eRomfart 2020-046, Norsk Astronautisk Forening, 28.08.2020
Bildene tilhører en nyhetsnotis sendt på epost til medlemmer av Norsk Astronautisk Forening. Dersom du ikke er medlem, men ønsker å motta disse epostene og nyte godt av våre øvrige tilbud, kan du melde deg inn via vårt elektroniske innmeldingsskjema.
Den internasjonale romstasjonen
Av Øyvind Guldbrandsen
Operasjonell oppstart av to nye typer bemannede romfartøy, oppskyting av en ny, stor russisk romstasjonmodul, etterfulgt av en mindre, samt debut av et forsyningsfartøy designet som en miniromferge, er blant det vi kan vente oss i løpet av 2020 og i 2021.
SLUTT MED KOUNOTORI
Noe av det første som skjedde denne sensommeren var imidlertid ikke starten, men slutten på en æra i Det internasjonale romstasjonprogrammet ISS. 18. august ble det japanske, ubemannede forsyningsfartøyet HTV-9 (H-II Transfer Vehicle-9), også kjent som Kounotori-9 (japansk for «hvit stork») frakoblet romstasjonen ved hjelp av romstasjonens manipulatorarm.
Romstasjonens, eventuelt romfergens manipulatorarm er brukt av alle romfartøy og moduler som er koblet til romstasjonens store CBM-luker (Common Berthing Mechanism). Eller fortøyd, som man kan oversette uttrykket NASA bruker i disse tilfellene til. Armen må også brukes for å eventuelt fjerne fartøyene/modulene fra disse lukene. «Eventuelt» fordi mange av de store ISS-modulene i prinsippet er permanent tilkoblet hverandre.
CBM-lukene kan derfor ikke brukes av bemannede romfartøy, siden romstasjonens arm bare kan styres av en person i romstasjonen, noe som er umulig hvis hele besetningen må forlate stasjonen ved en eventuell nødssituasjon. Systemene er også alt for omstendelige å operere i tilfelle hastverk.
Bemannede romfartøy kobles til de mindre lukene på PMA-adapterne (Pressurized Mating Adapter), eller til lukene for bl.a Sojuz- og Progress-fartøy på de russiske ISS-modulene.
Den 10 m lange og 4,4 m vide HTV-9, eller Kounotori-9. En del av romstasjonens manipulatorarm (Canadarm-2) ses i øvre bildekant. (NASA)
To dager etter frakoblingen ble Kounotori-9 sendt ned til et destruktivt møte med jordatmosfæren over Stillehavet, lastet med diverse avfall og brukt utstyr. Kounotori-9 var det siste av denne type romfartøy til ISS, som har vært benyttet i 11 år.
Det betyr ikke at Japan vil slutte å sende forsyninger til ISS. Etterfølgeren HTV-X er ventet å debutere i 2022. Disse skal skytes opp med den planlagte japanske bæreraketten H3, som skal være mer kostnadseffektiv enn H-IIB, som Kounotori benyttet.
LUFTLEKKASJE
I september 2019 ble det registrert en luftlekkasje fra romstasjonen ved at man over tid registrerte et større trykkfall enn ventet. Lekkasjen har vært så liten at den ikke har utgjort noen umiddelbar trussel mot besetningen eller stasjonen, eller gitt problemer av betydning utover at luft må etterfylles litt oftere enn vanlig.
Lekkasjen har gradvis økt og man vil nå prøve å lokalisere hvor den skjer, og se om den om mulig kan plugges.
ISS' konfigurasjon mellom 23. juli 2020, da Progress MS-15 ankom, og frem til 2. august (norsk tid), da Crew Dragon Endeavour ble koblet fra. 18. august forlot også Kounotori-9 stasjonen. Alle de russiske modulene og romfartøyene er avmerket, pluss fire andre. Når Progress MS-15 forsvinner vil den ta med seg Pirs-modulen. Begge vil brenne opp i atmosfæren over Stillehavet. Zvezdas nadir-luke vil dermed bli frigjort for å kunne ta imot Nauka-modulen, etter planen i 2021. Dette vil være den første permanente modulen som kobles til ISS siden Leonardo (Permanent Multipurpose Module) ankom i 2011. (NASA/Øyvind Guldbrandsen)
Etter at Bob og Doug dro hjem i Crew Dragon-fartøyet Endeavour i starten av august har det bare vært tre romfarere i stasjonen: Chris Cassidy fra USA og Anatoly Ivanishin og Ivan Vagner fra Russland. Helgen etter at Kounotori-9 hadde dratt stengte romfarerne lukene mellom alle modulene i ISS, før de lukket seg selv inne i den russiske Zvezda-modulen. Man skulle da kunne se hvilken modul som opplever det største trykkfallet, og vil ta det videre derfra. Det vil ta noen dager å gå igjennom resultatene.
En slik isolering er vanskeligere å gjøre med flere romfarere i ISS og med trafikk til og fra, noe det kommer til bli å mer av fra høsten:
KOMMENDE FERDER TIL ISS
Listen i eRomfart 2020-044 over kommende ferder til ISS kom ut litt uoversiktlig, så vi presenterer den på nytt her. Meldingen var skrevet av Ragnar Thorbjørnsen.
Slik ser planen for høsten 2020 og våren 2021 ut nå:
29. september: Cygnus (ubemannet forsyningsromskip)
14. oktober: Sojuz MS-17 (tre romfarere)
23. oktober: Crew Dragon Crew-1 (fire romfarere)
November: Dragon Cargo (ubemannet forsyningsromskip)
Desember: Starliner (ubemannet testferd)
April 2021: Sojuz MS-18 (tre romfarere)
April 2021: Crew Dragon Crew-2 (fire romfarere)
De to oppskytingene i april kan føre til at det settes ny rekord for hvor mange romfarere som samtidig oppholder seg verdensrommet. Når et nytt mannskap ankommer romstasjonen, er det vanlig med en overlappingsperiode. I april neste år kan det skje, at det blir en samtidig overlappingsperiode både for Sojuz-mannskaper og for Dragon-mannskaper, hvilket vil bety at det i denne perioden vil befinne seg 14 romfarere om bord i romstasjonen.
Etter at eRomfart 2020-044 ble sendt ut har Boeing sagt de tar sikte på å skyte opp Starliner på den ubemannede testferden i desember eller januar, etterfulgt av den første bemannede testferden, med tre astronauter, til sommeren. Om dette går bra vil den første operative Starliner-oppskytingen, med fire astronauter, kunne finne sted vinteren 2021/22. Fra da vil både Sojuz, Crew Dragon og Starliner på operativt basis bringe romfarere til og fra ISS.
NAUKA
I august ble den store russiske ISS-modulen Nauka sendt med tog fra Moskva til Baikonur-kosmodromen i Kazakhstan. Etter dagens planer skal den skytes opp derfra med en Proton-rakett våren eller sommeren 2021.
Byggingen av Nauka ble startet allerede i 1995. Den hadde da navnet FGB-2 (Functional Cargo Block-2) og skulle være reserve for Zarja. I 1998 ble Zarja, som da bare het FGB, den aller første ISS-modulen som ble skutt opp. Etter det ble den videre byggingen av FGB-2, som bare var drøyt 2/3 ferdig, lagt på is
I 2004 bestemte russerne seg for å bygge om FGB-2 til en laboratoriemodul og skyte den opp i 2007, under navnet Multipurpose Laboratory Module (MLM), som antyder at den ha flere formål enn en ren laboratoriemodul. Den vil blant annet gi mer rom å oppholde seg i for kosmonautene, og vil kunne manøvrere ISS om Zvezda skulle svikte her.
Men prosjektet ble i årene som fulgte utsatt for en usannsynlig serie finansielle og tekniske problemer, flere nærmest av bisarr art. Oppskytingen ble forskjøvet gang på gang, noe som igjen bidro til stadige endringer i særlig de russiske planene for hvilke moduler som skulle komme på plass når på ISS.
Den russiske Nauka-modulen i 2017. (Roscosmos)
I dag er to store russisk-bygde moduler koblet til ISS: Zarja og Zvezda. MLM, som etterhvert altså fikk navnet Nauka, som er russisk for «vitenskap», blir således den tredje. I tillegg befinner det seg tre mindre russiske moduler på ISS. To av disse, Rassvet og Poisk, fungerer som russiske laboratoriemoduler.
Den tredje av de små modulene, Pirs (eller DC-1), ble skutt opp i 2001 og har fungert både som koblingsport for Sojuz- og Progress-fartøy og som luftsluse for romvandringer. Pirs må fjernes for å frigjøre plassen til Nauka, på Zvezdas nadir-luke. Pirs blir dermed den første langtidsmodulen som forsvinner fra ISS.
Høsten 2021 skal en kuleformet modul kalt Prichal kobles til enden av Nauka. Prichal, som er russisk for dokk, eller pir, skal bringes til ISS med et spesialdesignet Progress-fartøy. Den har hele seks sammenkoblingsluker, som det kan kobles både Sojuz- og Progress-fartøy til samt ytterligere moduler.
Illustrasjon av den planlagte russiske ISS-modulen Prichal. (RSC Energia)
En slik modul, kalt Science-Power Module, eller NEM-1, er allerede under bygging. Foruten å brukes til forskning skal den også forsyne den russiske delen av ISS med strøm fra store solcellepaneler. I dag får den russiske delen av ISS mye av strømmen fra de enda større amerikanske solcellepanelene.
Mens designet på Zarja og Nauka-modulene er basert på de sovjetiske TKS-fartøyene, som man begynte konstruksjonen av allerede på 1960-tallet, er NEM-1 i all vesentlighet et helt nytt design.
Illustrasjon av den planlagte russiske ISS-modulen NEM-1. (RSC Energia)
TKS skulle bringe kosmonauter og last til og fra de sovjetiske Almaz-romstasjonene. Almaz var romstasjoner med militært formål, men i et forsøk på skjule dette fikk de navn i Saljut-serien (Saljut 2, 3 og 5.) TKS ble bare brukt en håndfull ganger, da ubemannet, og til de sivile romstasjonene Saljut 6 og 7. TKS bestod av en Apollo-lignende kapsel kalt VA, tidligere kjent som Merkur i Vesten, hvor kosmonautene skulle sitte under start og landing. Service-modulen ble kalt FGB. Kosmonautene skulle krype gjennom en luke i VA-kapselens varmeskjold og inn i den mer rommelige FGB-seksjonen etter at TKS-fartøet var kommet opp i rommet. FGB og VA kunne operere og manøvrere hver for seg.
I likhet med Zarja og Nauka var de fem modulene som ble koblet til den sovjetiske, senere russiske romstasjonen Mir også basert på TKS. Etter oppskytingene sørget de TKS-baserte modulene selv for å manøvrere seg frem til og koble seg til den tiltenkte romstasjonen. De amerikanske ISS-modulene er brakt frem med romfergene og koblet til med fergens eller romstasjonens manipulatorarm.
Planlagt oppskyting av NEM-1 sies å være i 2021-22, med en Proton-rakett. Nå skal det først sies at russiske Sojuz- og Progress-fartøy i både år og tiår har reist til og fra verdensrommet nærmet som urverk. Men utover det tilsier all erfaring angående russisk romvirksomhets forhold til tidsskjemaer at vi nok bør ta nevnte tidsopplysninger med en spade salt.
DREAM CHASER
Tidligere i august fikk det første Dream Chaser-fartøyet sitt navn: Tenacity, som kan oversettes til noe i retning av innbitt utholdenhet, nærmest stahet. Neppe tilfeldig valgt, for Dream Chaser-prosjektet har hatt en lang vei, preget av mye opp og ned og frem og tilbake, men har enn så lenge stått brasene.
Dream Chaser har form som en miniromferge, med en lengde på 9 m, altså rundt 1/4 av NASAs romferger. Det er formen på skroget som gir Dream Chaser det meste av løftet under tilbakevendingen, når fartøyet glideflyr gjennom atmosfæren på vei mot en rullebane. Vingene er der mest for stabilitetens skyld.
Dream Chaser var opprinnelig designet for å bringe astronauter til og fra ISS, opptil syv om gangen, men ble i 2014 valgt bort av NASA til fordel for SpaceX' Crew Dragon og Boeings Starliner.
Det amerikanske selskapet Sierra Nevada Corp., som bygger Dream Chaser, gikk i stedet over til å lage en ubemannet lasteversjon av Dream Chaser. Den vil ha en 4,5 m lang lastemodul med utfoldbare solcellepaneler tilkoblet. Mesteparten av lasten vil befinne seg i lastemodulen, som er kalt Shooting Star (stjerneskudd). Heller ikke dét et tilfeldig valgt navn, for denne vil bli koblet fra Dream Chaser før tilbakevendingen, og brenne opp i atmosfæren. Dream Chaser selv vil lande helskinnet på en rullebane, i prinsippet på en hvilken som helst kommersiell rullebane. Den vil kunne ha med seg mellom ett og to tonn last tilbake til Jorden.
Illustrasjon av en ubemannet Dream Chaser i bane rundt Jorden. (Sierra Nevada Corp.)
Lasteversjonen av Dream Chaser vil ha sammenfoldbare vinger for å få plass inni et standard 5-meters nyttelastdeksel. Den bemannede versjonen skulle settes på toppen av en Atlas V-rakett uten noe deksel rundt, noe som ville skapt en del komplisert aerodynamikk. Laste-Dream Chaser er mer fleksibel i forhold til hvilke bæreraketter som kan benyttes, og ble i utgangspunktet laget for å kunne skytes opp med både Atlas V og Ariane 5. Til første oppskyting, som er planlagt høsten 2021, skal imidlertid Vulcan Centaur benyttes. Dette vil være den andre oppskytingen av en Vulcan Centaur, som skal ta over etter Atlas V og Delta IV.
Om Sierra Nevada Corp. tapte kontrakten om å bringe astronauter til og fra ISS, vant de to år senere en annen kontrakt (Commercial Resupply Services phase 2), delt med SpaceX og Orbital ATK, om å bringe forsyninger på ubemannede ferdet til ISS. I tillegg til den første prøveturen skal Sierra Nevada Corp. sende Dream Chaser på minst seks ubemannede forsyningsferder til og fra ISS frem til 2026.
Sierra Nevada Corp. har fortsatt håp om å fullføre utviklingen av den bemannede versjonen innenfor et tidsperspektiv på fem år.
