Conclusa la seconda EVA dell’Expedition 45

La seconda EVA (Extra Vehicular Activity) dell’Expedition 45 dopo quella effettuata il 28 ottobre scorso aveva il compito principale di ripristinare la normale configurazione del sistema di raffreddamento associato ad uno dei due canali elettrici dell’impianto fotovoltaico posto sul segmento P6 della International Space Station (ISS).

La ISS possiede otto canali di distribuzione della potenza elettrica, i quali vengono raffreddati tramite un sistema di controllo termico che utilizza la circolazione di ammoniaca il cui calore viene poi dissipato per mezzo di quattro radiatori (uno per ogni segmento dotato di pannelli solari).

A partire dal 2006, il circuito di raffreddamento associato al canale 2B del segmento P6 ha manifestato una serie di problemi legati a delle perdite di ammoniaca. Inizialmente la perdita era molto piccola (circa 700 grammi all’anno) e veniva tamponata aggiungendo periodicamente ammoniaca. Ma nel 2012 il tasso di perdita si alzò considerevolmente tanto da richiedere un intervento che si sperava risolutivo. Il 1 novembre di quell’anno fu eseguita una EVA da parte dell’americana Sunita Williams e del giapponese Akihiko Hoshide che dispiegarono uno dei due vecchi radiatori utilizzati nei primi anni di operazioni della ISS quando era presente il solo segmento P6. Questo è infatti l’unico segmento ad avere questi radiatori aggiuntivi che furono utilizzati dal 2000 al 2007 prima che venisse assemblato l’enorme traliccio (lungo 109 metri) che ora ospita tutti i segmenti con i pannelli solari e molti altri apparati della Stazione Spaziale Internazionale. Nella loro EVA, Sunita e Hoshide dispiegarono il radiatore chiamato TTCR (Trailing Thermal Control Radiator), bypassando il radiatore principale di P6 e deviando il flusso di ammoniaca del canale 2B verso il TTCR. In questo modo ogni perdita associata al radiatore principale, e dovuta ad eventuali impatti di micro-detriti o micro-meteoriti, sarebbe stata interrotta.

L'andamento del contenuto di ammoniaca nei canali 4B e 2B.

L’andamento del contenuto di ammoniaca nei canali 4B e 2B.

Non solo l’intervento del novembre 2012 non ebbe l’effetto desiderato ma, nel maggio 2013 si verificò una perdita ancora più grave con il sistema che si svuotò di quasi tutta l’ammoniaca nel giro di qualche ora. Il circuito dovette essere spento e il giorno 11 maggio gli astronauti americani Christopher Cassidy e Thomas Marshburn condussero una EVA di emergenza per sostituire una pompa, dalla quale fu visivamente osservata la fuoriuscita di ammoniaca. Da allora il circuito 2B non ha più subito perdite e quindi è stata presa la decisione di ritornare ad utilizzare il radiatore principale, operazione affidata all’EVA effettuata venerdì.

L’EVA è iniziata alle 11:22 GMT (erano le 12:22 in Italia) nell’istante in cui Kjell Lindgren e Scott Kelly hanno attivato le batterie delle proprie tute spaziali, chiamate EMU (Extravehicular Mobility Unit). Rispetto alla loro prima EVA, i due astronauti si sono scambiati i ruoli con Lindgren designato leader (EV-1) e contraddistinto dalla tuta con bande rosse e Kelly in qualità di EV-2 con la tuta senza bande colorate. Lindgren è stato il primo ad uscire dal portello esterno del modulo Quest seguito poco dopo da Kelly. Come prima cosa i due astronauti hanno configurato i cavi di sicurezza che collegano le loro EMU alla struttura della Stazione, dopodiché è stato eseguito un ultimo controllo di tute, camere e attrezzi prima di passare al lavoro vero e proprio.

Lindgren ha portato fuori da Quest una sacca contenente un sistema di sfiato da utilizzare successivamente, mentre a Kelly, che portava anche lui una sacca contenente attrezzature, è toccato il compito di chiudere la copertura termica del portello di uscita. I due astronauti si sono quindi diretti verso il segmento P6, che costituisce l’estremità sinistra del traliccio.

La sezione P6, dove è stato riconfigurato il sistema di raffreddamento.

La sezione P6, dove è stato riconfigurato il sistema di raffreddamento.

Una volta arrivati a destinazione i due astronauti hanno dato il via alle operazioni togliendo (tramite la rimozione di quattro viti che la tenevano fissata) una copertura termica che proteggeva due FQDC (Fluid Quick Disconnect Coupling) che forniscono la possibilità di connettere o isolare dal circuito i radiatori. Lindgren ha quindi agito sul FQDC associato al circuito 2B (l’altro è associato al 4B) aprendo, tramite sette rotazioni complete, la relativa valvola e consentendo all’ammoniaca di fluire nuovamente verso il radiatore principale del segmento P6. Il lavoro è stato svolto senza intoppi e al termine è stata rimessa la copertura termica.

I due astronauti si sono quindi divisi, con Lindgren rimasto sul posto per effettuare alcune riconfigurazioni e Kelly che si è spostato lungo il traliccio per preparare il condotto dell’ammoniaca per un rabbocco del sistema.

Lindgren ha iniziato a rimuovere due dispositivi, chiamati SPD (Subject Positioning Devices), che servono ad impedire l’apertura accidentale dei QD (Quick Disconnects). Questi ultimi sono dei connettori per collegare fra loro o con pannelli di distribuzione le varie tubazioni della ISS. Dopo alcuni problemi iniziali, Lindgren è riuscito a rimuovere gli SPD dei due QD agganciati ai bocchettoni M1 e M2 del pannello del sistema di riempimento e svuotamento del circuito che passa attraverso il vecchio radiatore. Dopo aver chiuso le valvole associate ai condotti agganciati a M1 e M2, Lindgren ha rimosso la copertura del bocchettone M3 in modo da potervi agganciare il condotto che si trovava agganciato a M1. Quando l’astronauta ha sganciato il QD da M1 ha però notato una piccola fuoriuscita di ammoniaca tanto che il controllo missione gli ha comunicato di riagganciare il QD a M1 e ripetere la procedura di chiusura della valvola. La fuoriuscita di ammoniaca si è però ripresentata quando Lindgren ha nuovamente sganciato il condotto da M1. A questo punto gli è stato detto di procedere comunque alla connessione del condotto con M3 e all’applicazione della copertura sul bocchettone M1. Il lavoro è proseguito senza altri intoppi ed il pannello è stato lasciato con i bocchettoni M2 e M3 connessi ai condotti ma con le relative valvole in posizione chiusa.

I due FQDC.

I due FQDC.

Nel frattempo Kelly ha lavorato nella zona fra le sezioni P3 e P4 del traliccio. Il suo compito era quello di installare un ponte (jumper) di collegamento per i condotti dell’ammoniaca a delle interfacce su P3 e P4 in modo da colmare un gap lasciato nel condotto per permettere la rotazione del SARJ (Solar Alpha Rotary Joint), l’enorme meccanismo che mette in rotazione i pannelli solari sull’asse del traliccio. Kelly ha dovuto ripetere un primo tentativo di connettere il QD del jumper sul lato di P3 dal momento che la sua tenuta non era soddisfacente. Il secondo QD è stato invece connesso al primo tentativo.

Kelly si è quindi trasferito nella sezione P1 del traliccio, dove si trovano i serbatoi dell’ammoniaca. Qui l’astronauta americano ha riposizionato un jumper dalla posizione sfiato a quella riempimento senza incontrare problemi con i QD.

Sulla sezione P6, Lindgren ha invece proseguito le sue attività togliendo dalla sacca che aveva portato con sé una sorta di tubo con ugello che può essere posizionato in modo da espellere nella direzione desiderata ogni residuo di ammoniaca. Lindgren ha connesso l’ugello al tubo che una volta agganciato al condotto dell’ammoniaca ne permetterà lo sfiato al termine del rabbocco del circuito 2B.

La sacca contenente il sistema di sfiato installato da Lindgren e Kelly per rimuovere l'ammoniaca dai condotti provenienti dal serbatoio una volta terminato il rabbocco.

La sacca contenente il sistema di sfiato per rimuovere l’ammoniaca dai condotti provenienti dal serbatoio una volta terminato il rabbocco.

Il controllo missione di Houston ha quindi comandato l’apertura della valvola del serbatoio dell’ammoniaca permettendo a questa di fluire attraverso i condotti fino alla sezione P5 con Kelly pronto a chiudere velocemente una valvola nel caso avesse notato fuoriuscite del liquido, che però non si sono verificate.

Da parte sua Lindgren ha rimosso un QD (denominato F14) da un bocchettone “cieco” (M14) e lo ha connesso alla linea di riempimento dell’ammoniaca così che questa potesse fluire fino alla sezione P6. Lindgren ha quindi aperto alcune valvole permettendo a 6,5 kg di ammoniaca di fluire (nel corso di 20 minuti) nel sistema di raffreddamento del canale 2B.

Kelly alle prese con il CETA.

Kelly alle prese con il braccetto orientabile del CETA.

Kelly ha quindi cambiato completamente tipologia di lavoro e si è diretto verso la parte destra del traliccio per effettuare delle operazioni su uno dei due CETA (Crew Equipment Translation Aid) della ISS. Si tratta di carrelli che scorrono sugli stessi binari del Mobile Transporter (la base mobile del braccio robotizzato della Stazione) precedendolo o seguendolo e che servono agli astronauti in EVA per posizionarvi attrezzi ed equipaggiamenti particolarmente numerosi o ingombranti. Kelly ha dapprima legato fra loro due lunghe leve di frenatura del carrello fissandole in una determinata posizione. Poi ha rimosso il “gancio traino” del carrello sfilando due spinotti e lo ha legato ad un braccetto orientabile del carrello stesso che a sua volta è stato rimosso, tramite il rilascio di quattro viti, e messo da parte sulla sezione P1. Queste operazioni si sono rese necessarie per ridurre l’ingombro del CETA e permettere in futuro al Mobile Transporter di posizionarsi nella postazione di lavoro numero 1.

Lindgren nel frattempo si è portato presso il TTCR per verificare che non ci fosse nulla che potesse impedire la sua retrazione. Lindgren ha quindi azionato la vite di retrazione facendole fare 49 giri fino a chiusura completa del radiatore. Benché l’operazione di chiusura sia durata solo 2 minuti e mezzo, a quel punto dell’EVA gli astronauti avevano accumulato circa un’ora di ritardo sulla tabella di marcia.

Il TTCR (in verde) ed il radiatore principale (in rosso).

Il TTCR (in verde) ed il radiatore principale (in rosso).

Kelly dirigendosi verso Lindgren si è fermato presso il SARJ dove ha fissato una serie di supporti che si erano allentati provocando delle vibrazioni rilevate tramite la telemetria. A causa del ritardo sulla tabella di marcia, a Kelly è stato detto di lasciar perdere il fissaggio dell’ultimo supporto e di raggiungere Lindgren presso il pannello su cui aveva lavorato all’inizio dell’EVA. Lindgren ha rimosso la copertura del bocchettone M4 al quale doveva agganciare il condotto che avrebbe rimosso da M2 ma dell’ammoniaca ha cominciato ad uscire da M4. Il controllo missione ha quindi detto a Lindgren di rimettere la copertura a M4 e di procedere prima allo sganciamento del condotto da M2, che però non ne ha voluto sapere di sganciarsi. Solo dopo svariati tentativi l’astronauta è riuscito a sganciare il QD, permettendogli di mettere la copertura a M2 e agganciare il QD a M4.

I due astronauti riuniti hanno quindi lavorato, non senza ulteriori problemi causati dalla rigidità del tubo, per terminare l’installazione del sistema di sfiato precedentemente preparato da Lindgren. Dopo che Kelly si è portato a distanza di sicurezza, Lindgren ha aperto la valvola allontanandosi velocemente anche lui per evitare la contaminazione della sua tuta da parte dell’ammoniaca. La valvola è stata tenuta aperta per 17 minuti, durante i quali gli astronauti hanno approfittato per tirare il fiato e per controllare vicendevolmente lo stato delle loro EMU.

Tornando al lavoro, Lindgren ha sganciato il QD F14 e lo ha riagganciato al connettore M14. Poi ha rimosso il tubo e l’ugello di sfiato rimettendoli nella sacca. Nel frattempo Kelly ha tolto il ponticello fra P3 e P4 che aveva precedentemente installato ripristinando la possibilità di rotazione del SARJ. Mentre i due astronauti effettuavano queste operazioni, i giroscopi della ISS che ne controllano l’assetto sono arrivati vicino al punto di saturazione. La loro de-saturazione viene eseguita tramite l’accensione dei propulsori della ISS posizionati nella sezione russa ma queste accensioni sono generalmente evitate durante una EVA e comunque con il radiatore TTCR che non era ancora stato fissato nella sua posizione di chiusura, ogni manovra propulsiva era espressamente vietata. Con l’EVA che a quel punto era molto in ritardo sui tempi previsti e con il fissaggio del TTCR e della successiva installazione di una copertura termica che avrebbero comportato un’altra ora e mezza di lavoro, il controllo missione ha quindi deciso di cancellare queste due attività e anzi di far riaprire nuovamente il radiatore per permettere al più presto la manovra di de-saturazione.

Lindgren mentre aziona la vite per dispiegare nuovamente il TTCR.

Lindgren (del quale si vede solo la mano sinistra) mentre aziona la vite per dispiegare nuovamente il TTCR.

Mentre Lindgren iniziava il ridispiegamento del radiatore, la ISS cominciava ad andare fuori dalla sua attitudine nominale tanto che il controllo missione ha comunicato all’astronauta giapponese Kimiya Yui (che assisteva dall’interno della ISS i suoi due colleghi in EVA) di prepararsi per uno scenario di perdita dei contatti con Houston nel caso i giroscopi non potessero essere de-saturati in tempo. Con una corsa contro il tempo, non appena Lindgren ha comunicato la piena estensione del TTCR il sistema di controllo attitudinale è stato passato alla parte russa che con i suoi propulsori ha infine de-saturato i giroscopi.

A quel punto gli astronauti in EVA hanno avuto l’ultimo compito di riportare dentro Quest la sacca contenente il sistema di sfiato utilizzato nel circuito di rabbocco dell’ammoniaca, operazione eseguita da Lindgren, e riconfigurare il jumper del serbatoio dell’ammoniaca dalla posizione riempimento a quella sfiato, attività effettuata da Kelly. Quest’ultimo è entrato per primo all’interno di Quest seguito da Lindgren. La ripressurizzazione del modulo è iniziata alle 19:10 GMT (le 20:10 in Italia) concludendo ufficialmente l’EVA dopo 7 ore e 48 minuti dal suo inizio.

Per quest’anno non sono pianificate altre EVA sulla ISS, e quindi il 2015 si dovrebbe concludere con 6 uscite extra veicolari effettuate, cioè una in meno rispetto allo scorso anno sebbene il tempo complessivo passato in EVA quest’anno è a quota 39,6 ore contro le 36,7 del 2014.

I due astronauti ritornano verso Quest per terminare la loro EVA.

I due astronauti ritornano verso Quest per terminare la loro EVA.

Fonte: NASA

Image credits: NASA

In copertina: Scott Kelly (a sinistra) e Kjell Lindgren protagonisti delle due EVA effettuate dall’Expedition 45.

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Paolo Baldo

Sono nato a Trento, dove vivo e lavoro. Fra i miei molti interessi l'astronautica occupa un posto privilegiato. La mia passione mi ha portato ad incontrare molti astronauti (di tutti i programmi spaziali occidentali, dal Mercury all'ISS) in svariati eventi pubblici.

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