Libera traduzione e adattamento dell’articolo “Orbital operations” di Neville Kidger, pubblicato sul numero del mese Marzo 2005 Vol. 47 della rivista “Spaceflight” della BIS.
L’ultimo mese dell’anno è finito nella maniera più felice per l’equipaggio dell’ISS composto da Leroy Chiao e Salizan Sharipov, con l’arrivo del cargo Progress M-51 con i rifornimenti.
Tre audits della dispensa, condotti alla fine di Novembre e agli inizi di Dicembre, avevano indicato che le scorte di cibo si sarebbero esaurite intorno alla metà di Gennaio, e addirittura era già stato stilato un piano di contingenza per l’abbandono della Stazione, nel caso in cui la Progress “critica” non fosse riuscita a raggiungere l’avamposto orbitale.
Gli uomini hanno trascorso questo mese svolgendo le manutenzioni e le operazioni di routine, eseguendo la razione quotidiana di esercizi fisici e di attività scientifiche. Inoltre essi hanno supervisionato la partenza della Progress M-50 arrivata la metà di Agosto.
Cibo, glorioso cibo
Questa scarsità di cibo è stata una sorpresa per tutti gli osservatori, perché l’inventario di fine Novembre, i cui esiti sono stati pubblicati internamente dalla NASA, non aveva lasciato intendere il fatto che l’equipaggio dell’Expedition Nine (Padalka-Fincke) avesse mangiato più del consentito.
Generalmente la NASA preferisce avere un cuscino di 45 giorni di razioni disponibili per i vari equipaggi, relativamente alla pianificazione delle future attività a bordo del Complesso. Se il corrente equipaggio dovesse esaurire le scorte di cibo (il ché dovrebbe succedere a metà Gennaio 2005), allora non rimarrebbe altra soluzione che riportare Chiao e Sharipov a casa. Per l’arrivo della Progress M-51, gli astronauti dovrebbero aver già iniziato ad “intaccare” il “buffer” di scorte dell’acqua, anch’esso di 45 giorni.
In maniera più specifica, è stato poi detto che ai precedenti ospiti della Stazione, era stato permesso di utilizzare parte delle razioni dell’equipaggio seguente, perché essi si erano lamentati della monotonia del proprio menu. Un portavoce della NASA ha ammesso che le registrazioni dei consumi di Padalka e Fincke, così diversificati, non erano così accurati come desiderato dai manager di missione. Normalmente, tutti gli equipaggi dell’ISS tengono un diario settimanale del cibo assunto, per motivi di studio scientifico.
Il padre di Fincke, in un’intervista con il quotidiano della propria città nativa, Emsworth,PA, ha rivelato di aver saputo dal proprio figlio che i contenitori del cibo trasportati in orbita dalla Progress M-50 non erano contrassegnati per indicare quelli che si potevano consumare e quelli che si dovevano stivare, e che lui e Padalka non avevano “rubato” il cibo migliore dai rifornimenti dell’Expedition 10.
Nel corso di un’intervista concessa a metà Dicembre, Sharipov ha detto a A. Tuzov dell’agenzia Vecherniy Bishkek: “Siamo a corto di cibo. Stiamo mangiando meno della metà della nostra razione normale, e se avessimo mangiato a volontà avremmo esaurito tutte le scorte da più di un mese. Non abbiamo né carne né pane, e nemmeno dei pasti principali, abbiamo solamente della minestra d’avena, delle caramelle e del brodo. E’ abbastanza probabile che la nostra permanenza nello spazio possa essere abbreviata.”
Tuttavia, l’eventualità di lasciare la Stazione disabitata, è stata scongiurata dall’arrivo, puntuale, del cargo Progress M-51, con circa 200 Kg di rifornimenti, la notte di Natale. Con queste scorte, gli astronauti dovrebbero raggiungere con sicurezza la fine del mese di Febbraio 2005, quando arriverà la successiva Progress con dell’altro cibo.
Durante una conferenza stampa tenuta alla fine di Dicembre, Chiao ha detto che lui ed il suo compagno russo avevano mangiato, fin lì, parecchi desserts e tantissime caramelle, anche se non era esattamente la dieta più indicata. Chiao ha confidato che: " Tutti e due abbiamo perso poche libbre di peso, e di questo non possiamo lamentarcene, visto che mediamente un sacco di persone sperano di poter perdere 5-10 libbre in poco tempo come abbiamo fatto noi."
Il 21 gennaio, la Roskosmos ha annunciato di aver assolto Padalka e Fincke dalla responsabilità delle ristrettezze alimentari dell’ISS; responsabilità che secondo i russi, sono da ricercarsi in un inventario superficiale eseguito nel Maggio del 2004, nel rinvio del lancio della Progress M-51 da Novembre a Dicembre 2004, e nel cattivo controllo eseguito dai team di terra.
Il lavoro di routine in orbita
Mentre erano in attesa dell’arrivo del nuovo cargo, Chiao e sharipov hanno continuato le normali attività di bordo consistenti nelle manutenzioni ordinarie, nello svolgimento delle attività scientifiche, e nell’esecuzione delle 2 ore e mezza al giorno di esercizi fisici utilizzando le varie attrezzature a disposizione.
Eseguita l’integrazione dei sistemi della Progress M-50 di nuovo nel Russian Segment, dopo che essi erano stati isolati per permettere lo svolgimento del redocking della Soyuz il 29 Novembre, il primo giorno di Dicembre ha visto inoltre Chiao e Sharipov svolgere i normali lavori di manutenzione; come la rigenerazione delle cartucce del sistema di produzione dell’ossigeno Elektron, e la sostituzione di un’unità di multifiltrazione del sistema di lavorazione della condensa d’acqua. Chiao ha riposizionato un detector delle radiazioni, dalla sua cuccetta del Destiny al modulo Zvezda.
Sono inoltre stati effettuati gli inventari delle scorte di cibo, e dell’hardware informatico di bordo, per permettere ai managers di missione di definire nel dettaglio il carico del cargo Progress M-51. La capsula trasporterà tre computers portatili che dovranno riportare lo Station Support Computer Network alla piena funzionalità. Nel corso della settimana, uno dei computers utilizzati dall’equipaggio per accedere alla messaggistica stando al lavoro al posto di comando dello Zvezda, si è guastato. Temporaneamente è stato preso un altro computer dalla cuccetta di Sharipov, fino all’arrivo dei nuovi laptop computers.
Nel corso della settimana Chiao ha completato la quarta delle cinque sessioni che compongono l’esperimento In-Space Soldering Investigation. Questo esperimento studia il comportamento dell’equipaggiamento da saldatura, in modo tale da rifinire le tecniche di saldatura per degli ipotetici usi futuri, che implicheranno lo sviluppo di nuovi veicoli spaziali e la loro riparazione. Questo tipo di attività ricade nel programma Saturday Science che gli Ufficiali Scientifici americani portano avanti nel loro tempo libero, con propositi educativi.
Sharipov, nel corso del weekend, ha svolto dei tests medici.
Nel corso della settimana lavorativa iniziata il 6 di Dicembre, Chiao ha lavorato alla preparazione del Laboratorio americano Destiny all’arrivo di nuovi esperimenti scientifici. Nel far ciò, ha utilizzato i responsi dei tests dell’Active Rack Isolation System (ARIS), in una delle payload racks che ospiterà gli esperimenti. Quindi, i controllori del Payload Operations Center hanno comandato il movimento della rack. Chiao aveva rimosso le guide prima dell’inizio dei tetsts, e ha riferito ai tecnici i movimenti che ha potuto osservare.
Il dispositivo ARIS è composto da degli attuatori che permettono alla rack di muoversi leggermente per proteggere i delicati esperimenti che essa alloggia, dalle vibrazioni causate dai sistemi della Stazione e dai movimenti dell’equipaggio.
Il Laboratorio Destiny ospita per ora cinque payload racks. Tre, inclusa quella dell’esperimento ARIS, contengono degli esperimenti attivi. Le altre due, inclusa quella testata questa settimana, vengono usate per stivare esperimenti.
Chiao e Sharipov hanno partecipato all’esperimento russo Cardio-ODNT, che ha lo scopo di indagare sul sistema cardiovascolare umano. Per far ciò, Sharipov ha indossato la tuta Chibis per simulare, tramite la suzione a pressione negativa, le forze agenti sul sistema muscoloscheletrico. Questo esperimento fornisce ai ricercatori dei dati per la valutazione dell’adattamento del corpo umano alla vita nello spazio, senza la gravità, per periodi estesi.
Come al solito, la settimana era incominciata, per i due compagni di viaggio, con le regolari misurazioni del volume dei polpacci e della propria massa corporea.
Sharipov ha portato a termine dei prelievi di acqua con le relative analisi biochimiche, nell’ambito delle regolari attività di monitoraggio delle condizioni delle scorte alimentari.
Nel corso della settimana, a scopo conservativo, è stato spento il sistema di produzione dell’ossigeno Elektron, situato nello Zvezda, pertanto, nel corso della seguente settimana, è stata pompata in cabina l’aria proveniente dai serbatoi della Progress M-50, per mantenere corretta la pressione interna.
Il 10 Dicembre l’astronauta statunitense ha scattato alcune fotografie del Binary Colloidal Alloys Test. I ricercatori stanno utilizzando questo esperimento per studiare dei fluidi come il latte o le vernici, i quali hanno delle particelle sospese in essi. Inizialmente, i campioni vengono agitati, e di seguito vengono periodicamente fotografati per documentare il comportamento di queste particelle in microgravità. Gli scienziati sperano di poter usare i dati acquisiti con questo esperimento, per sviluppare delle nuove tecnologie per settori che vanno dalla propulsione a razzo alla televisione via cavo.
La NASA ha informato che le attività manutentive dei due astronauti, nel corso di questa settimana, hanno incluso il condizionamento delle batterie delle tute spaziali americane, la raccolta delle misurazioni dei condotti intermodulo per l’aria, la raccolta di campioni di aria e di acqua, e l’installazione di alcuni cavi nel Segmento Russo. I due, inoltre, hanno tenuto un’esercitazione antincendio che ha incluso le prove pratiche di evacuazione della Stazione nel caso di un’emergenza.
Il 10 Dicembre è stata eseguita una riparazione sul sistema americano di rimozione del biossido di carbonio, nel Laboratorio Destiny. Inoltre gli astronauti hanno imballato il materiale non più utile caricandolo sulla Progress M-50, ancora agganciata sul retro del modulo Zvezda. Fra il materiale caricato vi erano alcuni articoli del precedente equipaggio, che i managers di missione hanno ritenuto di dover eliminare.
Riguardo al Saturday Science Program, Chiao ha lavorato con l’esperimento Miscible Fluids in Microgravity, usando delle siringhe, una cannuccia da bibita, ed una miscela riscaldata di acqua e miele.
Sharipov, infine, ha svolto un test medico europeo, degli esperimenti russi di osservazione della superficie terrestre, ed ha trasferito i dati sulle radiazioni.
La riattivazione del braccio robotico
La settimana lavorativa seguente ha visto la prosecuzione delle varie attività di routine, ed una sessione di lavoro con il braccio-manipolatore robotico Canadarm2, montato all’esterno del Segmento Statunitense. Il 15 Dicembre Chiao ha lasciato il braccio parcheggiato in una posizione denominata “double grapple”, nell’ambito delle predisposizioni da attuare, nel caso in cui la nuova Progress non riuscisse a raggiungere l’ISS, e gli astronauti debbano evacuare la Stazione.
L’ente spaziale americano ha detto che gli uomini hanno anche installato dei cavi e un interruttore per il sistema di docking che guiderà l’Automated Transfer Vehicle (ATV) europeo, al suo primo docking con l’ISS, il prossimo anno.
Le attività di ricerca si sono focalizzate sulle scansioni delle ossa e dell’addome riguardanti l’esperimento Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravity, che serve per la valutazione delle abilità dei membri dell’equipaggio con un addestramento medico minimo, di poter interagire con i medici del centro di controllo, per la diagnosi clinica.
Le operazioni di carico della Progress sono continuate anche durante questa settimana, con gli uomini impegnati a registrare gli articoli caricati nell’Inventory Management System computerizzato (IMS) dell’ISS. Sharipov ha iniziato a strappare dalla tuta Orlan N.4 gli equipaggiamenti ancora utilizzabili, prima di caricare il resto della tuta sulla Progress.
Il 16 Dicembre Sharipov ha trascorso tre ore alla ricerca del materiale disperso nel Segmento Russo, come il sistema Kurs e delle batterie da 800 A, per aggiornare l’IMS.
Le attività manutentive di questa settimana hanno incluso del lavoro preventivo sul sistema di ventilazione del Modulo di Servizio Zvezda, e la ricarica delle batterie del defibrillatore cardiaco per le emergenze mediche.
In preparazione alla missione dello Space Shuttle, del cosiddetto Return To Flight, STS-114, Chiao e Sharipov hanno anche svolto il primo inventario completo del Modulo Quest dai tempi dell’Expedition Four. Questa ispezione da cima a fondo del Modulo statunitense si è resa necessaria per verificare tutti i componenti delle tute spaziali, gli accessori, gli attrezzi ed il materiale di supporto utile per le tre spacewalks programmate per l’STS-114/LF-1. Questo inventario permetterà ai programmatori di missione dello Shuttle e della Stazione di organizzare ed ottimizzare i carichi delle Progress e degli Shuttle, con del materiale in aggiunta, se necessario.
La settimana lavorativa iniziata il 20 Dicembre è incominciata, al solito, con le misurazioni del volume dei polpacci e della massa corporea da parte degli astronauti., mentre al termine di essa si sono registrati la partenza della vecchia Progress e l’arrivo della nuova.
Le attività scientifiche hanno riguardato ancora un’altra serie di tests con l’Advanced Diagnostic Ultrasound in Micro-G, l’utilizzo dell’esperimento Cardiocog dell’ESA, il completamento, da parte di Chiao dell’esperimento In-Space Soldering Experiment, e le analisi delle urine e del sangue.
Una nota della NASA ha riportato che nel corso del primo giorno della settimana di utilizzo dell’esperimento ADUM, l’equipaggio si è sottoposto vicendevolmente a delle scansioni ossee e dentali. Il giorno seguente, dopo sei ore di digiuno, Sharipov si è sottoposto ad una scansione addominale.
I due spazionauti hanno anche usato il Crew Medical Restraint System per il posizionamento del paziente, e gli elettrodi per le registrazioni elettrocardigrafiche. Le varie scansioni e le attività seguenti sono state filmate e fotografate per il loro ulteriore invio a terra per le opportune analisi. Questo esperimento ha testato la capacità diagnostica del sistema ultrasonico nelle situazioni mediche contingenti che possono verificarsi nello spazio.
Nei giorni seguenti, Chiao e il team di terra hanno svolto le loro analisi post-scansione per discutere del successo del lavoro svolto, in particolare della scansione addominale di Salizan. La conduzione di scansioni frequenti, naturalmente aumenta l’efficienza dell’astronauta con questa tecnica diagnostica.
L’esperimento aveva già dimostrato la capacità da parte di personale non medico di fornire informazioni diagnostiche ai medici del centro di controllo. Questa tecnica di “telemedicina” avrà delle applicazioni nelle prestazioni mediche in zone isolate della Terra, oltre che nelle missioni spaziali al di là dell’orbita bassa terrestre.
Il 21 Dicembre Chiao ha trascorso sei ore preparando i circuiti del controllo termico del Destiny, per la possibile evacuazione della Stazione. Il giorno seguente Sharipov si è trasformato in idraulico durante una manutenzione, andando a sostituire una pompa per lo spurgo della condensa, nel sistema di lavorazione della condensa del Modulo Zvezda.
Il 22 Dicembre i due astronauti si sono sottoposti ad un test audiometrico.
I movimenti della Progress
Alle 19:37 GMT del 22 Dicembre, l’astronave Progress M-50 è stata fatta staccare automaticamente dal boccaporto sul retro del Modulo Zvezda.
L’Agenzia Spaziale Russa, Roscosmos, più tardi ha riferito che gli ingegneri avevano “intrapreso un’operazione programmata (ma unica vista l’accuratezza dei parametri calcolati) sulla subemergenza della Progress M-50.” In sostanza i motori della capsula erano rimasti accesi per due minuti oltre il tempo previsto, ed essa era rientrata nell’atmosfera alle 02:10 (Ora di Mosca), ed alle 02:23 i suoi rottami sopravvissuti al rientro sono precipitati nell’Oceano Pacifico del Sud, 4900 Km ad est della città di Wellington, Nuova Zelanda.
Il giorno seguente, alle 22:19:31 GMT, la Russia ha lanciato la capsula Progress M-51, in cima ad un vettore Soyuz-U, dal Cosmodromo di Baikonur, in Kazakhstan.
I membri dell’Expedition 10 si stavano apprestando ad incominciare il loro periodo di riposo, proprio mentre si accendevano i motori del razzo russo, e la Stazione stava sorvolando l’ovest del Cile, ad un altitudine di 225 miglia.
Al lancio, la massa della Progress M-51 era di 7268 Kg, secondo il centro di controllo russo TsUP di Korolev, nei pressi di Mosca, di cui 2551 Kg erano i rifornimenti destinati all’equipaggio dell’ISS.
Nello specifico la capsula trasportava 880 Kg di propellente, 28 Kg di ossigeno, 21 Kg di aria, 420 Kg di acqua e circa 200 Kg di cibo; ovvero una scorta di 112 giorni di cibo, in 69 contenitori, secondo la NASA.
L’altro materiale trasportato dalla Progress era: dei nuovi laptop computers, un nuovo tappeto rotante russo, dei pezzi di ricambio per le tute spaziali americane, e dei componenti addizionali per l’arrivo dell’ATV europeo, il prossimo anno.
Dal punto di vista scientifico, il principale esperimento trasportato a bordo del cargo era un braccio robotico manipolatore dell’Agenzia Spaziale Tedesca, denominato Rokviss, che verrà attaccato all’esterno del modulo Zvezda, nel Gennaio 2005, nel corso della prima delle due uscite extraveicolari programmate per Chiao e Sharipov.
L’aggancio della Progress M-51
Alle 23:57:45 GMT del 25 Dicembre, la Progress M-51 è entrata in contatto fisico con il boccaporto di docking dello Zvezda, e poco dopo i chiavistelli ed i sistemi di hard mating si sono serrati saldamente.
Il TsUP aveva pianificato il docking 27 minuti prima, rispetto all’ora effettiva di docking, ma l’operazione è stata ritardata perché Chiao non riusciva a ripetere i segnali TV della Progress attraverso uno dei canali del sistema di comunicazione americano. Quindi il TsUP aveva deciso di attendere fino a quando la Progress e la Stazione non fossero entrate sotto la copertura delle stazioni dei ripetitori russi di terra, prima di proseguire con l’operazione di aggancio.
La NASA ha reso noto che mentre la Progress stava completando il suo approccio automatico alla Stazione, Sharipov era ai comandi del sistema manuale di docking TORU, pronto ad usarlo all’insorgere di anomalie con il sistema automatico. Ma tutto è filato liscio, ed il docking è avvenuto automaticamente.
Secondo l’Energia, a questo punto, la massa totale dell’intero Complesso Spaziale era di 183.8 tons, ed esso stava orbitando ad un’altitudine di 372.9 x 351.6 Km.
E’ stato permesso a Chiao e Sharipov di estendere di un po’ il loro periodo di sonno, per questa notte, e al loro risveglio, dopo lo svolgimento dei consueti tests sulle perdite, alle 18:00 GMT del 26 Dicembre, sono stati aperti i portelli fra la Progress e l’ISS.
Nei giorni seguenti i due compagni di viaggio hanno trascorso diverso tempo scaricando la Progress e stivando con cura il materiale appena giunto in orbita. Lavorando in cooperazione con i teams di terra, i due uomini hanno trasferito sistematicamente il materiale con scadenza a lungo termine, registrando tutto con l’Inventory Management System.
Fra il nuovo materiale scientifico vi erano anche degli esperimenti studenteschi provenienti da 11 scuole od organizzazioni. Essi includevano una varietà di materiali e di sementi, impacchettati in 20 fiale trasparenti, che faranno il loro ritorno sulla Terra con un prossimo volo dello Space Shuttle. Gli studenti, dopo aver ricevuto i loro “campioni spaziali”, compareranno lo sviluppo di questi ultimi con quello dei campioni rimasti a terra.
Arriva il nuovo anno
Una nota della NASA ha comunicato che i controllori del volo, e gli specialisti di osservazione terrestre di Houston erano al lavoro per identificare le varie opportunità da parte dell’equipaggio di poter fotografare le aree costiere che avevano subito cambiamenti a seguito dell’evento sismico del 26 Dicembre nell’Oceano Indiano, che aveva causato un violentissimo tsunami. In sostanza l’equipaggio doveva effettuare le riprese mentre era sveglio, e le zone in questione erano illuminate dalla luce solare.
Oltre alle operazioni di scarico della Progress, i due spazionauti hanno avuto altri compiti. Essi hanno dovuto calibrare l’analizzatore di gas di bordo, eseguire un’attivazione di prova delle Atmosphere Purification System Emergency Vacuum Valves, e sostituire e calibrare un cavo al Resistive Exercise Device.
Chiao ha fatto l’ispezione di routine dell’autorespiratore portatile, degli estintori e delle batterie delle luci di emergenza dei moduli americani.
Inoltre, l’equipaggio ha tenuto diverse comunicazioni e conferenze video e audio, incluse due conferenze stampa, delle riunioni con i manager di missione e dei colloqui privati con le proprie famiglie.
Il 29 Dicembre, dopo che gli astronauti avevano integrato la capsula cargo nel circuito di controllo dell’ISS, il TsUP ne ha svolto un test standard dei motori.
A seguito della fase di partenza della vecchia Progress e dell’arrivo della nuova, era stato riacceso il generatore di ossigeno Elektron, e più tardi era stato di nuovo spento prima dell’inizio del test dei motori della Progress M-51.
Il 31 Dicembre Chiao e Sharipov hanno festeggiato il Nuovo Anno secondo il Greenwich Mean Time che vige sulla Stazione Spaziale Internazionale.