Manutenção da Estação Espacial Internacional - Maintenance of the International Space Station

O astronauta Scott Parazynski da STS-120 conduziu uma caminhada espacial de 7 horas e 19 minutos para reparar (essencialmente costurar) um painel solar danificado que ajuda a fornecer energia para a Estação Espacial Internacional. A NASA considerou a caminhada no espaço perigosa com risco potencial de choque elétrico.

Desde o início da construção, o programa da Estação Espacial Internacional teve que lidar com vários problemas de manutenção, problemas inesperados e falhas. Esses incidentes afetaram o cronograma de montagem , levaram a períodos de redução das capacidades da estação e, em alguns casos, poderiam ter forçado a tripulação a abandonar a estação espacial por motivos de segurança, caso esses problemas não tivessem sido resolvidos.

2003 - Acúmulo de resíduos após o desastre de Columbia

O desastre do Columbia não envolveu a ISS, mas impactou o cronograma de construção e manutenção da ISS.

O desastre do Ônibus Espacial Columbia em 1 de fevereiro de 2003 (durante a STS-107 , uma missão não pertencente à ISS) resultou em uma suspensão de dois anos e meio do programa do Ônibus Espacial dos EUA . Outra suspensão de um ano após o STS-114 (por causa do derramamento contínuo de espuma no tanque externo ) levou a alguma incerteza sobre o futuro da Estação Espacial Internacional. Todas as trocas de tripulação entre fevereiro de 2003 e julho de 2006 foram realizadas usando a espaçonave russa Soyuz ; uma visita STS-114 em julho de 2005 foi puramente logística. A partir da Expedição 7 , foram lançadas tripulações de zeladores de apenas dois astronautas, em contraste com as tripulações de três lançadas anteriormente. Como a ISS não tinha sido visitada por um ônibus espacial por mais de três anos, mais lixo se acumulou do que o previsto, o que dificultou temporariamente as operações da estação em 2004. Os transportes automatizados Progress e a missão STS-114 foram capazes de eliminar esse acúmulo de lixo.

2004 - Vazamento de ar e falha do gerador de oxigênio Elektron

Em 2 de janeiro de 2004, um pequeno vazamento de ar foi detectado a bordo da ISS. Em um ponto, cinco libras de ar por dia estavam vazando para o espaço e a pressão interna da ISS caiu de 14,7 psi nominais para 14,0 psi, embora isso não representasse uma ameaça imediata para Michael Foale e Aleksandr Kaleri , os dois astronautas do borda.

Usando uma sonda ultrassônica (CTRL UL101), Foale rastreou o vazamento no domingo, 10 de janeiro, até uma mangueira de jumper a vácuo conectada a uma janela multipaned no segmento dos EUA da estação. A busca pelo vazamento foi dificultada pelo ruído emitido por equipamentos científicos a bordo. A identificação e o reparo bem-sucedidos do vazamento evitaram por pouco um bloqueio planejado da estação em uma tentativa de isolar o vazamento, o que teria afetado as operações da estação. Os especialistas acreditam que o vazamento foi causado por astronautas que usaram a mangueira como apoio para as mãos.

Nesse mesmo ano, 2004, a unidade Elektron foi desligada devido a causas (inicialmente) desconhecidas. Duas semanas de solução de problemas resultaram na reinicialização da unidade e, em seguida, desligamento imediato. A causa foi finalmente rastreada para bolhas de gás na unidade, que permaneceu inoperante até uma missão de reabastecimento Progress em outubro de 2004. Em 2005, o pessoal da ISS aproveitou o suprimento de oxigênio do navio de reabastecimento Progress recém-chegado, quando a unidade Elektron falhou.

2005 - O gerador de oxigênio Elektron falha novamente

No início de 1o de janeiro de 2005, o gerador Elektron, consertado em 2004, falhou novamente e a tripulação teve que contar novamente com o oxigênio a bordo.

2006 - Ventilação de gás

Em 18 de setembro de 2006, a tripulação da Expedição 13 ativou um alarme de fumaça no segmento russo da Estação Espacial Internacional quando a fumaça de um dos três geradores de oxigênio Elektron gerou um medo momentâneo de um possível incêndio. A tripulação inicialmente relatou um cheiro na cabine. Posteriormente, descobriu-se que o alarme era causado por um vazamento de hidróxido de potássio de uma saída de oxigênio. O equipamento associado foi desligado e as autoridades disseram que não houve fogo e que a tripulação não estava em perigo.

O sistema de ventilação da estação foi desligado para evitar a possibilidade de espalhamento de fumaça ou contaminantes pelo restante do complexo. Um filtro de ar de carvão foi colocado no lugar para limpar a atmosfera de quaisquer vapores de hidróxido de potássio remanescentes. O gerente do programa da estação espacial disse que a tripulação nunca colocou máscaras de gás, mas como precaução colocou luvas cirúrgicas e máscaras para evitar o contato com qualquer contaminante.

Em 2 de novembro de 2006, a carga útil trazida pelo Russian Progress M-58 permitiu que a tripulação consertasse o Elektron usando peças sobressalentes.

2007 - Falha do computador

Em 14 de junho de 2007, durante a Expedição 15 e dia de vôo 7 da visita do STS-117 à ISS, um mau funcionamento do computador nos segmentos russos às 06:30 UTC deixou a estação sem propulsores, geração de oxigênio, purificador de dióxido de carbono e outros fatores ambientais sistemas de controle, fazendo com que a temperatura na estação aumente. Uma reinicialização bem-sucedida dos computadores resultou em um falso alarme de incêndio que acordou a tripulação às 11:43 UTC.

Em 15 de junho, os computadores russos primários estavam online novamente e se comunicando com o lado americano da estação, ignorando um circuito, mas os sistemas secundários permaneceram offline. A NASA informou que sem o computador que controla os níveis de oxigênio, a estação tinha 56 dias de oxigênio disponíveis.

Na tarde de 16 de junho, o gerente do programa da ISS, Michael Suffredini, confirmou que todos os seis computadores que regem os sistemas de comando e navegação para os segmentos russos da estação, incluindo dois que se acredita terem falhado, estavam online novamente e seriam testados ao longo de vários dias. O sistema de resfriamento foi o primeiro sistema reativado. A solução de problemas da falha pela equipe da ISS descobriu que a causa raiz era a condensação dentro dos conectores elétricos, o que levou a um curto-circuito que disparou o comando de desligamento de todas as três unidades de processamento redundantes. Isso foi inicialmente uma preocupação porque a Agência Espacial Europeia usa os mesmos sistemas de computador, fornecidos pela EADS Astrium Space Transportation , para o módulo de laboratório Columbus e o Veículo de Transferência Automatizado . Uma vez que a causa do mau funcionamento foi compreendida, planos foram implementados para evitar o problema no futuro.

2007 - Painel solar rasgado

Danos na asa 4B do painel solar P6 encontrados quando ele foi reimplantado após ser movido para sua posição final no STS-120 .

Em 30 de outubro de 2007, durante a Expedição 16 e dia de vôo 7 da visita da STS-120 à ISS, após o reposicionamento do segmento de treliça P6, membros da tripulação da ISS e do Ônibus Espacial Discovery iniciaram a implantação dos dois painéis solares na treliça. O primeiro conjunto foi implantado sem incidentes, e o segundo conjunto foi implantado cerca de 80% antes que os astronautas notassem um rasgo de 76 centímetros (2,5 pés). As matrizes foram implantadas em fases anteriores da construção da estação espacial, e a retração necessária para mover a treliça para sua posição final foi menos suave do que o planejado.

Um segundo rasgo menor foi notado após uma inspeção mais aprofundada, e as caminhadas espaciais da missão foram replanejadas a fim de planejar um reparo. Normalmente, essas caminhadas espaciais levam vários meses para serem planejadas e são definidas com bastante antecedência. Em 3 de novembro, o astronauta Scott Parazynski , assistido por Douglas Wheelock , consertou os painéis rasgados usando abotoaduras improvisadas e cavalgou na extremidade do braço de inspeção OBSS do ônibus espacial . Parazynski foi o primeiro caminhante espacial a usar o braço robótico dessa forma. A caminhada no espaço foi considerada significativamente mais perigosa do que a maioria por causa da possibilidade de choque dos painéis solares geradores de eletricidade, o uso sem precedentes do OBSS e a falta de planejamento da caminhada no espaço e treinamento para o procedimento improvisado. Parazynski foi, no entanto, capaz de reparar os danos conforme planejado, e a matriz reparada foi totalmente implantada. Além disso, o OBSS será deixado na Estação Espacial Internacional por causa de sua versatilidade demonstrada e capacidade de ser deixado na estação por longos períodos de tempo.

2007 - Junta Rotativa Solar Alpha de estibordo danificada

Durante o STS-120, um problema foi detectado na junta rotativa Solar Alpha de estibordo (SARJ). Essa junta, junto com um dispositivo semelhante no lado de bombordo da estrutura de treliça da estação, gira os grandes painéis solares para mantê-los voltados para o sol. Vibração excessiva e picos de alta corrente no motor de acionamento do array foram observados, resultando na decisão de reduzir substancialmente o movimento do SARJ de estibordo até que a causa fosse compreendida. As inspeções durante os EVAs em STS-120 e STS-123 mostraram extensa contaminação de aparas metálicas e detritos na grande engrenagem motriz e confirmaram danos ao grande anel de corrida metálico no coração da junta. A estação tinha energia operacional suficiente para realizar seu programa de curto prazo, com impactos modestos nas operações, portanto, para evitar mais danos, a junta foi travada no lugar.

Em 25 de setembro de 2008, a NASA anunciou um progresso significativo no diagnóstico da origem do problema SARJ de estibordo e um programa para repará-lo em órbita. O programa de reparos começou com o vôo do Ônibus Espacial Endeavour na STS-126 . A tripulação realizou manutenção nos SARJs de estibordo e bombordo, lubrificando ambas as articulações e substituindo 11 dos 12 rolamentos do trundle no SARJ de estibordo. Esperava-se que essa manutenção proporcionasse uma solução temporária para o problema. Uma solução de longo prazo é um plano de 10-EVA denominado 'SARJ-XL', que prevê a instalação de suportes estruturais entre os dois segmentos do SARJ e um novo anel de corrida a ser inserido entre eles para substituir completamente a junta defeituosa. No entanto, após a limpeza e lubrificação da junta, os resultados observados até agora têm sido extremamente encorajadores, a ponto de agora se acreditar que a junta poderia ser mantida com a manutenção de EVAs ocasionais por equipes de estação residentes. No entanto, os dados do SARJ exigirão algum tempo para serem analisados ​​completamente antes de ser tomada uma decisão quanto ao futuro da junta.

2009 - vibração excessiva durante a reinicialização

Em 14 de janeiro de 2009, uma sequência de comando incorreta fez com que o sistema de controle de propulsão do foguete de manutenção de altitude orbital do módulo de serviço Zvezda falhasse durante uma manobra de re-aumento de altitude. Isso resultou em vibrações ressonantes na estrutura da estação, que persistiram por mais de dois minutos. Embora nenhum dano à estação tenha sido relatado imediatamente, alguns componentes podem ter sofrido esforços além dos limites do projeto. Uma análise mais aprofundada confirmou que era improvável que a estação tivesse sofrido qualquer dano estrutural, e parece que "as estruturas ainda cumprirão sua capacidade de vida normal". Outras avaliações estão em andamento.

2009 - Potencial vazamento de amônia do radiador S1 devido ao painel danificado

O radiador S1 danificado na armação de estibordo da ISS.

O radiador S1-3 tem um painel de resfriamento danificado que pode exigir reparo ou substituição em órbita, pois o dano pode ter o potencial de criar um vazamento no Sistema de Controle Térmico Externo (ETCS) da estação, possivelmente levando à perda inaceitável de o refrigerante de amônia.

Existem seis desses radiadores, três na treliça de estibordo e três na treliça de bombordo, cada um consistindo de 8 painéis. Eles aparecem como grandes objetos pregueados brancos que se estendem na direção da popa das treliças, entre os módulos habitáveis ​​centrais e as grandes matrizes de painéis solares nas extremidades da estrutura da treliça, e controlam a temperatura da ISS despejando o excesso de calor no espaço. Os painéis são de dupla face e irradiam de ambos os lados, com amônia circulando entre as superfícies superior e inferior.

O problema foi percebido pela primeira vez nas imagens da Soyuz em setembro de 2008, mas não foi considerado sério. As imagens mostraram que a superfície de um subpainel descascou da estrutura central subjacente, possivelmente devido ao impacto de micro-meteoróides ou detritos. Também se sabe que uma tampa do propulsor do Módulo de Serviço, lançada durante uma caminhada no espaço em 2008, atingiu o radiador S1, mas seu efeito, se houver, não foi determinado. Outras imagens durante o fly-around do STS-119 levantaram preocupações de que a fadiga estrutural, devido ao estresse do ciclo térmico, poderia causar um vazamento sério no circuito de resfriamento de amônia, embora ainda não haja nenhuma evidência de vazamento ou degradação em o desempenho térmico do painel. Várias opções de reparo estão sendo consideradas, incluindo a substituição de todo o radiador S1 em um vôo futuro, possivelmente com o retorno da unidade danificada ao solo para estudo detalhado.

Em 15 de maio de 2009, o tubo de amônia do painel do radiador danificado foi mecanicamente desligado do ETCS, pelo fechamento controlado por computador de uma válvula. A mesma válvula foi usada imediatamente depois para liberar a amônia do painel danificado. Isso elimina a possibilidade de vazamento de amônia do sistema de resfriamento através do painel danificado.

2010 - Falha no circuito de resfriamento A

No início de 1º de agosto de 2010, uma falha no circuito de resfriamento A (lado estibordo), um dos dois circuitos de resfriamento externos, deixou a estação com apenas metade de sua capacidade de resfriamento normal e redundância zero em alguns sistemas. O problema parecia estar no módulo da bomba de amônia que circula o fluido de resfriamento de amônia. Vários subsistemas, incluindo dois dos quatro CMGs, foram encerrados. A bomba de amônia com falha foi devolvida à Terra durante o STS-135 para passar pela análise da causa raiz da falha.

As operações planejadas na ISS foram interrompidas por uma série de EVAs para resolver o problema do sistema de refrigeração. Um primeiro EVA no sábado, 7 de agosto de 2010, para substituir o módulo da bomba com falha, não foi totalmente concluído devido a um vazamento de amônia em uma das quatro desconexões rápidas. Um segundo EVA na quarta-feira, 11 de agosto, removeu com sucesso o módulo da bomba com falha. Um terceiro EVA foi necessário para restaurar o Loop A à funcionalidade normal.

2011 - Quase colisão com detritos espaciais

Em 28 de junho de 2011, um pedaço de lixo espacial não identificado foi previsto para passar perto da estação espacial com uma chance de 1 em 360 de colisão. O objeto voou a uma velocidade relativa de 29.000 mph (47.000 km / h) e a uma distância de apenas 1.100 pés (340 m) da estação. O alerta da colisão potencial veio menos de 15 horas antes da aproximação mais próxima, deixando tempo insuficiente para planejar uma manobra de evasão, então a tripulação de seis pessoas embarcou nas cápsulas Soyuz e fechou as escotilhas na estação e a Soyuz para se preparar para desencaixar em caso de um impacto. Quatro minutos após o momento de maior aproximação, os controladores da missão deram o sinal de tudo limpo, significando que o perigo havia passado e a tripulação poderia retornar ao trabalho. Esta foi a segunda vez que a tripulação precisou tomar tais precauções a bordo da estação espacial.

2011–2012 - Falha da unidade de comutação do barramento principal nº 1 e substituição do EVA

As quatro unidades de comutação de barramento principal (MBSUs, localizadas na treliça S0), controlam o roteamento de energia das quatro asas do painel solar para o resto da ISS. No final de 2011, o MBSU-1, embora ainda roteasse a energia corretamente, parou de responder aos comandos ou de enviar dados confirmando sua integridade e foi programado para ser trocado no próximo EVA disponível. Em cada MBSU, dois canais de energia alimentam 160 V DC dos arrays para dois conversores de energia DC para DC (DDCUs) que fornecem a energia de 124 V usada na estação. Um MBSU sobressalente já estava a bordo, mas o EVA de 30 de agosto de 2012 não foi concluído quando um parafuso foi apertado para terminar a instalação da unidade sobressalente emperrado antes que a conexão elétrica fosse assegurada. A perda do MBSU-1 limitou a estação a 75% de sua capacidade normal de energia, exigindo pequenas limitações de operações normais até que o problema fosse resolvido.

Um segundo EVA para apertar o parafuso de bloqueio, para concluir a instalação do substituto MBSU-1 em uma tentativa de restaurar a força total, foi agendado para quarta-feira, 5 de setembro. No entanto, nesse ínterim, uma terceira asa de painel solar ficou offline devido a alguma falha na Unidade de Comutação de Corrente Contínua (DCSU) ou seu sistema associado, reduzindo ainda mais a energia ISS para apenas cinco das oito asas de painel solar pela primeira vez em vários anos.

Em 5 de setembro de 2012, em um segundo EVA de 6 horas para substituir o MBSU-1, os astronautas Suni Williams e Aki Hoshide restauraram com sucesso a ISS para 100% da energia.

2012 - Falha do Conjunto de Remoção de Dióxido de Carbono primário (CDRA)

O ISS tem dois CDRAs do tamanho de rack (conjuntos de remoção de dióxido de carbono) para redundância com o laboratório CDRA primário e o Nó 3 CDRA como um backup desligado devido a problemas com válvulas de travamento no nó 3. Ele pode intervir como um backup, se necessário mas não é o CDRA preferido por causa dos problemas com as Válvulas Seletoras de Ar (ASVs) emperradas. O segmento russo tem seus próprios purificadores de dióxido de carbono, mas eles não são suficientes para toda a ISS.

No dia 16 de junho de 2012, o laboratório CDRA fechou repentinamente. Esse problema foi atribuído a uma falha do segundo de três sensores de temperatura (o primeiro havia falhado anteriormente) e foi restaurado rapidamente. No entanto, ele logo desligou novamente, no dia 20 de junho, devido a dados erráticos do sensor de temperatura remanescente. A ISS decidiu colocar o Lab CDRA em espera e, em vez disso, ativar o Node 3 CDRA, mesmo com seus problemas de travamento da válvula.

2013 - Vazamento de amônia e problemas de CDRA novamente

Em 9 de maio de 2013, por volta das 10h30 CDT, a tripulação da ISS relatou ter visto pequenos flocos brancos flutuando para longe da estrutura de treliça da estação . A análise dos relatórios da tripulação e imagens capturadas por câmeras externas confirmaram um vazamento de refrigerante de amônia . Dois dias depois, uma caminhada no espaço foi realizada para inspecionar e possivelmente substituir uma caixa do controlador da bomba com suspeita de vazamento.

No início de setembro, uma das Válvulas Seletoras de Ar no CDRA foi removida e substituída, mas os problemas com válvulas de travamento persistiram e o Nodo 3 teve que ser reiniciado várias vezes. A ISS neste ponto não tinha novos ASVs para instalar, então se mais problemas surgissem, ela teria que contar com a reinstalação das válvulas usadas anteriormente que eles retiveram como backups de "contingência", que estão em um estado degradado.

2018 - Vazamento no Módulo Orbital Soyuz

Em 29 de agosto de 2018, às 19h00 EDT, um pequeno vazamento de pressão foi observado no segmento russo da ISS. A tripulação teve permissão para dormir enquanto os controladores da missão determinaram que não havia perigo para eles, e a investigação no dia seguinte revelou um buraco de 2 mm perto da escotilha da espaçonave Soyuz. O buraco foi temporariamente coberto com fita Kapton e, em seguida, com um kit de remendo integrado. Nenhum dos dois foi suficiente para tampar completamente o vazamento. Posteriormente, foi aplicado selante, que finalmente estabilizou a pressão da estação. O buraco foi identificado como uma perfuração feita por uma "mão instável", potencialmente durante a fabricação ou quando já estava em órbita, de acordo com o chefe da Roscosmos , Dmitry Rogozin .

2019-2020 - Vazamento de pressão

Em setembro de 2019, um vazamento de ar acima do normal foi detectado na estação. Em agosto de 2020, depois que o vazamento aumentou ligeiramente, a equipe da ISS começou a investigar o problema. Em 29 de setembro de 2020, o vazamento foi isolado no Módulo de Serviço do Zvezda . O vazamento foi rastreado em 15 de outubro e foi feita uma tentativa de consertá-lo. Outro vazamento na mesma seção levou à consideração de vedar a seção afetada e usar reservas de oxigênio, mas isso afetaria a operação geral da ISS.

Referências