Na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej przeprowadzono w ostatnich 9 dniach aż 3 spacery kosmiczne. Ich celem był montaż pierwszych dwóch nowych paneli słonecznych, które zwiększą ilość generowanej przez ISS energii elektrycznej.
Większość energii elektrycznej na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej generuje zestaw ośmiu ogromnych skrzydeł paneli słonecznych SAW (Solar Array Wing). Były one stopniowo dołączane do stacji, a ostatni egzemplarz trafił na orbitę w misji wahadłowcowej STS-119 w 2009 r. W szczytowym momencie panele te generowały łącznie 250 kW energii elektrycznej.
Z czasem ich wydajność jednak malała z powodu stopniowej degradacji komórek fotowoltaicznych. Obecnie generowana przez nie moc wynosi około 160 kW. Coraz większa ilość eksperymentów naukowych i rosnąca ilość różnych dodawanych systemów na stacji spowodował podjęcie decyzji o modernizacji systemu zasilania. Zdecydowano, by na 6 z 8 starych paneli umieścić dodatkowe mniejsze panele iROSA.
Panele IROSA w części zasłaniać będą stare panele słoneczne, ale mimo to znacząco zwiększą moce generowane przez system. Niezasłonięte przez IROSA stare panele będą łącznie generować nadal około 95 kW, a nowe urządzenia wytworzą 120 kW dodatkowej mocy. W konsekwencji całkowita moc generowana do systemu zasilania wzrośnie do 215 kW.
Porównanie wielkości paneli słonecznych. Z lewej panele SAW – główne panele na ISS, po środku nowe, montowane właśnie panele iROSA, a po prawej podobny panel iROSA, który będzie zasilał moduł elektryczno-napędowy PPE stacji wokółksiężycowej Gateway. Źródło: NASA.
Docelowy rozkład nowych paneli. Źródło: NASA.
Początek montażu
Pierwszy spacer służący instalacji pierwszego skrzydła nowych paneli IROSA został przeprowadzony 16 czerwca 2021 r. Na zewnątrz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wyszli: Thomas Pesquet (Francja) i Shane Kimbrough (USA). Spacer o oficjalnym oznaczeniu EVA-74 rozpoczął się o 14:11 czasu polskiego, kiedy obaj astronauci znajdujący się jeszcze w śluzie Quest przełączyli zasilanie w swoich skafandrach na baterie wewnętrzne.
Pierwszym zadaniem spaceru było przejście astronautów do platformy POA gdzie umieszczono pierwszy zestaw paneli IROSA, który przyleciał na stację na początku czerwca w statku zaopatrzeniowym Dragon 2 (misja CRS-22). Już na samym początku pojawiły się problemy: najpierw astronauci mieli kłopoty z zamknięciem pokrywy wejścia do modułu Quest, a potem Shane Kimbrough miał dwa problemy ze skafandrem – chwilowy zły odczyt z urządzenia odpowiadającego za utrzymywanie ciśnienia w skafandrze oraz awaria urządzenia Display and Control Module – panelu na klatce piersiowej skafandra, który umożliwia ustawianie parametrów działania systemów podtrzymywania życia w skafandrze.
Awarie te wymusiły chwilowy powrót Shane’a do modułu Quest, celem próby ponownego uruchomienia panelu. Na szczęście restart się powiódł i astronauta mógł wrócić na zewnątrz. Po tych przygodach astronauci przeszli do głównego zadania i udali się z nowym panelem IROSA do sekcji P6 stacji, położonej na jej krańcu. W transporcie pomagało im ramię robotyczne Canadarm2, które transportowało Pesqueta z panelem przez część drogi do sekcji P6. Następnie dwójka umieściła panel w specjalnej strukturze „Mod Kit” zainstalowanej podczas poprzednich spacerów przy jednym z masztów głównych paneli stacji.
Shane Kimbrough (z lewej) i Thomas Pesquet podczas montażu pierwszego egzemplarza paneli iROSA. Źródło: NASA.
Montaż się powiódł jednak nie udało się rozwinąć urządzenia. Z powodu pobliskiej struktury panel nie wysunął się. Czas pracy przekraczał już 6 godzin więc zdecydowano się zabezpieczyć mocowania nowego panelu, sfotografować powód blokady i przełożyć jego rozwinięcie na kolejne wyjście. Nie udało się też dokonać połączeń elektrycznych między nowym panelem a system elektrycznych głównego panelu przy magistrali 2B.
Druga próba
20 czerwca Thomas Pesquet i Shane Kimbrough ponownie wyszli na zewnątrz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, by w ramach spaceru o oznaczeniu EVA-75 dokończyć pracę związaną z instalacją pierwszego z sześciu nowych paneli słonecznych. Spacer rozpoczął się oficjalnie o 13:42 czasu polskiego, w momencie przejścia astronautów na zasilanie wewnętrzne skafandrów.
Niedługo po tym załoga spaceru wyszła ze śluzu Quest na zewnątrz. Zadaniem spaceru było dokończenie pracy z poprzedniego wyjścia, kiedy nie udało się dokończyć rozstawienia pierwszego egzemplarza paneli słonecznych IROSA, zamontowanego w sekcji P6 stacji.
Astronautom udało się wykonać zaplanowane prace. Zabezpieczono śrubami strukturę nowego panelu do elementu mocującego Mod Kit, podłączono panel do systemu zasilania stacji, a następnie rozłożono panel. W ciągu około 10 minut zwinięty w rulon panel rozłożył się jedynie przy pomocy zgromadzonej jeszcze na Ziemi podczas jego zwinięcia energii sprężystości.
W ramach spaceru udało się też wykonać jedno dodatkowe zadanie – przygotowanie drugiego egzemplarza paneli do dalszych prac montażowych. Astronauci zdjęli z niego struktury, które zabezpieczały go podczas transportu na orbitę.
Drugi panel zamontowany
Już kilka dni później, bo 25 czerwca Kimbrough i Pesquet wyszli do trzeciego wspólnego spaceru. Wyjście EVA-76 zaczęło się o 13:52 czasu polskiego. Astronauci najpierw zabrali drugi egzemplarz paneli słonecznych z platformy transportowej i przenieśli się z nim do sekcji P6. Następnie przeszli do prac montażowych – usadowienia paneli do struktury mocującej przy linii zasilania 4B (po drugiej stronie w stosunku do paneli zamontowanych przy poprzednim spacerze). Po montażu para wykonała potrzebne podłączenia elektryczne, a później dokonała rozłożenia całej struktury.
Wizualizacja obecnego stanu prac. Zamontowano pierwsze dwa zestawy paneli iROSA w skrajnej sekcji P6 stacji. Źródło: NASA.
Podsumowanie
Po tej serii spacerów Shane Kimbrough ma już na swoim koncie 9 wyjść z łącznym czasem trwania wynoszącym 59 godzin i 28 minut. Pesquet do odbytych w poprzednich misjach dwóch spacerów dodał teraz trzy kolejne, więc łącznie 5 razy wychodził na zewnątrz ISS i spędził w skafandrze dokładnie 33 godziny. Na potrzeby działania Międzynarodowej Stacji Kosmicznej wykonano już 241 spacerów, a tylko w tym roku 9.
Te trzy czerwcowe spacery kończą dopiero trzecią część modernizacji. Montaże następnych egzemplarzy paneli nastąpią jeszcze w tym roku, po dostarczeniu ich przez statek towarowy Dragon 2.
Więcej informacji:
Na podstawie: NASA/NSF/SN
Opracował: Rafał Grabiański
Na zdjęciu tytułowym: Thomas Pesquet pracujący w sekcji P6 podczas spaceru kosmicznego EVA-75 20 czerwca 2021 r. Źródło: NASA Johnson.
