Libera traduzione e adattamento dell’articolo “Orbital operations” di Neville Kidger, pubblicato sul numero del mese Febbraio 2005 Vol. 47 della rivista “Spaceflight” della BIS.
I due membri dell’Expedition 10, il Comandante Leroy Chiao ed il Flight Engineer Salizan Sharipov, hanno trascorso il primo intero mese, dei sei previsti a bordo dell’ISS, svolgendo le normali manutenzioni dei sistemi della Stazione, gli esperimenti medici, le osservazioni scientifiche, gli esercizi fisici quotidiani e le interviste televisive.
I momenti salienti di questo periodo, sono stati una manovra di reboost orbitale e ed una rara procedura di re-docking della Soyuz.
Il 26 Ottobre, poco dopo la partenza dell’equipaggio dell’Expedition Nine e del ricercatore ospite Yuri Shargin, Chiao ha attivato la fotocamera studentesca EarthKAM, installata sul finestrino del Laboratorio Destiny. In cinque giorni di riprese, l’apparecchio fotografico ha effettuato circa 800 scatti della Terra, usando due tipi di lenti. Queste immagini sono state inserite, come di consuetudine, dagli studenti sull’omologo sito internet.
Al lavoro in orbita
La NASA ha riferito che i due avevano " ricevuto l’informazione da parte del Mission Control che la telemetria del generatore di ossigeno Elektron era normale, e che si ritiene che l’apparecchio possa essere utilizzato 24 ore su 24." L’Elektron veniva utilizzato solo durante i periodi di veglia dell’equipaggio fino a quando Sharipov, in collaborazione con il Comandante dell’Expedition 9 Gennady Padalka, non sono riusciti a montare nell’apparecchio dei nuovi componenti ristabilendone la piena funzionalità.
Nel corso della prima settimana di lavoro di Novembre è stata svolta una sessione di due giorni con l’esperimento Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravity (ADUM), nella quale i soggetti in esame erano entrambi i componenti dell’equipaggio. L’esperimento indaga sulla possibilità da parte dell’equipaggio di eseguire esami con gli ultrasuoni, dopo essersi sottoposti ad un addestramento con il computer. I dati della scansione svolta in orbita sono stati inviati a dei medici a terra, dove sono stati valutati per la formulazione delle diagnosi.
L’ente spaziale americano ha informato anche che i due uomini hanno partecipato ad un’esercitazione di emergenza medica, il 4 Novembre, usando l’equipaggiamento Crew Health Care Systems in dotazione. Chiao ha trascorso del tempo nel Destiny aiutando gli ingegneri a terra nel caricamento del nuovo software di navigazione nei computers dell’Avionics Rack del Laboratorio. Purtroppo la procedura è stata sospesa quando Chiao ha incontrato delle difficoltà nel trasferimento del firmware da un laptop computer.
Sharipov ha riposizionato il detector per le radiazioni Tissue Equivalent Proportional Counter (TEPC), dall’interno del Laboratorio alla cuccetta TeSS usata da Chiao (inavvertitamente, era stato spostato un altro detector che è poi stato rimesso al suo posto debitamente contrassegnato per evitare errori futuri).
Chiao (che nel frattempo è diventato il primo americano a dare il suo voto elettronico per le presidenziali USA dallo spazio) ha raccolto i dati acustici dai detectors di 46 diverse posizioni in tutto il Complesso. Inoltre, i due astronauti hanno indossato per un intero giorno dei dosimetri acustici individuali.
Il 6 Novembre il Comandante ha raccolto, tramite degli appositi tamponi, dei campioni dalle superfici dei pannelli del modulo Zarya, alla ricerca di eventuale crescita microbica, oltre ad aver raccolto campioni di aria per le relative analisi.
Uno degli obiettivi della seconda settimana di Novembre, è stata una sessione di famigliarizzazione con il manipolatore robotico della Stazione, Canadarm2. Queste sessioni di pratica sono sempre programmate all’inizio di ogni Expedition, per far lavorare un po’ il braccio robotico e per impratichire gli astronauti.
L’8 Novembre Chiao, al lavoro dal Laboratorio Destiny, ha usato il braccio per fornire agli ingegneri della Mission Evaluation Room del Mission Control, delle immagini di un pannello protettivo esterno del modulo. Nel corso dell’ultima missione di uno Space Shuttle sull’ISS nel Novembre del 2002 (STS-113/11 A), era stato identificato un possibile danno alla chiglia.
Chiao ha posizionato il braccio in modo tale da permettere alle sue telecamere di zoomare sull’area in questione. Le immagini hanno aiutato gli ingegneri a determinare che il danno non era stato causato da una micrometeorite o da spazzatura spaziale. L’ammaccatura piatta sembrava essere simile a quelle apparse sugli scudi esterni del modulo Unity.
Le analisi degli ingegneri hanno determinato che le deformazioni sono apparse nei triangoli anteriori e posteriori dei rivestimenti esterni, probabilmente a causa delle variazioni di temperatura. Ad ogni modo "la forma e la funzionalità degli scudi esterni non è inficiata), ha concluso la NASA.
Il 12 Novembre Chiao ha spostato il Canadarm2 in una posizione tale da favorire le riprese della manovra di re-docking della Soyuz TMA-5 pianificata per la fine del mese.
Fra le varie attività manutentive quotidiane di bordo, Sharipov, all’inizio della settimana, ha impiegato parte del suo tempo nell’accurata pulizia delle griglie e dei fans del Segmento Russo, e nell’ispezione della chiglia interna del modulo Zvezda, dietro a dei pannelli selezionati e sotto il tappeto rotante TVIS, alla ricerca di umidità, muffa, corrosione e piccoli crateri. Usando un tovagliolo umido per pulire la polvere dalle superfici e dalle tubazioni, Sharipov ha notato che esse erano essenzialmente pulite, anche se c’erano delle piccole crepe ai margini delle aree esaminate.
Il cosmonauta ha anche lavorato all’interno del modulo di rientro della Soyuz TMA-5, esaminando il pannello di controllo denominato “Neptune ME”, per tentare di risolvere un problema sorto durante la manovra di approccio all’ISS del 15 di Ottobre. Il test ha rivelato un problema di configurazione fra due displays del pannello, e quindi la soluzione di esso è stata scritta all’interno delle procedure operative dello stesso pannello, per i prossimi voli delle capsule TMA.
Sul finire della settimana, Chiao ha lavorato ancora con l’esperimento BCAT del Destiny, scattando anche delle fotografie. L’astronauta americano si è anche esercitato con l’esperimento InSpace Soldering Experiment, sempre nel Laboratorio, per continuare la serie di dimostrazioni del sabato (Saturday Science Workshops).
La riparazione delle tute da EVA americane
Il 10 Novembre, Chiao ha tentato di riparare la pompa del sistema di raffreddamento della tuta EMU da EVA (#3005) il cui guasto venne scoperto durante i controlli pre-EVA da Gennadi Padalka e Michael Finke dell’Expedition Nine, agli inizi del 2004. La NASA ha informato che Chiao ha sospeso il suo lavoro “quando non è riuscito a trovare un pezzo di ricambio. I controllori hanno terminato la ricerca Giovedì 11 Novembre, e valuteranno il da farsi.” Le tute extraveicolari americane verranno riutilizzate solamente con il ritorno al volo degli Space Shuttle, ed un nuovo pezzo di ricambio dovrà essere spedito alla Stazione con la prossima Progress carica di rifornimenti, nel mese di Dicembre.
L’11 Novembre l’agenzia ha riferito che un interruttore, che interessava diverse apparecchiature dell’equipaggio, era saltato. Esso è rimasto off line mentre l’equipaggio ed i team di terra hanno riconnesso l’equipaggiamento interessato, nella fattispecie, un laptop, il ciclo-ergometro ed una luce.
L’ISS perde il controllo dell’assetto
La NASA il 10 Novembre ha annunciato che l’orbita dell’ISS aveva avuto un calo vistoso, dovuto al picco di emissione di particelle energetiche da parte del Sole avvenuto il giorno prima. In condizioni normali, l’orbita della Stazione decade di circa 160 m al giorno, ma nel corso delle 24 ore precedenti, i controllori hanno notato che il calo aveva raggiunto i 400 metri, e nel corso della giornata del 10 Novembre si erano già raggiunti i 200 metri. Una manovra di reboost era già in programma per il 17 Novembre, ed avrebbe colmato questa anomalia.
La settimana lavorativa del 15 Novembre è iniziata come al solito con i tests medici riguardanti le analisi del sangue, l’esperimento SPRUT-K per lo studio dello spostamento dei fluidi del corpo umano in condizioni di assenza di peso, ed uno studio delle condizioni cardiovascolari nel corso di una sessione di esercizi con la cyclette statica dello Zvezda.
La NASA ha dichiarato che nel Laboratorio Destiny è stato condotto un altro esperimento denominato Serial Network Flow Monitor (SNFM), che usa del software installato dall’equipaggio per monitorare le comunicazioni, ed analizzare l’ammontare del flusso di dati esistente fra i vari payloads.
Sharipov ha sostituito una batteria da 800A nello Zvezda, il 15 Novembre, ed assieme a Chiao ha completato altri lavori di servizio sull’unità Elektron, sul sistema statunitense di rivitalizzazione dell’aria, sul sistema di gestione dell’acqua e sugli altri sistemi di supporto vitale, il tutto nei primi giorni della settimana. Il russo è stato anche occupato in una lunga ricognizione fotografica dei pannelli e delle pareti del modulo Zarya, ed in un completo check del sistema interno di comunicazione del Segmento Russo.
I due hanno anche iniziato a raccogliere e stivare il materiale di rifiuto sulla Progress M-50, che si staccherà dal complesso alla fine del mese di Dicembre per andare a disintegrarsi nell’atmosfera terrestre. Fra il materiale di rifiuto vi erano le urine pompate nelle taniche che prima contenevano l’acqua di rifornimento.
Un reboost parziale
Alle 13:12 GMT del 17 Novembre, sono stati accesi i motori della Progress M-50 per un totale di 548.6 secondi, per innalzare l’orbita della Stazione in vista del lancio pianificato per il 23 Dicembre del cargo Progress M-51. Ad ogni modo, il TsUP di Korolev ha riferito che il previsto incremento di altitudine di 4.4 Km non era stato raggiunto, e che l’orbita era stata alzata di appena 2.9 Km. Gli ingegneri hanno subito avviato un’indagine, ed un portavoce del TsUP ha dichiarato che il lancio della M-51 poteva essere rinviato. Dal canto suo, la NASA ha dichiarato che “l’utilizzo del carburante di uno dei due serbatoi della Progress, piuttosto che quello del serbatoio dello Zvezda, ha causato una performance dei motori inferiore al dovuto.”
Tuttavia, il 22 Novembre, uno status report interno della NASA ha riferito che i russi avevano determinato la causa della scarsa spinta in un “errore umano”. Il TsUP ha informato che i nuovi parametri orbitali del Complesso erano: altitudine 377.2 x 355 Km; periodo 91.65 minuti, inclinazione 51.66 gradi.
Il lavoro sulle tute da EVA russe
Il 17 Novembre, Sharipov ha iniziato il lavoro sulle tute russe da EVA Orlan svolgendo un test funzionale su una (#27), e rimovendo le parti ancora utili da un’altra (#12), oramai giunta al termine del suo tempo di vita in orbita, prima che venisse caricata sulla Progress per la sua distruzione. Fra i componenti recuperati, vi erano la sottotuta a raffreddamento liquido, e gli emblemi. L’ossigeno contenuto ancora nelle sue bombole, è stato invece rilasciato nell’atmosfera della Stazione.
Sharipov ha scoperto un problema con le comunicazioni con la Orlan più nuova, e gli ingegneri si sono subito messi al lavoro per risolverlo.
La settimana lavorativa del 22 Novembre è stata una settimana “accorciata” per via della Festa del Ringraziamento americana.
Sharipov ha condotto una serie di esperimenti biomedici russi nel corso della settimana, incluse le analisi delle urine ed un esame sulla sua forma fisica della durata di tre giorni, usando la cyclette statica del modulo Zvezda. Anche Chiao ha svolto un test di tre giorni sulla sua forma fisica usando però la cyclette CEVIS del Laboratorio Destiny, e poi ha svolto il test cognitivo americano WinSCAT, il 26 Novembre.
Sono iniziati i lavori relativi all’operazione di redocking della Soyuz TMA-5, e alla partenza della Progress M-50. Essi hanno incluso un test sui propulsori (il 24 Novembre) che ha dato esito favorevole, benché i controllori avessero notato una riduzione della pressione del flusso di carburante in uno dei motori della Soyuz, durante il suo arrivo sull’ISS nel mese di Ottobre.
Poiché non si è ritenuto che questa anomalia potesse inficiare la funzionalità dei propulsori della capsula, i managers della Stazione hanno dato l’approvazione definitiva per l’esecuzione della manovra della durata prevista di 30 minuti.
Dal canto loro i responsabili russi hanno annunciato di aver deciso di non eseguire una manovra di reboost per integrare la scarsa riuscita della precedente, eseguita dalla Progress. Pertanto, i russi hanno deciso di lanciare la nuova Progress (16) verso l’ISS il 24 Dicembre.
Un daily status report della NASA ha riferito che i controllori americani stavano tenendo assiduamente sotto controllo il consumo di cibo a bordo della Stazione, dopo che l’ultimo inventario di Chiao aveva evidenziato una scarsità di scorte mai rilevata prima. Nella fattispecie si legge nel rapporto: “Alla data del 21 Novembre c’erano 105 razioni a bordo (in 51 contenitori). Con un tasso di consumo di 0.95 razioni al giorno per ogni membro dell’equipaggio, le scorte di cibo si ridurranno ad 88 razioni per l’arrivo della Progress 16P (25 Dicembre), incluse anche 7 razioni di tipo americano. Se la 16P non dovesse raggiungere la Stazione, le scorte si ridurrebbero a 24 razioni in vista dell’arrivo della Progress 17P (previsto per il 2 Marzo), se i programmi restano invariati. Nel caso di una riduzione dei consumi a 0.8 razioni/uomo/giorno, resterebbero disponibili 34 razioni.”
Il riposizionamento della Soyuz
Lo spostamento della Soyuz TMA-5 dal modulo Pirs al docking port inferiore del modulo Zarya, del 29 Novembre, si è reso necessario per semplificare l’uso del modulo Pirs medesimo da parte di Chiao e Sharipov, per lo svolgimento delle due EVAs previste per i primi mesi del 2005.
Dopo alcune ore passate nella configurazione dei sistemi della Stazione per il volo autonomo e disabitato, nell’eventualità in cui gli astronauti non riuscissero a riagganciarsi al Complesso, (configurazione che ha compreso anche la predisposizione della Progress alla manovra di undocking autonomo, senza la presenza di equipaggio a bordo dell’ISS), Sharipov e Chiao sono entrati nella Soyuz ed hanno indossato le proprie tute Sokol.
Chiao ha inviato il comando di distacco dal Pirs alle 09:29 GMT, ed il distacco fisico fra i due veicoli è avvenuto tre minuti più tardi.
Sharipov, seduto nel sedile centrale del modulo di discesa della Soyuz, e Chiao seduto alla sua sinistra, hanno fatto arretrare la capsula a circa 30 metri dalla Stazione. Poi hanno comandato la Soyuz di volare lateralmente alla Stazione per 14 metri, prima di far ruotare la capsula di 135 gradi in modo da allinearla con il boccaporto del modulo Zarya rivolto alla Terra. Il veicolo è stato tenuto in posizione per 8 minuti per la verifica del corretto allineamento dei meccanismi di docking, prima dell’inizio della fase finale dell’approccio verso la Stazione Spaziale.
L’aggancio è avvenuto alle 09:53 GMT, mentre la Soyuz e la Stazione stavano sorvolando la parte occidentale dell’Asia. Nell’arco di pochi minuti, i ganci ed i chiavistelli si sono attivati per saldare l’unione fra la Soyuz e lo Zarya. Dopo l’espletamento dei dovuti controlli sulle perdite di pressione, l’equipaggio è entrato nella Stazione per iniziare la riconfigurazione dei suoi sistemi operativi riportandoli alla normalità.
Il 30 Novembre, Sharipov ha localizzato il componente smarrito in precedenza della pompa di raffreddamento della tuta americana EMU, quando era al lavoro nel modulo Pris, ed esso era apparso dal nulla, fluttuando vicino al cosmonauta.
La parte doveva essere installata in una porzione della tuta, in un’atmosfera di ossigeno puro, per preservarla da qualsiasi contaminazione. Comunque, gli specialisti delle attività extraveicolari del Johnson Space Center, hanno deciso che le nuove operazioni di riparazione delle tute, utilizzeranno una nuova tipologia del suddetto componente, che verrà spedito in orbita dalla prossima Progress, per evitare di utilizzare il componente perso e poi ritrovato, che potrebbe essersi contaminato.