Nuove procedure minimizzano l’effetto dei crateri dei micrometeoriti alle tute pressurizzate degli astronauti della ISS

I corrimano esterni usati dagli equipaggi della ISS, durante le attivita extra veicolari, (EVA) sono esposti, come il resto della stazione orbitante, ad impatti con i detriti orbitali e micrometeoriti (MMOD: Micro Meteoroid and Orbital Debris). Tali impatti causano sulle superfici in alluminio dei crateri che presentano bordi rialzati e particolarmente affilati, ponendo di fatto un reale rischio di danneggiamento per i guanti delle tute pressurizzate.

Immagine ravvicinata di un microcratere da impatto su un corrimano esterno della ISS

Diverse microcavità sono state individuate finora. Ad esempio su una singola asta lunga 34,8 centimetri posta sul modulo pompe (PM) e riportata a terra durante la missione STS 135, sono stati evidenziati sei crateri. Questo pezzo di corrimano è stato esposto allo spazio esterno per 8,7 anni.
Di questi sei crateri individuati, il più largo misura 1,85 mm ed un bordo di impatto rialzato di 0,33 mm, gli altri hanno un range di misure che va da  0,12mm a 0,56mm di diametro ed altezze dei bordi di impatto da 0,01mm a 0,08mm.

sezione e vista dall’alto di un tipico profilo da cratere da impatto con MMOD (C) NASA

Esperimenti svolti a terra hanno stimato che bordi taglienti a partire dai 0,25mm di altezza, sono ritenuti sufficienti ad incidere o tagliare i materiali di cui sono composti i guanti delle tute spaziali.
Questi esperimenti si sono ritenuti necessari dopo che alcuni danneggiamenti sono stati riportati durante attività EVA delle missioni STS-109, STS-110, STS-116, STS-118, STS-120, STS-125.
Alcuni di queste lacerazioni hanno portato alla conclusione anticipata delle attività extraveicolari, come nel caso degli astronauti Rick Mastracchio e Clayton Anderson.

il danno al guanto dell’astronauta Rick Mastracchio al rientro da un EVA (C) NASA

Durante una EVA, Mastracchio ha riportato uno strappo al pollice del guanto sinistro e per sicurezza, i tecnici a terra della NASA, hanno ordinato il termine delle operazioni esterne dopo quasi 6 ore, effettuando successivamente in fase di svestizione delle sessioni fotografiche per documentare gli effetti dei danni riportati.
Un episodio simile a questo si è verificato anche durante una EVA della missione STS-120.
Comunque, non tutti i deterioramenti ai tessuti ed ai materiali posso essere ricondotti agli impatti degli MMOD sulle superfici di contatto, ma ne sono sicuramente la causa più probabile.

Su attrezzature esterne aventi lo stessa sezione trasversale e fatte dello stesso materiale dei corrimano (sostanzialmente forgiati con una lega speciale di alluminio), l’impatto ha creato non solo un cratere principale ma anche un distacco di materiale nella parte opposta al punto interessato (vedi figura) ed anche in questo caso il profilo si presenta con bordi potenzialmente dannosi e taglienti.

l’effetto dell’impatto anche in corrispondenza opposta al cratere (C) NASA

Per minimizzare il rischio derivato dai bordi creati dei micrometeoriti sulle superfici, il programma ISS ha integrato nuove procedure e alcuni miglioramenti alle attrezzature ed ai materiali, inclusi:

• Il rinforzo dei guanti aggiungendo ulteriore protezione nelle aree sensibili a possibili rotture.
• L’osservazione dello stato dei corrimano attraverso ispezioni fotografiche programmate e la creazione di un database aggiornato sui siti di impatto MMOD. Questo Database viene tenuto in considerazone nella pianificazioni delle EVA.
  Allo stato attuale l’ISS Imagery Ispection Managment System (IIIMS) contiene oltre 200 punti di impatto registrati sia sui corrimano che in aree che potrebbero entrare a contatto con le tute spaziali durante le attività extraveicolari.
• Lo sviluppo di attrezzature atte a rilevare e riparare (o coprire) i bordi dei crateri MMOD rilevati.

Presso il Johnson Space Center,  l’Hypervelocity Impact Tecnology Group  studia e valuta la frequenza con la quale si possono creare dei crateri con bordi di altezze sufficienti a danneggiare i guanti degli astronauti, lavorando in parallelo con la White Sand Test Facility, in modo da mettere a disposizione dei simulacri di impatti da MMOD da utilizzare per lo sviluppo e la realizzazione di attrezzature e procedure per la riparazione delle aree danneggiate.

Da quando sono state apportate queste modifiche alle procedure ed ai materiali che interessano le attività EVA, gli episodi di tagli e danneggiamenti ad i guanti si sono sensibilmente ridotti.
Fonte e (C) immagini:  NASA Orbital Debris Program Office