Libera traduzione e adattamento dell’articolo “Orbital operations” di Neville Kidger, pubblicato sul numero del mese Maggio 2005 Vol. 47 della rivista “Spaceflight” della BIS.
I preparativi per il Return to Flight
La prima settimana di Febbraio ha vissuto un evento fondamentale per il programma dell’International Space Station, quando Leroy Chiao e Salizhan Sharipov hanno incominciato a preparare il materiale da rispedire a terra con il modulo logistico italiano che raggiungerà l’ISS nella stiva dello Space Shuttle Orbiter Discovery, nel corso della missione del Return to Flight, che partirà nel Maggio del 2005.
Il Comandante dell’ISS Chiao ha iniziato il lavoro “quasi storico”, l’1 Febbraio, e tre giorni dopo ha comunicato di aver completato il pre-imballaggio di tutto l’hardware americano selezionato per il ritorno sulla Terra. Il materiale è stato predisposto per il momento sul pavimento del modulo Zarya, e in una rack del Laboratorio Destiny, che dovrà far ritorno anch’essa sulla Terra a bordo del Discovery.
La NASA ha riferito che Sharipov e Chiao hanno anche lavorato assieme per fare la stessa cosa con l’hardware russo, che ha incluso due dispositivi Kurs con i sistemi ad essi associati, smontati dalle capsule Progress e Soyuz.
Il Comandante dell’Expedition 11 Sergei Krikalev ed il Flight Engineer nonché Science Officer John Phillips, saranno già a bordo dell’ISS, quando arriverà lo Shuttle Discovery in Maggio, e lavoreranno con i colleghi dell’STS-114 per stivare altro materiale, una volta svuotato il modulo logistico italiano dai rifornimenti e dal nuovo materiale per la Stazione. Gli sforzi compiuti dall’equipaggio dell’Expedition 10, per portarsi avanti con i lavori logistici, dovrebbero aiutare ad assicurare un uso ottimale del tempo effettivo di trasferimento del materiale da e per l’MPLM, quando lo Shuttle sarà agganciato all’ISS.
Chiao ha inoltre completato l’inventario dei rifornimenti alimentari. L’1 Febbraio gli spazionauti hanno indossato di nuovo le proprie tute di volo Sokol, per una prova dei sedili da rientro della Soyuz TMA-5.
La NASA ha spiegato che le attività scientifiche svolte nella settimana appena trascorsa, hanno visto Sharipov svolgere delle sessioni di lavoro con l’esperimento russo-tedesco Plasma-Crystal che “studia il comportamento dei cristalli di plasma e polvere e dei fluidi in microgravità, quando vengono sottoposti alle onde radio.”
Sharipov ha preparato l’esperimento, installando i campioni e facendo uscire l’aria dalla camera a vuoto, in modo tale da permettere agli specialisti di telescienza di comandare le operazioni da terra.
All’inizio della settimana seguente, dopo il completamento della serie di esperimenti, i campioni sono stati scaricati. Una nuova versione di questo esperimento volerà sull’ISS nel Dicembre del 2005.
Chiao ha installato l’esperimento EarthKAM su un lato della grossa finestra del Laboratorio Destiny, per l’ultima volta per quanto riguardava l’Expedition 10. Va ricordato che questa fotocamera, controllata dagli studenti di 160 scuole medie di tutto il mondo, ha scattato 1932 fotografie in un periodo di 97 ore di attività terminato la sera del 4 Febbraio.
La NASA ha riferito che Chiao “ha lavorato con l’esperimento Space Experiment Module-Satchel”, che contiene 11 fiale di campioni, ognuna preparata da una scuola statunitense diversa. Tali fiale vengono esposte alla microgravità per sei mesi. L’esperimento è stato portato sull’ISS dalla Progress M-51, e questo è il primo volo della “cartella contenitore”.
Il Comandante dell’ISS ha anche trascorso diverse ore lavorando alla riparazione dello Space Integrated GPS/Inertial Navigation System (SIGI).
Secondo quanto dichiarato dall’agenzia americana, il sistema, che fornisce le informazioni di navigazione del Global Positioning System ad un computer per la guida e la navigazione della Stazione Spaziale, era ritornato ancora a lavorare normalmente, dopo che Chiao aveva fatto ruotare fuori dalla sua sede una delle System racks del Laboratorio Destiny per guadagnare l’accesso all’apparecchiatura ed aggiornare così la programmazione del firmware del sistema.
Il 2 Febbraio il Comandante americano ha ingaggiato in contatto ham radio con i cadetti dell’aeronautica della scuola di Norwich, UK, nel corso di uno dei tanti contatti ham radio avuti nel corso di questo mese.
Nel weekend i due hanno svolto i regolari lavori di pulizia e riordino degli ambienti della Stazione, inoltre Sharipov ha lavorato ancora con gli esperimenti Eye Tracking Device dell’ESA, e Pulse russo. Egli ha anche svolto delle osservazioni della superficie terrestre nell’ambito dei programmi russi Ekon, Uragan e Diatomeya.
L’airlock Quest
La settimana del 7 Febbraio è iniziata con un checkout del defibrillatore di bordo, ed è proseguita con la preparazione del materiale da rispedire a terra con lo shuttle Discovery.
Questi preparativi hanno occupato diverse ore lavoro da parte dell’equipaggio, nel corso della settimana, con le varie attività di stoccaggio e di verifica. Inoltre sono stati controllati anche gli equipaggiamenti sussidiari delle tute spaziali, e le varie attrezzature da EVA nella camera di decompressione Quest.
Sempre nell’airlock Quest, Chiao ha rigenerato due scatole METOX (Metal Oxide) da utilizzare nelle tute americane da EVA. Queste cartucce vengono usate per purificare l’aria esalata nella tuta dal biossido di carbonio, e per ricaricarvi l’ossigeno.
Il 9 Febbraio, è stato spento il sistema russo di generazione dell’ossigeno Elektron, (durante lo scorso weekend il sistema si era spento da solo per due volte, ed era stato fatto ripartire da Sharipov). Secondo fonti americane, la disattivazione era stata pianificata per permettere il pompaggio dell’ossigeno della Progress M-51 negli ambienti della Stazione, prima del suo distacco previsto per il 27 Febbraio. Sono state programmate altre tre operazioni di ripressurizzazione simili, prima della partenza della Progress.
Giroscopi saturati
Dopo il successo della manovra pianificata di transizione attitudinale, avvenuta l’8 Febbraio, la NASA ha riferito che il ritorno del controllo dell’attitudine della Stazione al Segmento Statunitense è stato interrotto quando uno dei Control Moment Gyroscopes (CMG) si è saturato perdendo la sua capacità di controllare l’orientamento del Complesso Spaziale.
L’ente spaziale americano ha affermato: “La saturazione del CMG è il risultato di un comando sbagliato inviato da terra. Il team addetto ha trovato la fonte dell’errore e ha già predisposto l’invio del comando per il riposizionamento del CMG. Dopo questa operazione, i CMGs hanno riacquisito il controllo attitudinale dell’ISS, e sono stati spenti i propulsori. Il lavoro dell’equipaggio non ha subito intoppi a causa di questo inconveniente.”
La funzione del controllo attitudinale era stata svolta dai propulsori del Russian Attitude Control System per la durata di circa un’orbita, consumando circa 14 Kg di propellente.
Il 9 Febbraio, Chiao e Sharipov hanno partecipato ad un training medico standard di mezz’ora, per rinfrescare le proprie abilità con l’equipaggiamento medico.
Nel corso di questa settimana sono state riservate 14 ore lavorative alle sperimentazioni scientifiche e al lavoro medico. Sharipov ha svolto una sessione con l’esperimento europeo Cardiocog, e ha terminato gli esperimenti con il Plasma Crystal Experiment.
I campionamenti dell’aria e dell’acqua di bordo, nonché le misurazioni dei livelli di radiazioni di bordo hanno continuato ad essere parte delle attività regolari per i due spazionauti. Sharipov ha anche curato le piantine della serra russa del modulo Zvezda., mentre Chiao ha scattato delle foto per documentare i progressi del Binary Colloidal Alloy Test, che studia il comportamento a lungo termine delle particelle colloidali sospese in fluidi come inchiostro, vernice e latte.
Entrambi gli uomini hanno partecipato ad un altro test dell’esperimento Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravity (ADUM). Dopo una sessione di training effettuata col computer, l’esperimento è stato attivato l’11 di Febbraio con delle scansioni eseguite su Chiao. L’ente americano ha voluto rendere noto che l’esperimento "potrebbe avere delle applicazioni sulla Terra per l’assistenza di pazienti situati in aree remote.
Guasto alla toilet
L’11 Febbraio la tolilet degli alloggi del modulo Zvezda si è rotta, e Chiao e Sharipov, indossando speciali occhiali, guanti e mascherine, hanno provveduto a sostituire tutti quei componenti prossimi al termine del proprio tempo di vita. Per tutta la durata delle riparazioni, l’equipaggio ha utilizzato la toilet dello Zvezda.
Correzione dell’orbita
Nel corso della settimana lavorativa iniziata il 14 di Febbraio, l’equipaggio ha lavorato per far si che i rifornimenti a bordo della Progress M-51 venissero utilizzati prima del suo distacco programmato.
Il 18 Febbraio, Sharipov ha rimosso l’equipaggiamento associato al sistema automatico di aggancio Kurs dalla Progress M-51, riponendolo sulla Stazione per il suo riutilizzo. Più tardi ha rimosso altri articoli, e ha montato la sonda di docking sulla capsula-cargo.
Alle 01:22 GMT della mattina del 16 Febbraio, mentre l’equipaggio stava dormendo, i motori della capsula-cargo si sono accesi per 7 minuti e 37 secondi, innalzando l’altitudine di volo del complesso di circa 3.3 Km preparando così l’orbita per il lancio della prossima Progress, previsto per il 28 Febbraio.
Controllo del TVIS
Nel corso di diversi giorni di lavoro, Chiao e Sharipov hanno parzialmente disassemblato il tappeto rotante TVIS situato nel modulo Zvezda per il checkout semestrale dei vari componenti dell’attrezzatura.
Il TVIS, che include un sistema speciale di isolamento dalle vibrazioni, per evitare che esse possano disturbare gli esperimenti più sensibili a bordo della Stazione, viene usato quasi quotidianamente dall’equipaggio. Il portavoce della NASA ha riferito che gli astronauti hanno trovato tutto in buone condizioni, ad eccezione della perdita di una piccola non essenziale batteria usata per il funzionamento di un timer. L’equipaggio ha trascorso diverse ore alla ricerca della batteria, rimovendo pure la scatola contenente l’elettronica del TVIS.
In questa settimana, il Mission Control di Houston ha riattivato il Mobile Base System (una specie di carrello ferroviario spaziale sul quale può venire installato il braccio robotico dell’ISS, permettendo ad esso di potersi muovere lungo tutto il traliccio centrale della Stazione), per verificarne le condizioni. I controllori hanno scoperto di non poter ricevere le immagini da una delle telecamere del carrello e di non poterla muovere in certe direzioni. Gli ingegneri si sono subito messi al lavoro per risolvere il problema. Questa telecamera è una di quelle che dovrebbe essere usata la prossima settimana per un test di controllo remoto del braccio robotico, da parte del Mission Control.
Il carico della Progress
Una parte della seguente settimana lavorativa è stata occupata dalle operazioni di imballaggio e di carico dell’equipaggiamento usato, sulla Progress M-51. I portelli fra la Progress e l’ISS sono stati sigillati nella mattinata del 25 Febbraio.
Sempre il 25 Febbraio Chiao ha montato una pompa a rotore nelle tute americane da EVA EMU per configurarle propriamente per il loro ritorno sulla Terra con la missione Shuttle STS-121 verso l’Avamposto Spaziale, prevista attualmente per la metà di Luglio.
Riguardo al lavoro scientifico, Chiao ha condotto una sessione con un nuovo esperimento chiamato Dust and Aerosol Measurement Feasibility Test (DAFT). La NASA ha detto che l’esperimento, che è stato ideato dal Glenn Research Centre di Cleveland, Ohio, dovrà verificare l’efficienza di un dispositivo che ha il compito di contare le particelle di polvere ultra-fine, in un ambiente in microgravità. In sostanza si tratta di un precursore dei futuri sensori antincendio di nuova generazione, che verranno installati nei veicoli da esplorazione spaziale degli anni a venire.
I tests del Canadarm2
La giornata del 25 Febbraio ha visto anche lo svolgimento di alcuni tests, durati due giorni, sul braccio robotico dell’ISS, Canadarm2, ad opera degli ingegneri di Houston. I tests avevano l’obiettivo di verificare l’efficienza del nuovo software caricato lo scorso mese, e che permetterà il controllo in remoto del lavoro del braccio meccanico, da parte del Mission Control. I tests hanno avuto successo.
Nel corso di queste verifiche, Chiao è stato ai comandi della robotic work station, nel Laboratorio Destiny, pronto a prendere i comandi manuali del Canadarm2 nel caso fossero insorti dei problemi con le procedure di verifica. La NASA ha comunque riferito che i comandi automatici caricati nel sistema robotico hanno permesso al braccio di muoversi senza problemi nel corso di tutta la dimostrazione. Sono stati testati la sua spalla, il suo polso e l’end effector (la mano), verificando una nuova capacità che potrebbe fornire dei dati importanti per i progettisti di hardware robotico per i veicoli spaziali che verranno impiegati nel programma Vision for Space Exploration.
La partenza della Progress M-51
Alle 10:06:30 GMT del 27 Febbraio la Progress M-51, su comando della sala di controllo di Korolev (TsUP), si è staccata dalla Stazione Spaziale. Tre minuti dopo l’undocking l’accensione dei suoi propulsori ha spinto via il veicolo dall’Avamposto Orbitale, ed un’ulteriore accensione ha collocato il cargo su un’orbita di 326.7 x 362.2 Km, con un periodo di 91.2 minuti e un’inclinazione di 51.7 gradi, per permettere lo svolgimento di alcuni tests sul suo controllo attitudinale, simili a quelli eseguiti in precedenza sulla Progress M1-11.
Secondo la dichiarazione di un portavoce del TsUP raccolta dall’ITAR-TASS, i tests erano “necessari per i moduli orbitali del futuro, che ospiteranno degli apparati per la crescita di bio-cristalli “super-puliti” e di cristalli di altre leghe nelle migliori condizioni di microgravità”.
Alle 16:17 GMT del 9 Marzo, è iniziata una accensione di 151.7 secondi dei propulsori della Progress, per rallentarne la velocità e farla ricadere negli strati più densi dell’atmosfera terrestre, dove è bruciata per attrito. Alcuni frammenti sopravvissuti al rientro sono precipitati in mare, nel sud dell’Oceano Pacifico, alle 17:03 GMT circa, secondo il TsUP.
Il lancio della Progress M-52
Alle 19:09:18 GMT del 28 Febbraio, la successiva Progress, la M-52, è stata lanciata dal Cosmodromo di Baikonur con un vettore Soyuz-U. Il TsUP ha dichiarato che la massa del veicolo era di 7270 Kg, senza specificare l’ammontare della massa del carico trasportato.
L’azienda russa Energia, invece, ha specificato che la capsula trasportava “circa 2.4 tonnellate di materiale vario, che includeva propellente, ossigeno, aria, acqua potabile, cibo, equipaggiamenti vari per i sistemi di bordo, materiale medico, biancheria intima, articoli per l’igiene personale, sistemi di protezione individuale, files-data per il volo, materiale foto e video, pacchi per l’equipaggio, ed elementi strutturali.”
La Progress M-52 trasportava, nello specifico, anche 262 Kg di propellente per il sistema propulsivo dell’ISS, 75 Kg di ossigeno, 34 Kg di aria, 312 Kg di cibo, (sufficiente per 6 mesi), 420 Kg di acqua potabile e 78 Kg di payloads scientifici, che includevano le attrezzature per la missione europea Eneide, di Roberto Vittori, che avrà luogo durante lo scambio degli equipaggi 10 e 11 nell’Aprile del 2005.
Sono stati spediti in orbita anche diversi esperimenti russi, incluso quello contenente 50 lumache per lo studio dei disturbi vestibolari.
Fra le altre cose, la Progress ha trasportato il Proximity Communications Equipment (PCE), che verrà installato all’interno del modulo Zvezda, per le comunicazioni con il veicolo automatico europeo ATV.
Trecentoquarantuno Kg di carico erano per il Segmento Americano, e la NASA ha spiegato che fra questo materiale vi era un nuovo scambiatore di calore per il raffreddamento delle tute americane nell’Airlock Quest. Esso sostituirà uno scambiatore che fece entrare della ruggine nelle tute lo scorso anno bloccando le successive EVAs dal Segmento Americano. Il prossimo mese Chiao installerà il nuovo componente, mentre l’Equipaggio 11 dell’ISS ne verificherà l’efficienza, per permettere il riutilizzo dell’airlock americano la prossima estate.
La Progress trasportava inoltre delle videocamere e degli obiettivi che permetteranno agli uomini dell’Expedition 11 di catturare le immagini digitali del rivestimento esterno di protezione termica (Termal Protection System) dello Shuttle Discovery durante il suo avvicinamento alla Stazione Spaziale per la manovra di docking, nel corso della missione STS-114 del prossimo mese di Maggio.
Queste fotografie faranno parte dell’intenso lavoro di rilevamento di immagini, ideato nell’ambito del complesso programma del Return to Flight, per la verifica che, durante le fasi dell’ascensione, lo Shutte non abbia avuto danni alle sue piastrelle protettive o ai pannelli rinforzati e rivestiti al carbonio che proteggono le sue ali.
La Progress è stata inserita in un orbita bassa di 243.6 x 193.0 Km; con un periodo di 88.57 min; ed un’inclinazione di 51.65 gradi. Più tardi, due accensioni dei suoi propulsori ne hanno innalzato la quota di volo, rifinendo il percorso verso l’ISS. Il cargo ha attraccato il 2 Marzo.