STS-110: L'ATLANTIS PORTA ALL'ISS LA PRIMA ROTAIA SPAZIALE
Scritto da Luca Frigerio   
Libera e sommaria traduzione ed adattamento dell'articolo "Atlantis delivers first space "railroad" to ISS" di Roelof Schuiling, pubblicato sul numero di Luglio 2002 Vol. 44 della rivista Spaceflight della BIS.

Il lancio della missione dello Space Shuttle STS-110 ? avvenuto 11 secondi prima della "chiusura" della finestra di lancio nel pomeriggio dell'8 aprile 2002. Una deriva in uno dei sistemi di elaborazione dati di backup, al Launch Complex 39-B ha causato una sosta nei minuti finali del countdown dell'Atlantis. L'obiettivo principale della STS-110, designata anche International Space Station (ISS) mission 8A, era la spadizione ed il montaggio del primo segmento dell'International Space Station External Truss, ovvero la Starboard Zero (S0) truss, assieme ad altri componenti montati sulla truss stessa prima del lancio. La truss aveva con s? le unit? di scambio Mobile Transporter (MT), il Trailing Umbilical Sistem, dei sistemi di giroscopi, i sistemi di distribuzione dell'energia, le antenne del Global Positioning System, il pannello di un radiatore, ed un set di rotaie del MT. Il segmento S0 fornisce la "spina dorsale" strutturale per i sottosistemi dell'ISS che generano l'energia elettrica, ed ? il segmento centrale di altri 11 tralicci integrati che saranno le fondamenta per l'installazione di altri sottosistemi dell'ISS come la distribuzione di utenze, la generazione di energia, la dispersione del calore, e la sistemazione di payloads esterni. Il traliccio S0, delle misure di 13,4 m x 4,6 m e della massa di 12247 Kg funge da elemento di giunzione dal quale vengono veicolate le varie utenze ai moduli pressurizzati, tramite i cablaggi ombelicali installati durante le EVAs. La STS-110 era la prima missione dello Space Shuttle a volare con la nuova versione ridisegnata dei motori principali. Tutti e tre i motori dell'Atlantis erano motori Block II, che includevano una nuova turbopompa del carburante ad alta pressione. Gli astronauti dell'STS-110 sono arrivati al Kennedy Space Center il 31 marzo in vista del loro lancio. Il countdown ? stato avviato con l'intento di far decollare la navetta nel pomeriggio del 4 aprile. Il 3 aprile ? stata tenuta la management review del "launch minus one day", e dopo aver risolto alcune preoccupazioni relative alle Power Drive Units dei portelli ombelicali dell'External Tank dell'orbiter, i managers hanno dato il "go" per il lancio del giorno seguente. Nella mattina del 4 aprile, il personale di lancio ha cominciato il pompaggio del propellente nell'External Tank come rogrammato. Circa un ora e 21 minuti prima dell'inizio delle operazioni, (alle 9:28 am), il countdown ? stato sospeso quando ? stato notato dell'idrogeno gassoso fuoriuscire da una linea di sfogo della STS-110 Mobile Launch Platform. Dopo aver posto in sicurezza lo shuttle ed il Launch Pad, ? stato riciclato il countdown a T-72 h per permettere al personale di lancio di fare il punto della situazione. Pertanto il lancio ? stato riprogrammato per luned? 8 aprile e sono incominciate le riparazioni. La linea dell'H2 ? stata drenata e spurgata con dell'elio, ed ? stata saldata una "toppa" attorno al tubo del diametro di 16 pollici. Al termine della riparazione, il punto in questione della linea ? stato verificato controllandone la tenuta alla pressione, sottoponendolo ai raggi X, controllandone la resistenza alle temperature e sottoponendolo ad un "Dye penetrant test". Il countdown ? stato ciclato al punto di T-11 ore alla 1:44 am di luned? 8 aprile 2002. Il countdown ? proceduto senza incidenti fino a T-6,5'. A questo punto si ? verificata una deriva su una frequenza radio di gestione dei dati, nell'unit? di standby per il Ground's Launch Processing System. Il countdown ? stato di nuovo sospeso a T-5', cio? all'ultimo momento possibile prima dell'avviamento delle Auxiliary Power Units dell'Atlantis. Il personale di lancio ? riuscito con successo a ricaricare i dati, e quindi il conteggio ? ripreso da T-5'. Al momento della ripartenza, la finestra di lancio disponibile si era ridotta a 5' e 11''. Lo Space Shuttle STS-110 ? stato lanciato alle 4:44:19 pm del pomeriggio dell'8 aprile 2002, 11'' prima del limite ultimo.

GIORNO DI MISSIONE 1
L'Atlantis ? asceso in orbita menttre l'ISS era ad est degli Stati Uniti del nordest, ad un'altezza di 386 Km. La salita in orbita ? proseguita senza altri intoppi. Un minuto circa dopo il decollo, l'Atlantis ha superato il punto di massimo carico aerodinamico, punto Max-Q, e circa un minuto pi? tardi i Solid Rocket Boosters hanno completato il loro lavoro separandosi dallo shuttle. 8' e 46'' dopo il liftoff ? avvenuto il cutoff dei motori principali (Main Engines), e l'External Tank si ? separato da Atlantis. L'equipaggio si ? preparato quindi per le attivit? orbitali. Circa 3 quarti d'ora dopo il decollo, sono stati accesi i motori dell'Orbital Maneuvering System per circolarizzare l'orbita dell'STS-110. Sono poi stati aperti i portelloni della stiva per esporre allo spazio i radiatori e l'antenna a banda Ku. Nella cabina, intanto, l'astronauta Jerry Ross ? divenuto il primo uomo a volare nello spazio 7 volte. Il suo volo con l'STS-110 ha battuto il record precedente di 6 voli appartenuto allo stesso Ross e ai suoi colleghi statunitensi John Young, Story Musgrave, Franklin Chiang-Diaz e Curt Brown. Il record russo, invece ? di 5 voli. A 3 h e 38' di Mission Elapsed Time, ? stata effettuata l'accensione NC-1, per l'aggiustamento dell'orbita, in vista dell'approccio all'ISS, per il relativo docking, previsto nel terzo giorno di missione.

GIORNO DI MISSIONE 2
Nel secondo giorno di volo il personale di bordo ha iniziato i preparativi per il rendezvous ed il docking con l'ISS, e per le operazioni di montaggio del traliccio S0 sul modulo Destiny. Il Comandante Michael Bloomfield e il Pilota Stephen Frick hanno eseguito diverse accensioni dei propulsori per rifinire il sentiero orbitale verso la Stazione. Sono state controllate le tute da EVA e l'equipaggiamento di salvataggio SAFER. E' stato attivato il braccio robotico dell'Atlantis, controllandone lo stato dei suoi sistemi, ed ? stato utilizzato per eseguire una ricognizione video della payload bay della navetta. E' stato attivato l'Orbiter Docking System, ed ? stato esteso il suo anello. Sono stati controllati anche i dispositivi di navigazione e per il rendezvous.

GIORNO DI MISSIONE 3
Poco dopo la sveglia dell'equipaggio, l'orbiter si trovava a 2890 Km dall'ISS. Nella mattinata, una serie di accensioni hanno aggiustato ulteriormente la via di avvicinamento all'avamposto orbitale. Circa 2 h e 30' prima del docking, l'Atlantis aveva raggiunto una distanza di circa 16 Km dietro l'ISS. A questo punto sono stati accesi i propulsori dello shuttle per la Terminal Phase Initiation Burn. L'Atlantis si ? avvicinato da dietro l'ISS, ed una accensione a mezza strada lo ha portato a 0,8 Km sotto la Stazione Spaziale, circa un'ora prima del docking. Il Comandante Bloomfield ha portato l'Atlantis 183 m sotto l'ISS, e quindi ha cominciato ad effettuare un movimento circolare e lento di un quarto di circonferenza raggiungendo un punto a 91 m di fronte alla Stazione. Egli quindi ha guidato l'orbiter verso l'ISS ad una velocit? di circa 0,16 Km/h. A circa 9 m di distanza l'orbiter ? stato fermato per permettere lo svolgimento degli ultimi controlli sull'allineamento.Infine la manovra ? proseguita portando al docking fra i 2 veicoli spaziali, avvenuto alle 12:05 pm nella serata di Mercoled? 10 aprile 2002. In quel momento l'intero Complesso stava orbitando sulla Cina del sud ad un'altezza di 386 Km. A bordo dell'ISS, l'astronauta dell'Expedition Four Dan Bursch, Capitano della Marina, ha suonato la campana di bordo per salutare l'arrivo dell'equipaggio dello shuttle. Circa 2 ore pi? tardi, alle 2:07 pm, mentre i due veicoli spaziali stavano sorvolando la Nuova Zelanda, sono stati aperti i relativi portelli di connessione, e i due equipaggi hanno potuto salutarsi all'interno del Laboratorio Destiny dell'ISS. Per gli uomini dell'Expedition Four si ? trattata della prima visita di uno shuttle dal loro arrivo sull'ISS nel dicembre del 2001.

GIORNO DI MISSIONE 4
Il must del giorno era l'installazione del traliccio S0. Alle 6:30 am, il Mission Specialist dell'Atlantis, Ellen Ochoa, coadiuvato dall'Ingegnere del Volo dell'ISS Dan Bursch ha lavorato con il Canadarm2 per sollevare il traliccio dalla stiva dell'orbiter. Essi, lavorando dalla workstation del Destiny, hanno delicatamente trasportato il traliccio in prossimit? del Lab Cradle Assembly, in cima al modulo del Laboratorio. L?, ? stato attaccato temporaneamente ad una struttura semi rigida in attesa di venire attaccato permanentemente durante le spacewalks dell'STS-110. L'operazione ? durata circa 4 ore, e il Comandante dell'Atlantis Mike Bloomfield e il Pilota Steve Frick hanno fornito ai colleghi Ochoa e Bursch delle immagini aggiuntive tramite le videocamere del Canadarm dello shuttle. Pochi minuti dopo l'installazione temporanea, i Mission Specialists Rex Walheim e Steve Smith hanno iniziato la loro prima attivit? extraveicolare lasciando la camera di compensazione Quest dell'ISS alle 10:36 am. Essi hanno attaccato 2 delle 4 strutture sul traliccio unito al Destiny. Le altre 2 strutture verranno montate durante una sucessiva EVA. Essi, inoltre, hanno dispiegato sul traliccio i sostegni per gli equipaggiamenti avionici e per i cablaggi, incluse le linee di alimentazione elettrica, quelle della gestione dei dati e dei fluidi. Esse connettono la nuova struttura S0 al Destiny. Gli spazionauti hanno anche agganciato un sistema ombelicale dal traliccio al Mobile Transporter montato sulla faccia frontale del traliccio stesso. Questo sistema ombelicale permetter? al transporter di muoversi lungo la lunghezza del traliccio, in modo da posizionare il braccio robotico della Stazione durante i lavori di assemblaggio. Walheim ha passato la maggior parte dell'EVA sulla parte terminale del Canadarm 2 unendo delle connessioni energetiche critiche. Bench? il braccio robotico dello Shuttle (Canadarm) venga spesso usato in questo modo ,? stata la prima volta, per il Canadarm2 dell'ISS, a venire usato per spostare gli spazionauti durante le fasi di assemblaggio. Bench? Smith fosse legato, via via, ai vari siti di lavoro sulli'ISS, ha avuto anche la possibilit? di lavorare in volo libero (free floater). Smith e Walheim hanno portato a termine tutti i compiti a loro assegnati ad eccezione dell'installazione di due "circuit breakers". Essi hanno poi fatto ritorno alla camera di compensazione Qest alle 6:24 pm del pomeriggio dopo aver condotto un'EVA durata 7h e 48'. E' stata la 35esima spacewalk d'assemblaggio e la decima iniziata direttamente dall'ISS. Nel frattempo i tecnici di Terra hanno avviato le procedure di attivazione del traliccio S0, rilevandone immediatamente il perfetto stato di forma.

GIORNO DI MISSIONE 5
La giornata ? stata dedicata al trasferimento di rifornimenti ed esperimenti dall'STS-110 all'ISS. Lee Morin e Jerry Ross hanno trasportato una camera sperimentale di crescita per piante in una rack del laboratorio Destiny. Questa camera ha sostituito un esperimento di crescita di cristalli di proteine che verr? riportato a Terra dall'Atlantis. Ellen Ochoa e Rex Walheim sono stati occupati nell'installazione di un freezer nel laboratorio, per la futura conservazione, di campioni di cristalli.

GIORNO DI MISSIONE 6
La seconda escursione dell'STS-110 ? stata svolta dai due "nonni" della missione, soprannominati "The silver team", dai propri colleghi. Jerry Ross, di 54 anni e Lee Morin di 49, hanno lasciato l'airlock Quest alle 10:09 am del 13 aprile. Ellen Ochoa e Carl Walz a turno hanno manovrato il Canadarm 2 dalla workstation robotica del Destiny. Essi hanno usato il braccio robotico per spostare Lee Morin durante il suo lavoro di costruzione, mentre Jerry Ross, legato alla Stazione, ha lavorato su diverse parti della struttura. La coppia di spazionauti non ha avuto difficolt? nell'estensione e nel fissaggio delle due strutture S0 al Destiny. Dopo aver attaccato le strutture, Ross e Morin hanno rimosso le grandi aste metalliche, i pannelli e i fermi che hanno mantenuto in posizione la S0 nella fase di lancio, stivandoli nel traliccio stesso. Essi hanno anche attaccato un secondo sistema di cavi al Mobile Transporter. Inoltre i due hanno hanno installato un rocchetto avvolgitore ombelicale di back-up sempre per il Mobile Transporter, che sar? in ridondanza con quello installato durante l'escursione precedente. Ross ha tentato di rimuovere un bullone di fermo di un meccanismo che, all'occorenza, pu? tagliare il cavo ombelicale, nel caso esso si danneggi durante le operazioni. Comunque il bullone non ne voleva sapere di uscire dal suo foro, e i controllori hanno deciso di non far perdere ulteriore tempo agli astronauti. I sistemi ombelicali primario e di backup, stavano operando normalmente, e del bullone "testardo" ce ne si sarebbe occupati durante una delle successive EVA. Pi? tardi sono stati azionati i jets dell'Atlantis, in una sequenza durata circa un'ora, per innalzare l'altezza dell'ISS di circa 3,2 Km, nella prima di tre manovre di reboost che porteranno l'innalzamento totale della quota di volo dell'ISS a 9,2 Km.

GIORNO DI MISSIONE 7
L'attivit? principle della giornata ? stata la terza EVA dell'STS-110. Steve Smith e Rex Walheim hanno continuato a lavorare sulla trave S0, dopo essere fuoriusciti dall'airlock Quest dell'ISS alle 9:48 am di domenica 14 aprile. Il primo compito dei due ? stato quello di rilasciare un dispositivo a forma di chela, sul tetto del Laboratorio Destiny, che stava temporaneamente mantenendo fissa la trave. Con le quattro strutture del traliccio ora posizionate, tale dispositivo bloccante non era pi? necessario. Walheim ha rilasciato il laccio, mentre Smith ha cominciato a connettere il vari cablaggi dell'alimentazione, dei dati e video, attraverso la truss per permettere l'esecuzione di altri lavori da parte del Canadarm 2. Ci? permette inoltre al braccio dell'ISS di venire attivato dalla truss S0, piuttosto che dal Laboratorio Destiny. Il Canadarm2 ha a disposizione 2 sets di di equipaggiamenti avionici per la sua operativit?. Smith e Walheim hanno ricablato sia il sistema primario che quello ridondante. Durante l'EVA, Smith ha lavorato su una piattaforma ancorata al Canadarm dell'Atlantis, mentre veniva ricablato il Canadarm2. Ai comandi del braccio dell'Atlantis c'era il pilota Steve Frick, mentre Walheim ha lavorato in volo libero installando dei dispositivi elettronici sulla truss, che avrebbero dovuto essere installati durante la prima EVA. Walheim e Smith quindi hanno rivolto la propria attenzione al carrello denominato Mobile Transporter, della massa di 861 Kg, rilasciando i fermi serviti nella fase di lancio, e rimuovendone la copertura termica.

GIORNO DI MISSIONE 8
Il target del giorno era l'effettuazione del primo lavoro da parte del Mobile Transporter. Carl Walz, tramite un computer portatile ha comandato il carrello di spostarsi dalla posizione tenuta durante il lancio sulla faccia frontale del traliccio S0, ed esattamente alle ore 8:22 am il carrello ha cominciato a muoversi verso il proprio luogo di lavoro, circa 5,2 m in fondo al binario, lungo tutta l'estensione del medesimo. Esso ha impiegato circa mezz'ora per coprire la distanza, e il software del transporter ha impedito che esso si potesse agganciare sul luogo di lavoro, una volta giuntovi. Tale operazione di fissaggio ? stata comunque portata a termine dai controllori di Terra. Gli ingegneri credono che il sottile effetto dell'assenza di peso ha causato lo spostamento del carrello dalle proprie rotaie di una distanza microscopica, ma tale da impedire ai sensori di entrare in contatto con i marcatori di posizione magnetici posti sulle rotaie. La manovra manuale di aggancio ? stata svolta con soddisfazione, e comunque gli ingegneri ritengono che una modifica del software dovrebbe ripristinare la capacit? del transporter di agganciarsi automaticamente. Durante la giornata, il transporter ? stato spostato in un altra posizione, dove ? ancora stato necessario l'azionamento manuale dei fermi. Quindi, esso ? stato lentamente mosso in dietro al primo sito di lavoro dove ? stato fissato e parcheggiato alle 6:40 in attesa dell'arrivo del Mobile Base System con l'STS-111. Durante questa prima fase di lavoro, il Mobile Transporter ha percorso circa 22 m ad una velocit? di 3,5 cm al secondo.

GIORNO DI MISSIONE 9
La quarta ed ultima EVA ? iniziata alle 10:29 am del 16 aprile, quando Jerry Ross e Lee Morin sono fuoriusciti dall'ISS per completare l'equipaggiamento della trave. Ross ha lavorato dalla piattaforma montata sul Canadarm2, che era guidato da Ochoa e Bursch, mentre Morin ha lavorato galleggiando unito all'ISS da un cavo. La prima faccenda ha riguardato il posizionamento dello sperone dell'airlock, lungo 4,27 m. Questo Airlock Spur serve come via di spostamento fra la trave S0 e l'airlock Quest. Quindi Ross ha testato gli interruttori di entrambi i lati della trave per assicurare la loro buona efficienza durante le successive fasi di assemblaggio della Stazione, quando essi dovranno confermare l'unione all'S0 alle altre travi addizionali che verranno portate in orbita. La trave S0, ? la prima di 9 travi che unite, si estenderanno per una lunghezza di oltre 100 m. Ross e Morin hanno installato una serie di luci alogene da lavoro sui moduli Unity e Destiny. Le lampade da 40 Watt sono 5 volte pi? potenti delle normali lampade da 40 W, e formeranno un un fascio luminoso ellittico di 2,7 X 2,13 m. Le luci forniranno illuminazione ai futuri meccanici spaziali, che si dovranno muovere lungo la Stazione. La coppia di spazionauti ha anche installato una piattaforma di lavoro e dei convertitori elettrici, sempre per i futuri lavori di costruzione. Inoltre ha aggiustato l'isolamento attorno ad una delle 4 antenne da navigazione della trave, ed ha montato degli assorbitori di shock al Mobile Transporter. Ross e Morin sono rientrati nell'airlock alle 5:06 pm dopo 6h e 37' di EVA. Si trattata della nona EVA del Mission Specialist Ross che ora detiene il record di maggior numero di EVAs per un astronauta Americano.

GIORNO DI MISSIONE 10
Dopo aver portato in orbita e montato sull'ISS la trave S0, dopo aver innalzato la quota di volo del Complesso, dopo aver trasferito pi? di 90 Kg di ossigeno e azoto, dopo aver portato all'Expedition Four 907 Kg di rifornimenti vari e 664 Kg di acqua, ? giunto il momento per l'Atlantis ed il suo equipaggio di partire dalla Stazione Spaziale Internazionale. Dopo che i due equipaggi si sono salutati, si sono chiusi i portelli alle 11:04 am, e alle 2:31 Jerry Ross ha inviato il comando di rilascio del meccanismo di docking. La fase iniziale della separazione ? stata prodotta dalle molle del sistema di docking che hanno delicatamente spinto via l'Atlantis dall'ISS. Alla distanza di circa 0,7m il pilota Frick ha azionato i propulsori della navetta proprio quando entrambi i veicoli spaziali stavano sorvolando il l'Oceano Atlantico del Nord, ad una quota di 397 Km. Intanto sull'ISS, Dan Bursch ha suonato la campana del modulo Unity per salutare la partenza dell'orbiter.

GIORNO DI MISSIONE 11
Durante l'ultimo intero giorno in orbita, l'equipaggio dell'STS-110 ha eseguito le operazioni pre-landing di routine, svolgendo controlli e checks, e stoccando il materiale utilizzato durante le varie fasi della missione. Il Comandante Mike Bloomfield, il Pilota Steve Frick, e l'Ingegnere del Volo Ellen Ochoa, hanno attivato una delle tre Auxiliary Power Units, nel momento in cui hanno impiegato il sistema idraulico dell'orbiter per controllare la funzionalit? delle aerosuperfici, che verranno utilizzate durante il rientro a Terra. Essi hanno inoltre controllato i jets della navetta verificandone l'efficienza. Sono stati accesi due volte i razzi di manovra orbitale. La prima volta a scopi scientifici, per permettere ai ricercatori da Terra di poter osservare i gas esausti dell'accensione tramite il radar, la seconda accensione ? avvenuta per ridurre il range di distanza per il secondo dei due tentetivi di atterraggio previsti per il giorno seguente.

GIORNO DI MISSIONE 12
>Le previsioni meteorologiche erano favorevoli, mentre si stava avvicinando il momento dell'accensione dei motori di manovra orbitale, per la "first landing opportunity" , che avrebbe portato l'Atlantis all'atterraggio in Florida, dopo una fase finale di rientro che sarebbe durata circa un'ora. Viste le ottimali previsioni meteorologiche, non ? stato attivato, per oggi, il sito di atterraggio di back-up in California. I motori dell'orbiter sono stati accesi alle 11:20 am, e l'Atlantis ? sceso attraversando il Pacifico e le parti pi? a sud degli Stati Uniti. Quindi, ha attraversato la Florida iniziando un giro che lo ha poi portato in linea con la pista di atterraggio numero 33 del Kennedy Space Center. Il Comandante Mike Bloomfield ha guidato l'orbiter ad un dolce atterraggio quando i carrelli principali hanno toccato il suolo della pista alle 12:26:57 pm, dopo 10 giorni, 19 ore, 42 minuti e 38 secondi di missione. Il carrello del naso ha toccato terra 12 secondi pi? tardi, e l'orbiter ha completato la sua corsa sulla pista di atterraggio dopo un minuto e 10 secondi dal touchdown iniziale. L'Atlantis ha viaggiato per una distanza di 7,24 milioni di Km nell'arco di 171 orbite della Terra. L'equipaggio ? uscito dalla cabina della nave spaziale circa un'ora e mezza dopo l'atterraggio.

 

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