Gli astronauti sulla ISS stanno cercando la fonte di un'altra misteriosa fuga d'aria

Chris Cassidy controlla le perdite

L'astronauta Chris Cassidy controlla le perdite a bordo della ISS. NASA/JSC





Lunedì, nel cuore della notte, i due cosmonauti e un astronauta sulla Stazione Spaziale Internazionale sono stati svegliati da una chiamata del controllo missione. Gli è stato detto che c'era un buco in un modulo sul lato russo della stazione, responsabile della perdita di aria preziosa dalla navicella spaziale da 150 miliardi di dollari e nel vuoto dello spazio. Ora erano stati incaricati di cercare la posizione precisa della perdita e vedere se potevano ripararla, poiché la perdita sembrava essere cresciuta in modo allarmante (una lettura errata in seguito attribuita a un cambiamento di temperatura nella cabina). E questa era in realtà la buona notizia.

La ISS si occupa della perdita d'aria da oltre un anno. Scoperto per la prima volta nel settembre 2019 quando la NASA e i suoi partner hanno osservato un leggero calo della pressione atmosferica, il problema non ha mai rappresentato una minaccia per gli equipaggi a bordo. È stato solo ad agosto, dopo che le squadre di terra hanno notato che la perdita stava peggiorando, che è stata avviata un'indagine per trovare finalmente la fonte e porre rimedio al problema.

Da allora, l'astronauta americano Chris Cassidy e i cosmonauti russi Anatoly Ivanishin e Ivan Vagner hanno trascorso più fine settimana accovacciati in un unico modulo mentre chiudono il resto dei portelli della stazione ed effettuano misurazioni delle variazioni della pressione dell'aria negli altri moduli. Dopo molti di questi pigiama party degli astronauti del fine settimana, il controllo della missione ha stabilito che la posizione della perdita era la Zvezda modulo (che fornisce supporto vitale alla parte russa della stazione), che porta alla festa di ricerca di lunedì sera.



La ISS perde sempre un po' d'aria, e ciò richiede semplicemente sostituzione delle bombole di azoto e ossigeno durante le normali missioni di rifornimento. Ma il fatto che la perdita stesse peggiorando richiederebbe la sostituzione dei serbatoi prima del previsto. Significa anche che il buco che sta permettendo la perdita potrebbe essere diventato più grande e potrebbe ancora crescere se non risolto presto.

'Queste fughe di notizie sono prevedibili', ha affermato in un commento televisivo Sergei Krikalyov, il direttore esecutivo del programma spaziale russo con equipaggio. Quello che sta succedendo ora è qualcosa di più della normale perdita e, naturalmente, se dura a lungo, richiederà forniture di aria extra alla stazione.

Per trovare la posizione esatta della perdita a Zvezda in modo che possa essere riparata, Cassidy e i suoi compagni di squadra dovranno trascorrere del tempo fluttuando intorno al modulo con un dispositivo portatile chiamato an rilevatore di perdite ad ultrasuoni , che rileva le frequenze emesse dal flusso d'aria mentre espelle piccoli fori e crepe. Il rumore sulla stazione può rendere più difficile rilevare queste frequenze e l'equipaggio potrebbe dover correre attraverso le aree alcune volte per trovare effettivamente la fonte. Un'azienda vuole migliorare questa strategia implementando un robot automatizzato in grado di ascoltare le perdite e identificarle in tempo reale , senza bisogno di una mano umana. Una volta trovata la fonte della perdita, la ripareranno con un kit utilizzando resina epossidica.

Le perdite possono verificarsi anche in altri modi oltre a una perdita di ossigeno. L'ISS ha in precedenza si occupava di perdite di ammoniaca proveniente dai circuiti di raffreddamento della stazione. Poiché l'ammoniaca è tossica per l'uomo, tali perdite richiedono un'azione immediata, che comporta lunghe passeggiate spaziali per identificare i buchi nel sistema di raffreddamento e ripararli.

Il problema in corso dimostra che anche un veicolo spaziale ben progettato e protetto come la ISS non è invulnerabile. E poiché vediamo più paesi e aziende che inviano umani in missioni con equipaggio in orbita, tali fughe di notizie saranno un evento molto più comune. Non tutti i veicoli spaziali saranno resistenti ai problemi come la ISS.



Ci sono un paio di colpevoli principali di come si forma una perdita su un veicolo spaziale. La perdita di più alto profilo della ISS nella memoria recente è stata trovata nell'agosto 2018: un buco di 2 millimetri su una navicella spaziale russa Soyuz ancorata alla stazione in quel momento. Quel buco sembra essere stato il risultato di a errore di perforazione realizzato durante la produzione (sebbene L'agenzia spaziale russa è stata cauta su cosa esattamente lo abbia causato ). Il mistero di quella fuga di notizie è stato un grande foraggio per i teorici della cospirazione, ma il fatto che il buco sia stato accidentalmente fatto da un trapano è stato fortunato. Un foro del genere è pulito e preciso e poco suscettibile a crepe o dilatazioni.

Ma quando la ISS rivela una perdita senza una chiara causa, il principale sospetto è una collisione casuale con un micrometeoroide o un piccolo pezzo di detriti (alcuni di dimensioni solo millimetriche o inferiori). Gli oggetti nell'orbita terrestre sfrecciano a velocità estremamente elevate. La Stazione Spaziale Internazionale, ad esempio, ha una velocità media di 7,66 chilometri al secondo, ovvero oltre 17.000 mph. Alcuni micrometeoroidi nello spazio sfrecciano a oltre 20.000 mph. A quelle velocità ultra elevate, anche oggetti minuscoli più piccoli di un centimetro possono assolutamente distruggere oggetti più grandi, come un proiettile di una pistola. Quel tipo di distruzione disordinata può lasciare dietro di sé crepe o danni strutturali che si propagano attraverso il resto dello scafo del veicolo spaziale o perforano il sistema di raffreddamento ad ammoniaca.

iss rilevare perdite

Una vista del rilevatore di perdite ad ultrasuoni wireless a bordo della Stazione Spaziale Internazionale.



NASA/SHANE KIMBROUGH/JSC

I veicoli spaziali pressurizzati, solitamente progettati per l'abitazione umana, sono più vulnerabili a questi problemi, poiché la pressione interna sta aumentando lo stress sullo scafo del veicolo spaziale. Le crepe sono più vulnerabili a ulteriori fattori di stress, afferma Igor Telichev, ingegnere dell'Università di Manitoba in Canada ed esperto di collisioni di veicoli spaziali con detriti. Un buco, anche grande, è ovviamente dannoso, ma una crepa potrebbe iniziare a propagarsi in tutta la struttura e minacciarne l'intera integrità.

Gli ingegneri cercano di progettare veicoli spaziali con scudi in grado di resistere a determinate collisioni di micrometeoroidi e piccoli frammenti di detriti spaziali. Per la ISS, hanno usato qualcosa chiamato scudo Whipple (dal nome del suo inventore, il compianto astronomo di Harvard Fred Whipple). È un sottile paraurti esterno che è distanziato di alcune distanze dalla parete principale del veicolo spaziale. Il paraurti non ferma completamente i micrometeoroidi in arrivo o altri piccoli detriti, ma invece rompe questi pezzi in una nuvola di piccole particelle che si aprono a ventaglio su una vasta area e rappresentano un rischio minore. Per il muro, è la differenza tra affrontare un singolo grande proiettile e un'infarinatura di pallini.

Esistono diverse varianti dello scudo Whipple, alcune, ad esempio, sono aumentate con kevlar o riempimento in ceramica tra gli strati. La stessa ISS ha oltre 100 diverse configurazioni di scudo Whipple, poiché alcune aree sono più vulnerabili alle collisioni di micrometeoroidi rispetto ad altre.

Ma come evidenziato dalla storia della stazione con impatti di micrometeoroidi, gli scudi Whipple non sono infallibili. Futuro veicoli dell'equipaggio e stazioni spaziali che sarà realizzato per molto meno della ISS sarà probabilmente più vulnerabile alle perdite causate da collisioni con piccoli detriti e particelle.

Quando fu costruito per la prima volta 20 anni fa, pochi esperti prevedevano quanti altri oggetti avrebbero attraversato l'orbita terrestre. Il problema è destinato a peggiorare man mano che l'industria spaziale si espande e gli umani lanciano in orbita più veicoli spaziali che mai. Possiamo costruire schermature che tengano conto di un ambiente in evoluzione, ma nemmeno del migliori modelli per il futuro accumulo di detriti può prevedere tutto.

Nel febbraio 2009, i satelliti Iridium 33 e Kosmos-2251 si sono scontrati, creando un'enorme striscia di detriti che ha iniziato a circolare attraverso l'orbita terrestre. I pezzi più grandi sono stati identificati e rintracciati, ma i detriti di lunghezza inferiore a 10 centimetri, pezzi che rappresentano ancora una minaccia per lo scafo del veicolo spaziale, sono stati autorizzati a sfrecciare nello spazio senza essere rilevati. L'incidente ha dimostrato che eventi imprevisti potrebbero esacerbare notevolmente il problema della protezione dei veicoli spaziali. Qualsiasi grande incidente potrebbe cambiare drasticamente la situazione e aumentare i rischi per un numero qualsiasi di altri veicoli spaziali in orbita, afferma Telichev. Quello che sviluppiamo oggi potrebbe non essere abbastanza buono entro domani.

La schermatura può aiutare a prevenire la formazione di perdite, ma questo problema è inevitabile, afferma Telichev. Ciò significa che sarà ancora più fondamentale essere in grado di isolare e riparare le perdite man mano che si verificano.

Per Telichev e altri, la soluzione si riduce davvero a una migliore gestione dello spazio stesso e alla riduzione dell'accumulo di detriti grandi e piccoli. Se il governo mondiale non presta attenzione al problema ora, dice, non andrà via da solo.

Cassidy e i suoi compagni di squadra stavano ancora cercando la fuga di notizie a partire da mercoledì mattina. Giovedì notte è previsto il lancio di una missione di rifornimento Northrop Grumman Cygnus, seguita da una missione SpaceX Crew Dragon il 14 ottobre per portare altri due cosmonauti e un astronauta sulla ISS. Tra il disimballaggio delle nuove forniture e gli esperimenti scientifici e il benvenuto al nuovo equipaggio, non ci sarà molto tempo per trovare la perdita nelle prossime settimane, quindi la pressione, in senso figurato, è alta.

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