Conclusa l’EVA-38 sulla ISS, ecco il resoconto

Nella giornata di ieri, 6 gennaio 2017, i due astronauti Shane Kimbrough e Peggy Whitson, ospitati a bordo della ISS, hanno completato un’ attività extraveicolare per sostituire le batterie batterie ormai obsolete di uno degli otto circuiti dell’Electrical Power Distribution System della Stazione Spaziale Internazionale.

Ciascuna delle 4 coppie di pannelli solari della ISS fornisce energia a due circuiti di alimentazione, detti anche canali. Per mantenere la stazione operativa anche durante i periodi di oscurità lungo l’orbita, ogni coppia di pannelli è equipaggiata con 12 batterie nichel-idrogeno (Ni-H2), sei per ciascun canale.
Nel complesso 48 batterie Ni-H2 sono responsabili di immagazzinare l’energia per far funzionare il sistema elettrico della ISS durante le eclissi.

La telemetria della console SPARTAN (archivio).

A causa dei numerosi e intensi cicli di carica/scarica a cui sono soggette le batterie della ISS, NASA aveva programmato già da tempo la sostituzione delle batterie a metà della vita operativa della Stazione. Il piano dei lavori prevede di rimpiazzare le 48 batterie Ni-H2 con 24 di nuova generazione agli ioni di litio (Li-ion), più efficienti e compatte. L’attività di sostituzione sarà svolta nel corso di quattro anni, le batterie verranno lanciate a bordo di 4 cargo HTV e si procederà all’upgrade di due canali per volta.

Le nuove batterie agli ioni di litio durante l’integrazione di HTV-6.

Le batterie Ni-H2 erano considerate lo stato dell’arte al momento della progettazione della ISS, ciascuna di esse pesa circa 170 kg ed è dotata di 38 celle. Con l’avvento di nuove tecniche produttive e lo sviluppo di nuove tecnologie, NASA ha quindi deciso di approfittare della sostituzione programmata per eseguire un aggiornamento dell’hardware e rimpiazzare le batterie NI-H2 con con quelle agli ioni di litio, che sono di fatto il nuovo standard in molte applicazioni aerospaziali e ormai sono onnipresenti sulla Terra.

Le batterie agli ioni di litio garantiscono una maggiore densità energetica rispetto alle precedenti, tuttavia sono più fragili e necessitano di precauzioni aggiuntive per proteggerle dal sovraccarico e dal surriscaldamento.

Tutte le batterie Ni-H2 sulla ISS hanno completato il loro ciclo di vita previsto di 6.5 anni. Le batterie del più vecchio pannello della ISS, P6, lanciato nel 2000, erano già state sostituite nel 2009 e nel 2010, mentre quelle di P4, S4 ed S6 risalgono al 2006, 2007 e 2009. Le nuove batterie, costruite da Aerojet Rocketdyne utilizzando celle di manifattura giapponese, dovranno supportare la ISS fino alla fine della sua vita operativa nel 2024 e forse anche oltre.

Le nuove batterie sono state costruite con lo steso fattore di forma delle precedenti (104 x 94 x 48 cm), pesano 197 kg  e sono state progettate per sostenere più di 60000 cicli, corrispondenti a circa 10 anni di vita operativa.
Ogni nuova batteria sostituisce una coppia delle precedenti collegate in serie, per questo motivo occorre installare anche uno speciale adattatore per collegare l’interfaccia di alimentazione all’unica batteria ora presente. Per ciascun canale si rendono necessari quindi tre batterie e tre adattatori.
L’attività di sostituzione delle batterie è inizia la viglia di natale quando i controllori di volo al JSC di Houston, hanno comandato da remoto il braccio robotico della stazione e la mano robotica Dextre per rimuovere le prime quattro batterie dal compartimento alla base del pannello S4 della ISS.

Prima che iniziasse l’attività di ieri le tre nuove batterie per il canale 3A della ISS erano state installate da remoto.

Una delle nuove batterie agli ioni di litio agganciata alla mano robotica Dextre.

Durante l’EVA, Kimbrough e Whitson hanno installato gli adattatori ed effettuato il collegamento delle nuove batterie al circuito elettrico. I due astronauti hanno inoltre rimosso altre due batterie Ni-H2 sistemandole su una piattaforma per lo stivaggio a lungo termine.

I due astronauti al lavoro sul canale di alimentazione 3A.

Avendo terminato le attività previste con largo anticipo i controlli di volo hanno chiesto ai due astronauti di proseguire con alcune attività addizionali. Kimbrough ha eseguito una ricognizione fotografica dell’esperimento Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) in modo da poter aiutare i responsabili a Terra a risolvere un problema riguardante il circuito di raffreddamento dello strumento. Successivamente i due astronauti hanno recuperato un faretto di illuminazione esterno guasto, che verrà sostituito prossimamente.
I due astronauti hanno avuto anche il tempo per stendere un cavo ethernet e posizionare temporaneamente un paio di scudi contro i micrometeoriti nei pressi del Quest Airlock, questi verranno installati durante una prossima attività extraveicolare.

L’EVA si è conclusa alle 20:55 (UTC+2), dopo 6 ore e 32 minuti. È stata la 196^a attività extraveicolare al supporto della ISS, la terza per Kimbrough, e la settima per Whitson.

Il tempo complessivo dedicato all’assemblaggio e manutenzione esterna della ISS sale quindi a 1224 ore e 6 minuti (~51 giorni).
Whitson, veterana delle attività extraveicolari, raggiunge un totale di 46 ore e 18 minuti trascorsi all’esterno della ISS, collocandosi al 14 posto nella classifica degli spacewalker.

Peggy Whitson (sinistra) e Shane Kimbrough (destra) si preparano ad effettuare l’EVA.

Peggy Whitson (sinistra), Thomas Pesquet (centro) e Shane Kimbrough (destra) durante la preparazione dell’EVA.

Nel corso della prossima settimana verranno rimosse da remoto altre 5 vecchie batterie e ne verranno installate altre 3. Il giorno 13 gennaio è prevista un’altra EVA, dedicata all’upgrade del canale 1A del pannello S4. Si avventureranno all’esterno della ISS il Comandante Kimbrough aiutato questa volta dall’astronauta ESA Thomas Pesquet.

Tre delle dodici batterie NiH2 rimosse rimarranno a bordo della ISS, le altre nove verranno posizionate su un pallet e installate nel compartimento non pressurizzato di HTV, che, carico di rifiuti e materiale non più necessario, verrà deorbitato a fine mese.

Di seguito un video di NASA ricapitola le attività svolte ieri durante EVA-38:

Fonte: NASA.