono essere sostituite facilmente rimuovendo solamente una manciata di bulloni.

Fonte: NSF.

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Filippo Magni

Appassionato di spazio, studente di ingegneria aerospaziale presso il Politecnico di Milano. Collabora all'amministrazione del forum come "Operations Officer". Scrive su AstronautiNEWS da maggio 2009.

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