Completata la prima EVA per risolvere il problema al sistema di raffreddamento della ISS

Gli astronauti NASA Rick Mastracchio e Mike Hopkins hanno completato, in anticipo sul programma stabilito, la prima delle tre attività extraveicolari (EVA) previste in questi giorni per sostituire un modulo esterno del sistema di raffreddamento della Stazione Spaziale.

Le EVA si sono rese necessarie in seguito al malfunzionamento di una valvola di controllo del flusso (FCV) relativa ad una pompa di uno dei due circuiti esterni di raffreddamento dei sistemi elettronici.
Il circuito in questione è il Loop A dell’ETCS (External Thermal Control System) che, come il suo gemello B, utilizza ammoniaca per dissipare all’esterno tramite radiatori il calore in eccesso sviluppato dalle apparecchiature in funzione nei moduli.

In 5 ore e 28 minuti Mastracchio ed Hopkins hanno disconnesso e rimosso la pompa dal suo alloggiamento su una delle strutture esterne nella zona dei grandi pannelli solari, mentre il giapponese Koichi Wakata operando con il braccio robotico dall’interno della stazione, l’ha portata e fissata in un altro punto di alloggiamento sicuro.

Il programma originale prevedeva solamente la disconnessione dell’apparecchiatura mentre la rimozione sarebbe dovuta avvenire in una seconda giornata, ma l’assenza di particolari problemi sia con i tubi dell’ammoniaca che con i cavi elettrici, ha portato ad anticipare ad oggi anche la seconda parte dell’operazione. Questa accelerazione dei tempi porterà quindi all’installazione di una nuova pompa già nella seconda EVA di lunedi 23 il che, se tutto procederà senza intoppi, eliminerà la necessità di una terza EVA il giorno di Natale.

Il controllo missione di Houston quindi ha chiesto ai due spacewalkers se volevano continuare con ulteriori attività preparatorie alla sostituzione ma Mastracchio, probabilmente per un malessere e senza dare particolari spiegazioni a riguardo, ha fatto capire che avrebbe preferito concludere l’ottimo lavoro odierno e rientrare nell’airlock, terminando così la US EVA-24.

La pompa di circolazione interessata dal problema era stata installata nel 2010 in seguito al malfunzionamento della precedente, ma in quell’occasione i due spacewalkers Doug Wheelock e Tracy Caldwell-Dyson ebbero non pochi problemi ad isolare le linee dell’ammoniaca a causa di alcune valvole che non si chiudevano correttamente. Agganciate all’esterno della struttura della ISS, stivate in opportuni alloggiamenti, sono pronte all’uso altre tre pompe di riserva di cui una sarà utilizzata lunedi prossimo.

La temperatura ambiente dei moduli abitati viene regolata dall’ITCS (Internal Thermal Control System) che, come mezzo di raffreddamento al posto dell’ammoniaca, utilizza invece l’acqua per evitare possibili contaminazioni dovute ad eventuali perdite interne.
L’ITCS però dipende direttamente dalla controparte esterna in quanto cede il proprio calore all’ETCS tramite uno scambiatore IFHX (Interface Heat Exchanger).

La valvola FCV (Flow Control Valve) ha il compito di mantenere una temperatura standard del circuito intorno ai 4°c miscelando l’ammoniaca calda proveniente dalle apparecchiature con quella raffreddata nei radiatori, ma nei giorni scorsi è stata raggiunta una preoccupante temperatura di -32°c, con il rischio di congelamento e rottura dello scambiatore IFHX.
In particolare è stata rilevata una temperatura sotto zero nello scambiatore del laboratorio europeo Columbus e tutt’ora è in corso un’investigazione per accertare se il fatto abbia provocato dei danni da congelamento dell’acqua.

In seguito al problema, il Loop A è stato completamente escluso dal compito di raffreddare i carichi interni, molti dei quali sono stati indirizzati sul Loop B, mentre è comunque rimasto attivo per quanto riguarda i carichi esterni che non interessano il circuito con l’acqua. Per evitare però un sovraccarico del Loop B molte apparacchiature elettroniche sono state temporaneamente spente, sopratutto nello stesso Columbus, nel JEM (Japanese Experiment Module) e nel Nodo 2.

La scorsa settimana il problema era stato parzialmente aggirato intervenendo sul software di gestione delle valvole, in particola sulla valvola di ritorno RRV dai radiatori (Radiator Return Valve) impedendo l’ingresso dell’ammoniaca fredda nel sistema. Tale valvola è di tipo tutta aperta o tutta chiusa, quindi senza nessuna regolazione intermedia, che però è stata ottenuta sviluppando e caricando da terra una patch che ne ha modificato il funzionamento raggiungendo lo scopo desiderato.
Nonostante la temperatura del Loop A fosse tornata ai livelli standard, i managers del programma ISS hanno optato per la sostituzione immediata del componente difettoso, in vista anche dell’inizio del “Beta Angle Period” previsto alla fine di dicembre. In tali giorni la Stazione Spaziale si verrà a trovare fortemente esposta ai raggi solari con angoli di incidenza superiori ai 60°, che porteranno ad elevate differenze di temperatura tra le zone in pieno sole e quelle in ombra, situazione alquanto critica per eventuali attività di lavoro esterno da parte dell’equipaggio.

Come già segnalato in un recente articolo, la decisione di effettuare rapidamente la rimozione e sostituzione della pompa ha avuto come effetto collaterale il rinvio della prima missione di rifornimento Orb-1 da parte della compagnia privata Orbital con la capsula Cygnus.

Da segnalare che Mike Hopkins indossava la tuta EMU 3011 che era la stessa indossata da Luca Parmitano, durante la US EVA-23 dello scorso luglio, quando si verficò la fuoriuscita di acqua dal sistema di raffreddamento interno della tuta con conseguente e pericoloso accumulo nel casco che ha costretto al rientro anticipato nella ISS l’astronauta italiano ed il compagno.
Nei mesi scorsi la tuta in questone è stata oggetto di test e verifiche dopo la sostituzione di alcuni componenti del sistema di raffreddamento e successivamente quindi dichiarata idonea all’utilizzo. Per minimizzare ulteriormente i rischi gli astronauti hanno ora a disposizione un particolare boccaglio che, in caso di accumulo di acqua nel casco, permette loro di respirare aria attingendola dalla zona centrale della tuta.

Foto credit: NASA TV