eRomfart 2021-028, Norsk Astronautisk Forening, 30.07.2021
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.
Russlands Nauka-modul koblet til ISS
Av Øyvind Guldbrandsen
Den store, russiske romstasjonmodulen Nauka, også kjent som MLM-U (Multipurpose Laboratory Module - Upgrade) ble koblet til Den internasjonale romstasjonen ISS torsdag 29. juli kl. 15:29 norsk tid. Dette skjedde som planlagt åtte dager etter at Nauka var blitt skutt opp fra Bajkonur-kosmodromen i Kazakhstan med en russisk Proton-bærerakett.
Sammenkoblingen skjedde automatisk, men de to russiske kosmonautene om bord i ISS var nær ved å måtte overta til manuell styring i sluttfasen, da automatikken i Nauka viste tegn til å ikke oppføre seg helt som den skulle.
Nauka, som betyr “vitenskap” på russisk, er stor som en buss og den første modulen av nevneverdig størrelse som kobles til ISS siden 2011.
Problemer på bakken, problemer i rommet
Byggingen av modulen har tatt hele 26 år, og har vært plaget av et utall tekniske, finansielle og byråkratiske problemer. Oppskytingen skjedde 14 år senere enn Roscosmos (Russlands statlige romorganisasjon) planla i 2004, da de vedtok å bygge den om fra en da nesten ferdig reservemodul til en forskningsmodul.
Drøye tre timer etter sammenkoblingen, mens kosmonautene i ISS arbeidet seg gjennom prosedyrene for å åpne lukene mellom Nauka og resten av ISS, begynte Nauka uventet å avfyre noen av sine mindre rakettmotorer. Dette førte til at hele ISS midlertidig mistet stillingskontrollen. ISS skal ha kommet hele 45 grader ut av stilling før man rundt kl. 20 gjenvant kontrollen, etter at den russiske bakkekontrollen hadde fått skrudd av Naukas rakettmotorer.
De uplanlagte avfyringene ble først forsøkt kompensert for med de store gyroene NASA har installert på ISS, men disse ble etter hvert overbelastet. Først da rakettmotorene på den russiske Zvezda-modulen, samt på det russiske forsyningsfartøyet Progress MS-17 (av NASA kalt «Progress 78») begynte å avfyre sine rakettmotorer, fikk man stanset ISS' rotasjon. Dramatikken til tross var det i følge NASA aldri fare for de syv romfarerne om bord på ISS. Man mistenker at Naukas eskapader skyldes feil i programvaren om bord.
Illustrasjonene over og under viser ISS før og etter ankomsten av Nauka. På bildet under er for øvrig luftslusen feilaktig tegnet inn to steder, både på Nauka og Rassvet (modulen under Zarja som Sojuz MS-18 er koblet til.)
Også i timene og dagene etter oppskytingen av Nauka, som fant sted 21. juli kl. 16:58 norsk tid, kom det meldinger om problemer med modulen, spesielt med rakettmotorene. Det er uklart hvor alvorlige disse problemene var, men de var uansett noe den russiske bakkekontrollen arbeidet seg igjennom i løpet av noen dager. Nauka, som i likhet med alle romstasjonmoduler blir skutt opp ubemannet (om man ser bort fra at modulene fra de vestlige ISS-partnerlandene ble skutt opp med NASAs bemannede romferger), er utstyrt med små rakettmotorer, slik at den etter frakoblingen fra bæreraketten selv kunne manøvrere seg frem til og koble seg sammen med ISS. Hadde man ikke fått orden på Naukas motorer ville modulen ha falt ned etter kort tid, trolig innen noen uker, ettersom den innledningsvis kretset i en ganske lav bane.
Nauka er den tredje store, russiskbygde ISS-modulen som er skutt opp, etter Zarja (også betegnet FGB) og Zvezda (Service-modulen), i henholdsvis 1998 og 2000. I tillegg er tre mindre russiskbygde moduler blitt skutt opp og koblet til den russiske delen av ISS. En av disse, Pirs (DC-1), ble tidligere denne uken, mandag 26. juli, koblet fra ISS og sendt ned til et destruktivt møte med atmosfæren for å gjøre plass til Nauka, som benyttet seg av samme koblingsluke på undersiden av Zvezda, dvs. Zvezdas nadirluke. Etter oppskytingen av Nauka planla man å koble fra Pirs 23. juli, men dette ble utsatt tre døgn som følge av problemene Nauka gjennomgikk etter oppskytingen. Man ville være sikre på at Nauka var i stand til å koble seg til ISS før man fjernet Pirs.
Trøbbelet Nauka forårsaket har også ført til utsettelse av oppskytingen av Boeings CST-100 Starliner-fartøy på den ubemannede testferden OFT-2, som skulle startet 30. juli. Den er for øyeblikket utsatt til tidligst 3. august, avhengig av når Roscosmos og NASA har fått full oversikt over hva som forårsaket Naukas krumspring på ISS og hvilke konsekvenser dette eventuelt har hatt på romstasjonen.
Vekk med Pirs
Pirs, som ble skutt opp i september 2001, er den første såkalt permanente ISS-modulen som er fjernet fra ISS i romstasjonens historie. Blant forberedelse til dette hadde kosmonauter siden november 2020 foretatt en serie romvandringer for å manuelt løsne diverse kabler og andre forbindelser mellom Pirs og resten av ISS.
Det var forsyningsfartøyet Progress MS-16 (/Progress 77) som dro Pirs vekk fra ISS. Rundt fire timer senere sendte Progress MS-16 både seg selv og Pirs ned i atmosfæren, hvor begge som planlagt i all vesentlighet brant opp. Pirs har blitt benyttet som koblingsadapter mellom ISS og Progress- og Sojuz-fartøy, og som luftsluse for romvandringer fra den russiske delen av ISS.
Nauka har en masse på 20,35 tonn og lengde på 13 meter. Som navnet antyder skal den primært benyttes til vitenskapelige eksperimenter, som russiske ISS-kosmonauter hittil har hatt relativt begrensede muligheter til å gjennomføre. Med et indre volum på 70 kubikkmeter gir Nauka også bedre plass til kosmonautene, som nå har fått en tredje sengeplass. Modulen har en luke som russiske Sojuz- og Progress-romfartøy skal koble seg til, inntil den kuleformede modulen Pritsjal, med hele seks koblingsluker (hvorav en mellom Nauka og Pritsjal), blir skutt opp og koblet til her, hvilket skal skje førstkommende november.
Progress MS-16 (/77P) drar Pirs-modulen vekk fra ISS
Europeisk arm
Nauka har videre en europeiskbygget manipulatorarm som skal håndtere utstyr på utsiden av modulen, og skal få påmontert en en liten luftsluse, som skal benyttes til å plassere ut utstyr uten at romvandringer blir nødvendig. Luftslusen, samt noe annet utstyr til Nauka, ble skutt opp med Rassvet-modulen, en av de tidligere nevnte tre små russiske ISS-modulene, på romfergeferden STS-132 i 2010, og har siden vært festet til denne.
Romalderens lengste byggetid?
Byggingen av Nauka startet allerede i 1995, Modulen hadde da betegnelsen FGB-2 og var ment å være en reserve for Zarja, som da bare het FGB og var den første ISS-modulen til å bli skutt opp og et kritisk element i ISS-programmet. Zarja og Nauka er basert på de sovjetiske TKS-romfartøyene, som ble utviklet på 1970-tallet for å frakte kosmonauter til og fra Sovjetunionens militære Almaz-romstasjoner. To Almaz-stasjoner ble vellykket skutt opp og bemannet. Disse ble nummerert i Sovjetunionens serie av sivile Saljut-romstasjoner (henholdsvis Saljut 3 og 5), for å kamuflere deres militære oppdrag. Også den mislykkede Saljut 2 var egentlig en Almaz-stasjon.
TKS ble aldri benyttet til bemannede ferder, kun til noen få ubemannede ferder blant annet til og fra Saljut 6 og 7. Alle de sovjetiske kosmonautene ble i stedet brakt til og fra de forskjellige romstasjonene med de mindre Sojuz-fartøyene. TKS-designet ble imidlertid videreutviklet og benyttet i de store vitenskapelige modulene på Sovjetunionens romstasjon Mir, men nå uten TKS' VA-returkapsel. Forskningsmodulene benyttet seg av TKS-designets store, indre volum og evne til å fungere som uavhengige romfartøy som kunne manøvrere seg frem til romstasjonene de skulle koble seg til.
Da Zarja (FGB), som var finansiert av NASA, ble skutt opp var FGB-2 (som altså senere ble Nauka) rundt 80% komplett. Videre bygging av FGB-2 ble stanset etter den vellykkede oppskytingen av Zarja. Men Roscosmos syntes det var for galt å la den nesten ferdige modulen bli liggende ubrukt på Jorden, og bestemte seg i 2004 for å rekonfigurere den om til en forskningsmodul, med planlagt oppskyting i 2007. Dårlig økonomi bidro til at dette dro ut i tid, og først i 2012 ble modulen, som da var blitt omdøpt MLM Nauka, overført fra Khrunichev-senteret, hvor den var bygget, til RSC Energia for testing før oppskytingen.
Spesialister ved Energia oppdaget imidlertid en rekke feil med modulen, deriblant metallspon i drivstoffrørene. I 2013 ble Nauka fraktet tilbake til Khrunichev for å fikses, deriblant få det intrikate rørsystemet renset. Den planlagte oppskytingen skled ut til 2016. Byråkratiske viderverdigheter som følge av at modulen på papiret allerede var ferdig bygget og betalt for, bidro til at dette forskjøv seg ytterligere, til 2017.
Nauka (i bakgrunnen) koblet til ISS. I forgrunnen romfartøyet Sojuz MS-18, som er koblet til Rassvet-modulen. Denne har påmontert en luftsluse og en radiator som senere skal flyttes over på Nauka.
Da ingeniører, nå ved Khrunichev, dette året gjorde det kjent at metallspon nå også var funnet i modulens drivstofftanker, begynte mange virkelig å lure på om den noen sinne ville komme seg opp i rommet.
Flere eksperter påpekte imidlertid at metallpartikler i størrelsene det var snakk om, rundt 100 mikrometer, neppe ville utgjøre noen risiko. Sannsynligvis var slike partikler til stede også i den for lengst oppskutte Zarja og i de enda tidligere Mir-modulene, men ikke blitt påvist før oppskytingene på grunn av dårligere deteksjonsutstyr.
Men flere deler i Nauka begynte nå å både vise tegn til aldring samt nærme seg eller overskride garantitiden. Sprekker og rust ble funnet i drivstoffrørene og ventilene, trolig fremskyndet av de heftige renseprosessene. Alt dette ble til slutt byttet ut og oppskytingen forskjøvet til 2019. Drivstofftankene forble de samme, siden utstyret for å produsere nye for lengst var demontert. Men man gikk bort fra planene om å etterfylle tankene med drivstoff fra Progress-fartøy i rommet, slik man kan med Zarja.
I 2020 startet en ny runde med tester av modulen, som nå fikk enda en ny oppskytingsdato: Mai 2021. Testene tok selvfølgelig litt lenger tid enn beregnet, og datoen ble forskjøvet til 15. juli. Men i starten av måneden, etter at hele modulen hadde blitt innkapslet i det aerodynamiske dekselet som brukes på toppen av bæreraketten, ble hele saken uventet returnert til monteringshallen ved Bajkonur-basen og dekselet fjernet igjen, uten at Roscosmos var særlig generøse med detaljer om årsaken til dette.
Det var kanskje ikke så rart, siden forklaringen angivelig var like pinlig for Roscosmos som oppsiktsvekkende: Teknikere hadde glemt å installere termisk vakuumisolasjon over modulens stjernefølgerne og infrarøde sensorer. Slikt er kanskje fort gjort, men forglemmelsen ble oversett av Roscosmos, men i stedet oppdaget av romfartsentusiaster som hadde studert bilder av klargjøringen av modulen som Roscosmos fortløpende hadde postet på diverse fora.
Denne gang ble oppskytingen kun utsatt én uke, til 21. juli, som også ble den endelige oppskytingsdatoen etter det som formodentlig er romalderens mest uttværede byggeprosess.
Heldigvis gikk oppskytingen som planlagt, og tretrinns Proton-raketten plasserte Nauka i en innledende bane på 190x350 km. Derfra karret modulen seg gradvis opp til ISS' banehøyde på 415 km.
Det er planlagt 11 romvandringer i år og 2022 blant annet for å koble kabler og andre nødvendige forbindelser mellom Nauka og ISS.
