Обслуживание Международной космической станции - Maintenance of the International Space Station
С момента начала строительства программе Международной космической станции пришлось иметь дело с несколькими проблемами технического обслуживания, неожиданными проблемами и сбоями. Эти инциденты повлияли на график сборки , привели к периодам снижения возможностей станции и в некоторых случаях могли вынудить экипаж покинуть космическую станцию по соображениям безопасности, если бы эти проблемы не были решены.
2003 - Накопление отходов после катастрофы в Колумбии
Катастрофа в Колумбии не затронула МКС, но повлияла на график строительства и обслуживания МКС.
Шаттл Колумбия катастрофы 1 февраля 2003 года (во время STS-107 , не-ISS миссии) в результате двух с половиной лет перерыва в США в программе Space Shuttle . Еще одна годовая приостановка после STS-114 (из-за продолжающегося просыпания пены на внешний бак ) привела к некоторой неуверенности в будущем Международной космической станции. Все смены экипажей в период с февраля 2003 г. по июль 2006 г. проводились с использованием российского космического корабля «Союз» ; визит STS-114 в июле 2005 г. был чисто логистическим. Начиная с 7-й экспедиции , обслуживающий экипаж состоял всего из двух астронавтов, в отличие от ранее запущенных экипажей из трех человек. Поскольку космический челнок не посещал МКС более трех лет, накопилось больше отходов, чем предполагалось, что временно затруднило работу станции в 2004 году. Автоматизированные транспортные средства " Прогресс" и миссия STS-114 смогли устранить это скопление отходов.
2004 - Утечка воздуха и отказ генератора кислорода Elektron
2 января 2004 г. на борту МКС была обнаружена небольшая утечка воздуха. В какой-то момент пять фунтов воздуха в день просачивались в космос, и внутреннее давление на МКС упало с номинальных 14,7 фунтов на квадратный дюйм до 14,0 фунтов на квадратный дюйм, хотя это не представляло непосредственной угрозы для Майкла Фоула и Александра Калери , двух астронавтов на борту доска.
Используя ультразвуковой датчик (CTRL UL101), Фоул отследил утечку в воскресенье, 10 января, до вакуумного шланга-перемычки, подключенного к многослойному окну в американском сегменте станции. Поиску утечки помешал шум, исходящий от находящегося на борту научного оборудования. Успешное выявление и устранение утечки позволило предотвратить запланированную блокировку станции в попытке локализовать утечку, которая могла бы повлиять на работу станции. Эксперты считают, что утечка произошла из-за того, что космонавты использовали шланг в качестве опоры для рук.
В том же 2004 году установка Elektron остановилась по (первоначально) неизвестным причинам. Две недели поиска и устранения неисправностей привели к тому, что установка снова запустилась, а затем сразу же отключилась. Причина в конечном итоге была связана с пузырьками газа в блоке, который оставался нефункциональным до миссии по пополнению запасов " Прогресс" в октябре 2004 года. В 2005 году персонал МКС подключился к источнику кислорода недавно прибывшего корабля снабжения "Прогресс", когда блок "Электрон" вышел из строя.
2005 - кислородный генератор Elektron снова выходит из строя
Рано утром 1 января 2005 г. генератор «Электрон», отремонтированный в 2004 г., снова вышел из строя, и экипажу снова пришлось полагаться на бортовой кислород.
2006 - Сброс газа
18 сентября 2006 года экипаж 13-й экспедиции включил дымовую сигнализацию в российском сегменте Международной космической станции, когда дым от одного из трех кислородных генераторов Elektron вызвал мгновенный страх перед возможным возгоранием. Первоначально экипаж сообщил о запахе в кабине. Позже выяснилось, что тревога вызвана утечкой гидроксида калия из вентиляционного отверстия для кислорода. Связанное с этим оборудование было отключено, и официальные лица заявили, что пожара нет и экипажу ничего не угрожает.
Система вентиляции станции была отключена, чтобы предотвратить распространение дыма или загрязняющих веществ по остальной части комплекса. Был установлен угольный воздушный фильтр, чтобы очистить атмосферу от оставшихся паров гидроксида калия. Менеджер программы космической станции сказал, что команда никогда не надевала противогазы, но в качестве меры предосторожности надевала хирургические перчатки и маски, чтобы предотвратить контакт с любыми загрязнителями.
2 ноября 2006 г. груз, доставленный российским « Прогрессом М-58», позволил экипажу отремонтировать «Электрон» с использованием запасных частей.
2007 - Компьютерный сбой
14 июня 2007 г. во время 15-й экспедиции и 7-го дня полета при посещении МКС STS-117 из -за неисправности компьютера на российских сегментах в 06:30 UTC станция оставалась без двигателей, выработки кислорода, скруббера углекислого газа и других факторов окружающей среды. системы управления, вызывающие повышение температуры на станции. Успешный перезапуск компьютеров привел к ложной пожарной тревоге, которая разбудила экипаж в 11:43 UTC.
К 15 июня основные российские компьютеры снова были подключены к сети и обменивались данными с американской стороной станции в обход цепи, но второстепенные системы оставались отключенными. НАСА сообщило, что без компьютера, который контролирует уровень кислорода, на станции было доступно 56 дней кислорода.
К полудню 16 июня менеджер программы МКС Майкл Суффредини подтвердил, что все шесть компьютеров, управляющих системами управления и навигации для российских сегментов станции, в том числе два, которые предположительно вышли из строя, снова подключены к сети и будут проверяться в течение нескольких дней. Система охлаждения была первой системой, вернувшейся в эксплуатацию. При устранении неисправности экипаж МКС обнаружил, что основной причиной был конденсат внутри электрических разъемов, который привел к короткому замыканию, которое вызвало команду отключения питания на всех трех резервных процессорах. Первоначально это было проблемой, потому что Европейское космическое агентство использует одни и те же компьютерные системы, поставляемые EADS Astrium Space Transportation , для лабораторного модуля Columbus и автоматизированного транспортного средства . Как только причина неисправности была выяснена, были реализованы планы, чтобы избежать проблемы в будущем.
2007 - Разорванная солнечная панель
30 октября 2007 года, во время 16-й экспедиции и 7-го дня полета STS-120 во время посещения МКС, после перестановки сегмента фермы P6, члены экипажа МКС и космического корабля " Дискавери" начали развертывание двух солнечных батарей на ферме. Первая группа развернулась без происшествий, а вторая развернулась примерно на 80% до того, как астронавты заметили разрыв 76 сантиметров (2,5 фута). Массивы были развернуты на ранних этапах строительства космической станции, и втягивание, необходимое для перемещения фермы в ее окончательное положение, прошло не так гладко, как планировалось.
При дальнейшем осмотре была замечена вторая, меньшая по размеру трещина, и выходы в открытый космос были перепланированы, чтобы разработать ремонт. Обычно планирование таких выходов в открытый космос занимает несколько месяцев и решается заранее. 3 ноября выходец из космоса Скотт Паразински при помощи Дугласа Уилока зафиксировал порванные панели с помощью импровизированных запонок и верхом на конце инспекционного рукава OBSS космического шаттла . Паразинский был первым выходцем в открытый космос, который использовал роботизированную руку таким образом. Выход в открытый космос считался значительно более опасным из-за возможности поражения электрическим током от солнечных батарей, беспрецедентного использования OBSS, а также отсутствия планирования выхода в открытый космос и подготовки к импровизированной процедуре. Однако Паразинский смог устранить повреждения, как и планировалось, и отремонтированный массив был полностью развернут. Кроме того, OBSS будет оставлен на Международной космической станции из-за его продемонстрированной универсальности и способности оставаться на станции в течение более длительных периодов времени.
2007 - Поврежден поворотный шарнир Solar Alpha правого борта
Во время полета STS-120 проблема была обнаружена в поворотном шарнире Solar Alpha Rotary Joint (SARJ) правого борта. Это соединение вместе с аналогичным устройством на левой стороне ферменной конструкции станции вращает большие солнечные батареи, чтобы они были обращены к Солнцу. Были отмечены чрезмерная вибрация и сильноточные выбросы в приводном двигателе массива, что привело к решению существенно ограничить движение SARJ правого борта до тех пор, пока не будет выяснена причина. Проверки во время выхода в открытый космос на STS-120 и STS-123 показали обширное загрязнение металлической стружкой и мусором в большой ведущей шестерне и подтвердили повреждение большого металлического кольца качения в центре соединения. Станция имела достаточную рабочую мощность для выполнения своей краткосрочной программы с незначительным воздействием на работу, поэтому для предотвращения дальнейшего повреждения соединение было заблокировано на месте.
25 сентября 2008 года НАСА объявило о значительном прогрессе в диагностике источника проблемы SARJ правого борта и программе его ремонта на орбите. Ремонтная программа началась с полета космического корабля " Индевор" на STS-126 . Экипаж выполнил обслуживание SARJ правого и левого борта, смазал оба шарнира и заменил 11 из 12 подшипников качения на SARJ правого борта. Была надежда, что это обслуживание даст временное решение проблемы. Долгосрочным решением является план 10-EVA под названием «SARJ-XL», который требует установки структурных опор между двумя сегментами SARJ и установки нового кольца качения между ними для полной замены вышедшего из строя соединения. Тем не менее, после очистки и смазки сустава, результаты, которые были отмечены до сих пор, были чрезвычайно обнадеживающими до такой степени, что теперь считается, что сустав может поддерживаться периодическим обслуживанием EVA местными бригадами станции. Тем не менее, данным SARJ потребуется некоторое время для полного анализа, прежде чем будет принято решение относительно будущего сустава.
2009 - Чрезмерная вибрация при перезагрузке
14 января 2009 г. неправильная последовательность команд привела к пропуску зажигания в системе управления двигательной установкой ракеты для поддержания орбитальной высоты служебного модуля « Звезда » во время маневра по увеличению высоты. Это привело к резонансным колебаниям конструкции станции, которые продолжались более двух минут. Хотя о повреждении станции сразу не сообщалось, некоторые компоненты могли быть подвергнуты нагрузке сверх проектных пределов. Дальнейший анализ подтвердил, что станция вряд ли пострадала от каких-либо структурных повреждений, и, похоже, «конструкции все еще будут соответствовать своему нормальному сроку службы». Дальнейшие оценки продолжаются.
2009 - Возможная утечка аммиака из радиатора S1 из-за повреждения панели
Радиатор S1-3 имеет поврежденную охлаждающую панель, которая может потребовать ремонта или замены на орбите, поскольку повреждение может привести к утечке во внешней системе терморегулирования (ETCS) станции, что может привести к неприемлемой потере аммиачный хладагент.
Таких радиаторов шесть, три на ферме правого борта и три на ферме левого борта, каждый из 8 панелей. Они выглядят как большие белые гофрированные объекты, простирающиеся в кормовом направлении от ферм, между центральными жилыми модулями и большими массивами солнечных панелей на концах ферменной конструкции, и контролируют температуру МКС, сбрасывая избыточное тепло в космос. Панели двусторонние и излучают с обеих сторон, а аммиак циркулирует между верхней и нижней поверхностями.
Впервые проблема была замечена на снимках корабля "Союз" в сентябре 2008 года, но не была сочтена серьезной. Снимки показали, что поверхность одной субпанели отслоилась от основной центральной структуры, возможно, из-за удара микрометеороида или обломков. Также известно, что крышка подруливающего устройства служебного модуля, сброшенная во время выхода в открытый космос в 2008 году, ударилась о радиатор S1, но его влияние, если таковое имеется, не определено. Дальнейшие изображения во время облета с STS-119 вызвали опасения, что структурная усталость, вызванная циклическими нагрузками при термоциклировании, может вызвать серьезную утечку в контуре охлаждения аммиака, хотя пока нет доказательств утечки или деградации в контуре охлаждения. тепловые характеристики панели. Рассматриваются различные варианты ремонта, включая замену всего радиатора S1 в будущем полете, возможно, с возвращением поврежденного блока на землю для детального изучения.
15 мая 2009 г. аммиачная трубка поврежденной радиаторной панели была механически отключена от ETCS путем закрытия клапана с компьютерным управлением. Тот же клапан использовался сразу после этого, чтобы выпустить аммиак из поврежденной панели. Это исключает возможность утечки аммиака из системы охлаждения через поврежденную панель.
2010 - Авария в охлаждающем контуре А
Ранним утром 1 августа 2010 года из-за отказа в контуре охлаждения A (правый борт), одном из двух внешних контуров охлаждения, у станции осталась только половина ее нормальной холодопроизводительности и нулевое резервирование в некоторых системах. Проблема оказалась в модуле аммиачного насоса, в котором циркулирует аммиачная охлаждающая жидкость. Было остановлено несколько подсистем, в том числе две из четырех CMG. Неисправный аммиачный насос был возвращен на Землю во время STS-135 для анализа основных причин отказа.
Запланированные операции на МКС были прерваны серией выходов в открытый космос для решения проблемы с системой охлаждения. Первый выход в открытый космос в субботу, 7 августа 2010 г., для замены вышедшего из строя модуля насоса, не был полностью завершен из-за утечки аммиака в одном из четырех быстроразъемных соединений. Второй выход в открытый космос в среду, 11 августа, успешно удалил неисправный насосный модуль. Для восстановления нормальной работы контура А потребовался третий EVA.
2011 - Ближайшее столкновение с космическим мусором
28 июня 2011 года было предсказано , что неопознанный кусок космического мусора пройдет рядом с космической станцией с вероятностью столкновения 1 из 360. Объект пролетел с относительной скоростью 29 000 миль в час (47 000 км / ч) на расстоянии всего 1100 футов (340 м) от станции. Предупреждение о возможном столкновении поступило менее чем за 15 часов до самого близкого сближения, оставив недостаточно времени для планирования маневра уклонения, поэтому экипаж из шести человек поднялся на борт капсул « Союз» и закрыл люки на станции и «Союзе», чтобы подготовиться к отстыковке в случае столкновения. влияние. Через четыре минуты после момента наибольшего сближения диспетчеры миссии дали сигнал полной очистки, означающий, что опасность миновала и экипаж может вернуться к работе. Это был второй раз, когда экипажу приходилось принимать такие меры на борту космической станции.
2011–2012 - Выход из строя блока коммутации главной шины №1 и замена EVA.
Четыре блока коммутации главной шины (MBSU, расположенные в ферме S0) контролируют передачу энергии от четырех крыльев солнечной батареи к остальной части МКС. В конце 2011 года MBSU-1, по-прежнему правильно маршрутизируя питание, перестал отвечать на команды или отправлять данные, подтверждающие его работоспособность, и было запланировано заменить его при следующем доступном EVA. В каждом MBSU два канала питания подают 160 В постоянного тока от массивов к двум преобразователям постоянного тока в постоянный (DDCU), которые обеспечивают питание 124 В, используемое на станции. Запасной MBSU уже был на борту, но EVA 30 августа 2012 года не удалось завершить, когда болт затягивался для завершения установки запасного модуля, заклинившего до того, как было обеспечено электрическое соединение. Потеря MBSU-1 ограничила мощность станции до 75% от ее нормальной мощности, что потребовало незначительных ограничений нормальной работы, пока проблема не была решена.
Второй выход в открытый космос для закручивания болта и завершения установки заменяющего MBSU-1 в попытке восстановить полную мощность был запланирован на среду, 5 сентября. Тем не менее, третье крыло солнечной батареи отключилось из-за какой-либо неисправности в блоке коммутации постоянного тока (DCSU) или связанной с ней системе, что еще больше снизило мощность МКС до пяти из восьми крыльев солнечной батареи впервые за несколько лет. годы.
5 сентября 2012 года, за второй, 6 часов, выход в открытый космос для замены MBSU-1, астронавты Суни Уильямс и Аки Хошиде успешно восстановили МКС на 100% мощности.
2012 - Отказ первичного узла удаления диоксида углерода (CDRA)
ISS имеет два CDRA размером со стойку (сборки для удаления углекислого газа) для резервирования с основным лабораторным CDRA и CDRA узла 3 в качестве резервной копии с отключенным питанием из-за проблем с заеданием клапанов в узле 3. При необходимости он может выступать в качестве резервного. но не является предпочтительным CDRA из-за проблем с заеданием клапанов переключения воздуха (ASV). В российском сегменте есть свои скрубберы углекислого газа, но их недостаточно для всей МКС.
16 июня 2012 года лаборатория CDRA внезапно закрылась. Эта проблема связана с выходом из строя второго из трех датчиков температуры (первый вышел из строя ранее), и она была быстро восстановлена. Однако вскоре он снова отключился, 20 июня, из-за ошибочных данных с одного оставшегося датчика температуры. ISS решила перевести Lab CDRA в режим ожидания и вместо этого активировать CDRA узла 3, даже с учетом проблем с заеданием клапана.
2013 - Утечка аммиака и снова проблемы с CDRA
9 мая 2013 года около 10:30 по московскому времени экипаж МКС сообщил, что видел небольшие белые хлопья, отплывающие от стропильной конструкции станции . Анализ отчетов экипажа и изображений, снятых внешними камерами, подтвердил утечку аммиачной охлаждающей жидкости. Два дня спустя был предпринят выход в открытый космос, чтобы осмотреть и, возможно, заменить блок управления насосом, подозреваемый в утечке.
В начале сентября один из клапанов селектора воздуха в CDRA был удален и заменен, но проблемы с заеданием клапанов остались, и узел 3 пришлось перезапускать несколько раз. На этом этапе у ISS не было новых ASV для установки, поэтому, если возникли дополнительные проблемы, пришлось бы полагаться на переустановку ранее использованных клапанов, которые они сохранили в качестве резервных копий на случай непредвиденных обстоятельств, которые находятся в ухудшенном состоянии.
2018 - Утечка в орбитальном модуле "Союз"
29 августа 2018 года в 19:00 по восточноевропейскому времени на российском участке МКС наблюдалась небольшая утечка давления. Экипажу разрешили поспать, так как диспетчеры миссии определили, что для них нет опасности, а расследование на следующий день выявило 2-миллиметровую дыру возле люка космического корабля «Союз». Отверстие было временно заклеено каптоновой лентой, а затем с помощью бортового патч-набора. Ни того, ни другого было недостаточно, чтобы полностью устранить утечку. Позже был нанесен герметик, который окончательно стабилизировал давление на станции. По словам главы Роскосмоса Дмитрия Рогозина, это отверстие было идентифицировано как просверленное «неустойчивой рукой», возможно, во время производства или когда оно уже находится на орбите .
2019–2020 - Утечка давления
В сентябре 2019 года на станции была обнаружена утечка воздуха выше нормы. В августе 2020 года, после того как утечка немного увеличилась, экипаж МКС приступил к расследованию проблемы. 29 сентября 2020 года локализована утечка в служебном модуле « Звезда» . Утечка была обнаружена 15 октября, и была предпринята попытка ее исправить. Другая утечка в той же секции привела к рассмотрению вопроса о герметизации пораженной секции и использовании запасов кислорода, но это повлияет на работу МКС в целом.