Trening av Alpha-astronauter

Av Per Arne Marthinsen

Romstasjonen Alpha kommer stadig nærmere oppskyting selv om mange ting skal gjennomføres før byggingen tar til i slutten av 1997. Noe av det viktigste som gjenstår er å gjennomføre den nødvendige treningen for å kunne sette romstasjonen sammen ute i rommet. Det meste av sammenstillingen må nemlig gjennomføres oppe i bane.

Hvordan skal en karakterisere dette enorme prosjektet? Vil det bli sammenlignbart med av verdens sju underverker? Vil ingeniørkunsten overgå for eksempel Eiffeltårnet, Kanaltunnelen og de egyptiske pyramidene? Er det utfordringsmessig større enn Apollo-programmet?

Det er sikkert forskjellige svar på dette, men skal en lytte til dem som er involvert i prosjektet blir det sagt at Alpha ikke representerer noe revolusjonerende innenfor ingeniørkunsten på noen områder. Det blir kun brukt kjent teknologi. Den største utfordringen i prosjektet ligger i at mange av romstasjonens elementer ikke kan testes fullt ut på bakken. Om prosjektet er like komplekst og teknologisk som Apollo var i sin tid? Teknologisk sett tror jeg ikke det er like nyskapende som Apollo-programmet, men det er sannsynligvis like komplekst som Apollo på grunn av det store integrasjonsarbeidet som skal gjennomføres.

Noe som begynner å nærme seg byggeslutt er treningssenteret Space Shuttle Training Facility, SSTF, ved Johnson Space Center i Houston. Her vil både de amerikanske og de russiske deltagerne gjennomgå den nødvendige treningen for å realisere dette store prosjektet. Det 17,4 milliarder dollar dyre romstasjonsprosjektet er til i dag verdens største og mest kostbare multinasjonale romprosjekt.

Etter hvert som Alpha blir satt sammen i perioden mellom 1997 og 2003, vil den utvikles gjennom mer enn et dusin forskjellige konfigurasjoner. Det betyr at treningsfasilitetene må tilpasses underveis. Ikke bare skal besetningene sette sammen de forskjellige modulene, men de må også leve om bord og samtidig være vitenskapelig produktive.

For å sette dette i perspektiv, kan en tenke seg at Boeing skal bygge et passasjerfly av typen 747 i luften. Det er mange deler som skal settes sammen, og dette vil fordre god kunnskap om og trening på byggeprosessen. Hver eneste lille detalj må innøves på forhånd. Dette vil da også gjelde for romstasjonen Alpha, bare at den er enda mer kompleks enn en Boeing 747.

For å kunne gjennomføre den nødvendige treningen blir det bygget et nytt treningssenter for disse aktivitetene. Dette senteret vil utvilsomt bli midtpunktet for de fleste aktivitetene i tiden som kommer. Til dette treningssenteret skal Hughes Simulation Systems bygge en simulator til 134 millioner dollar. Den skal stå ferdig om cirka et år. Simulatoren skal benyttes til å trene opp både besetninger og ferdkontrollører.

Amerikanernes første oppskyting vil være med romfergen Endeavour på ferd STS-88, som er planlagt skutt opp i desember 1997. Oppdraget har fått betegnelsen 2A, og vil være det første av 25 planlagte romfergeoppskytinger til romstasjonen frem til år 2003. Russerne vil før dette ha sørget for at manøvreringsmodulen FGB er skutt opp med deres egen Proton bærerakett.

Mannskapet som skal delta på den første amerikanske oppskytingen til Alpha er allerede tatt ut. (Det består av Robert D. Cabana, Frederick W. Sturckow, Jerry L. Ross, James H. Newman og Nancy J. Currie.) Endeavour vil bringe med seg amerikanernes Node-1, en sammenkoblingsmodul som sammen med FGB og den russiske servicemodulen (som skytes opp i april 1998) vil danne grunnstammen i romstasjonen. Astronautenes oppdrag på STS-88 vil blant annet være å koble til de nødvendige kablene for elektrisitet og data mellom modulene.

Som tidligere nevnt er dette prosjektet teknologisk sett ingen spesiell utfordring, men det vil være en helt ny situasjon når det gjelder å utføre arbeidsoperasjoner ute i rommet. (Dette kalles på engelsk ExtraVehicular Activity, eller EVA.) I perioden 1997 til 2003 skal det utføres inntil 250 timer per år med EVA.

Det er mer enn en firedobling av årlig EVA-tid på begynnelsen og midten av 1990-tallet. I realiteten vil alle EVAer som gjennomføres ha en vanskelighetsgrad på samme nivå som det vi opplevde under den første oppgraderingen av Hubble-romteleskopet i desember 1993. Sammenstillingen av romstasjonen vil være som et sammenhengende Hubble-oppdrag gjennom de fem-seks årene den er planlagt å ta.

Et nytt, 40 fot dypt basseng, utviklet av McDonnell Douglas, vil være midtpunktet for disse EVA-treningene. Bassenget kan utstyres med en modell av hele romstasjonsstrukturen, og to ulike undervannssimuleringer kan gjennomføres samtidig. Det nye bassenget med modellen vil by på treningsmuligheter med noe av det største utstyret noensinne i det amerikanske romprogrammet, mens treningen som gjennomføres i SSTL-simulatoren vil involvere noe av det minste utstyret. Dette er de bærbare datamaskinene som vil være astronautenes interface til romstasjonens hoveddatamaskiner. Mannskapet vil sveve gjennom romstasjonen sammen med sin bærbare datamaskin, som de kan plugge inn på bestemte steder for å kontrollere det store romfartøyet. SSTL vil kunne simulere følgene av alle kommandoer som blir gitt av mannskapet og sjekke at romfartøyet reagerer som planlagt.

Et elektronisk dokumentasjonsprosjekt innenfor romstasjonsprogrammet er under utarbeidelse. Dette har som mål å plassere så mye som mulig av romstasjonens systeminformasjon og konstruksjonsopplysninger i stasjonens programvare, slik at astronautene kan få dette opp på skjermen dersom det skulle være nødvendig. Virkeligheten begynner å nærme seg det vi har sett i «science fiction»-filmer som Star Trek de siste 30 årene.

Denne muligheten, kombinert med en større bruk av datamaskiner, vil være med på å forme treningen av fremtidens romstasjonsbesetninger, som kommer fra mange nasjoner. For å kunne utføre de nødvendige prosedyrene riktig, vil nettopp den bærbare datamaskinen være til en stor hjelp. Et prosjekt av denne typen vil høyst sannsynlig alltid være et multinasjonalt samarbeide. De erfaringer amerikanske astronauter har fra romstasjonen Mir er at det ikke er på langt nær så mange prosedyrer å forholde seg til som på romfergen. «Manualen» til romfergen tar høyde for de fleste situasjoner som kan oppstå under oppholdet i rommet. I et internasjonalt samarbeid som romstasjonen Alpha er det nødvendig med strenge prosedyrer og at det ikke er tvil om hva som skal gjøres i de forskjellige situasjoner. De bærbare datamaskinene vil være med på gjøre disse prosedyrene forståelige for alle deltagerne på en annen måte enn det vi har sett per i dag.

Hvilke er de viktigste milepæler for trening frem til desember 1997?

• September 1996. Et team fra Johnson Space Center som hadde oppholdt seg i Moskva returnerte til USA. Denne gruppen var et ledd i en pågående utveksling med sikte på utviklingen av romstasjonens integrerte treningsplan.
• Oktober 1996. Det første felles russisk-amerikanske mannskapet som skal bemanne romstasjonen begynte sin formelle trening. Mannskapet består av de russiske kosmonautene Anatolij J. Solovjov og Sergej K. Krikaljov og den amerikanske astronauten William M. Shepherd. De tre skal skytes opp i mai 1998 fra Bajkonur om bord i et russisk Sojuz-fartøy. Det vil være den amerikanske astronauten som får den første kommandoen over den internasjonale romstasjonen.
• Januar 1997. Nye treningsmanualer skal være ferdig utviklet for dette mannskapet. Vannbassenget med de nye treningsmulighetene skal stå ferdig til å perfeksjonere de nødvendige prosedyrene til EVAene som skal utføres under installasjonen.
• Våren-høsten 1997. Den formelle treningen i den nye SSTF starter både for astronautene og bakkekontrollen. SSTF vil gjøre de samme tingene for romstasjonen selv om en separat simulator blir bygget for mer spesielle oppgaver. SSTF vil simulere oppførselen til romstasjonens systemer og det vitenskapelige utstyret samt simulere problemer gjennom romstasjonens egne og astronautenes bærbare datamaskiner.

Noe som også vil bli simulert ved Johnson Space Center er grunnleggende fysiske aspekter ved russernes FGB og servicemodul. Russisk utstyr er imidlertid ikke noen naturlig del av SSTF.

Sammenkobling av de forskjellige delene av romstasjonen vil i 50 % av tilfellene skje ved hjelp av robotarmen og intern-TV. Bilder fra stereokameraer i den simulerte romfergens lasterom og data generert av dagens treningsystem for romfergen (Shuttle Mission Simulator, eller SMS; se egen artikkel om dette i Simulatortrening for romfergeastronauter i Nytt om Romfart nummer 92, 1994, sidene 26-29) vil bli koblet til SSTF slik at mannskapet som arbeider i de to separate romfartøyene, enten de er sammenkoblet eller flyr i formasjon, kan velge hvilke kameraer de ønsker å bruke for å overvåke det arbeidet som skal utføres.

Bakkemannskapene ved kontrollsenteret vil være i stand til påvirke romstasjonsmannskapet på samme måte som de gjør i dag i romfergetreningen. En hovedforskjell fra SMS vil være romstasjonssimulatorens datasystem.

Romfergesimulatoren kontrolleres av fem IBM datamaskiner maken til maskinene som brukes om bord i fergen pluss en samling aldrende simulatordatamaskiner. Noen av disse er 20 år gamle Univac-maskiner. Simuleringen ved SSTF vil ikke bruke samme type datamaskin som vil bli plassert i romstasjonen. SSTF vil bruke datamaskiner fra Silicon Graphics Inc. Disse vil simulere funksjonene til de 44 avanserte multiplekserne/demultiplekserne som vil kontrollere den virkelige romstasjonen.

Sammensettingen av denne simulatorgruppen vil være forskjellig fra dagens romfergegruppe. For romfergetreningen er det en gruppe instruktører som styrer treningen i SMS, og den integrerte simuleringen bruker både SMS og oppdragets kontrollsenter. Når det gjelder romstasjonen er det en enkel gruppe av instruktører som vil bli brukt både for SSTF-trening og den integrerte simulatortreningen med SSTF koblet til bakkekontrollen.

Mellom 1997 og til midten av år 2002 vil sammenstillingen av romstasjonen kreve 62 EVAer, som hovedsakelig vil bli gjennomført av amerikanske astronauter når romfergen er involvert. Ytterligere 17 EVAer skal gjennomføres av de internasjonale deltagerne når ikke romfergen er tilkoblet romstasjonen. Som nevnt tidligere i artikkelen ligger det en stor utfordring i å trene for EVA.

Ikke nok med at nødvendig utstyr skal til for å gjennomføre treningen; det vil også være et spørsmål om å få nok tid. Treningen har i prinsippet pågått i to år gjennom spesielt tilrettelagte arbeidsøkter «utendørs» på noen romfergeferder. Dette gjelder spesielt ferdene STS-72 og STS-76, som fant sted i henholdsvis januar og mars 1996. STS-80, som ble skutt opp 19. november 1996, vil omfatte ytterligere EVAer som et ledd i treningen. Denne ferden skal demonstrere en ny, 15-18 fot lang arm som skal opereres manuelt av mannskapet i lasterommet til romfergen. Systemet har fått betegnelsen «Orbital Replacement Unit Transfer Device». Armen er mye enklere en romfergens manipulatorarm, som bare kan styres fra innsiden av romfergen. Den vil bli brukt til å simulere overføring av tunge enheter fra romfergen til romstasjonen.

På STS-86 i september 1997 vil både amerikanske og russiske deltagere foreta en EVA i rommet sammen. Dette vil bli etterfulgt av STS-87 (oktober 1997) som skal demonstrere at sveising i rommet er mulig. All erfaring fra disse og andre ferder vil bli lagt inn i en erfaringsbank og brukt under treningen.

Kommandøren for den internasjonale romstasjonen, Shepherd, vil også utføre EVA iført en russisk romdrakt. Denne treningen vil foregå i russernes treningssenter utenfor Moskva.

I et senere nummer av Nytt om Romfart vil jeg gå litt nærmere inn på teknologien i romstasjonen.

Tekst til illustrasjon brukt i artikkelen

Astronauten Scott Parazynski trener på EVA under vann ved en modell av romstasjonen. (NASA)