Na Mezinárodní vesmírné stanici bude v dalších dnech opravdu hodně živo. Čeká nás hned několik výstupů do volného prostoru, které budou proloženy robotickou manipulací, chybět nebude ani přemístění jednoho modulu. Právě dnes celý maraton startuje – přímý přenos prvního výstupu Vám přineseme v samostatném článku, ale teď se podrobně podíváme na to,co astronauty v příštích dvou týdnech čeká. Zkráceně jde o přípravu ISS na pilotované soukromé lodě, ale i o modernizaci a údržbu vnějšího vybavení, což zahrnuje třeba nové HD kamery.

Všechny tyto úkoly se mají stihnout během tří výstupů do volného prostoru a nezastupitelnou roli bude hrát staniční robotická paže. Vše se přitom musí stihnout předtím, než skončí 50. dlouhodobá expedice na ISS. Desátého dubna se totiž na zemi vrací Sojuz MS-02, který přiveze Sergeje Ryžikova, Andreje Borisenka a Roberta Kimbrougha. Právě poslední jmenovaný se totiž má zúčastnit výstupů do volného prostoru.

Celý harmonogram je hodně nahuštěný, protože v rámci celé dlouhé operace má ke stanici dorazit zásobovací loď Cygnus OA-7. Výstupy do volného prostoru jsou zatím plánovány na 24. března, 30. března a 6. dubna. Třetí výstup ale neproběhne, dokud nepřiletí Cygnus – na jeho palubě jsou totiž předměty, které astronauti při výstupu potřebují. Ke třem výstupům vyrazí všichni tři obyvatelé amerického segmentu – jen pochopitelně ne najednou. Velitel Robert Kimbrough i jeho kolegové Peggy Whitson a Thomas Pesquet už vykonali dva výstupy v lednu, kdy měnili staniční baterie.

První výstup by měl začít dnes ve 13:00, kdy staniční modul Quest opustí Shane Kimbrough a Thomas Pesquet. Jejich výstup bude trvat šest a půl hodiny a hlavním úkolem je instalace externího skříně pro počítače, údržba manipulátoru Dextre a příprava na přesun modulu PMA-3. Jeho přesun umožní, aby mohl být využíván budoucími soukromými loděmi. Stanice tak získá druhý dokovací port pro lodě Starliner a Crew Dragon, které mají začít létat příští rok.

Přesun modulu PMA-3

K samotnému přesunu dojde v neděli a také se můžete těšit na článek s přímým přenosem. Více než dva metry dlouhý modul PMA-3 se bude s pomocí staniční robotické paže přesouvat téměř celý den. Jeho novým umístěním bude modul Harmony – konkrétně jeho horní port. Na ISS se momentálně nachází tři téměř identické moduly PMA (Pressurized Mating Adapter). První z nich – PMA-1 – byl jedním z prvních dílů celé stanice. Do vesmíru se vydal už v roce 1998 a plní roli fyzického propojení mezi americkým a ruským segmentem stanice, když spojuje moduly Unity a Zarja.

Modul PMA-2 letěl do vesmíru společně s modulem PMA-1 a používal se třeba k připojování raketoplánů. Momentálně se nachází na přední straně modulu Harmony a od loňského roku je vybaven dokovacím portem IDA-2 pro soukromé pilotované lodě. Modul PMA-3 se na stanici dostal v roce 2000  a nejprve byl umístěn na spodní uzel modulu Unity. V letech 2000 a 2001 se k němu dvakrát připojil raketoplán a v dalších letech několikrát změnil své místo. V roce 2001 se vydal na pravý uzel modulu Unity, aby v roce 2007 zamířil zpátky na dolní uzel Unity. V roce 2009 opět na pravý uzel a o rok později na horní uzel, když bylo potřeba udělat místo pro modul Tranquility. Po jeho instalaci se PMA-3 umístil na jeho pravý dokovací uzel.

Modul PMA-3 byl využíván jen velmi zřídka – posádka se do něj dostala jen několikrát do roka pro uložené věci, přičemž zároveň zkontrolovali stav jeho vnitřních stěn. Jenže ve chvíli, kdy se určilo, že ISS potřebuje dva dokovací porty pro soukromé pilotované lodě,svitla PMA-3 naděje. Modul se tak přidá k PMA-2, který už na modulu Harmony je a usadí se na horním uzlu.

Moduly PMA mají kuželovitý tvar a jejich hmotnost kolísá od 1,2 tuny (PMA-3) do 1,6 tuny (PMA-1). Jejich délka je identická – 186 centimetrů, přičemž průměr širší části je 190 centimetrů, zatímco užší část má průměr 137 centimetrů. Na jednom konci je umístěný pasivní  dokovací mechanismus CBM (Common Berthing Mechanism) o průměru 130 centimetrů. Druhý konec je vybavený 70 centimetrovým dokovacím portem APAS (Androgynous Peripheral Attachment System), na který se připojovaly raketoplány, nebo ruský modul Zarja.

Aby se mohly soukromé lodě připojovat k ISS, musí být vybaveny dokovacími porty IDA. Ty se připojí k portu APAS a nabídnou soukromým lodím dokovací port, který splňuje podmínky International Docking Standard. Tento standard používají nejen Crew Dragon a Starliner, ale i americká loď Orion a do budoucna by se tak ke stanici mohly připojit i jiné kosmické lodě, které tento nový systém využijí.

První adaptér IDA se na oběžnou dráhu ani nedostal, protože byl zničen v červnu 2015 při havárii rakety Falcon 9, která vynášela loď Dragon. Druhý adaptér IDA (vynesení lodí Dragon v červenci 2016) proto byl umístěný na místo, kde měl být původně IDA-1. Instalace probíhala v srpnu a obsahovala i výstupy do volného prostoru. Na start počátkem příštího roku se již připravuje adaptér IDA-3, který se umístí na přemístěný modul PMA-3. Díky dvěma dokovacím místům bude možné, aby byly ke stanici souběžně připojené dvě soukromé lodě, z nichž každá doveze čtyři astronauty. Díky tomu budou moci soukromé lodě zajistit přímé střídání posádek.

Ale pojďme k samotnému chystanému přesunu. Přípravy na něj začaly už 3. března, kdy posádka z jeho útrob odstranila veškeré vybavení. Astronauti dále připojili čtyři jednotky Controller Panel Assemblies, které se postarají o ovládání 16 šroubů na aktivní straně portu CBM a zajistí tak vlastí fyzickou separaci. Dalším krokem bude odpojení čtyř elektrických kabelů, které propojují PMA-3 se zbytkem stanice. Právě to je jedním z úkolů prvního výstupu. Samotný přesun pomocí staničního ramene pak proběhne mezi prvním a druhým výstupem, takže při druhém výstupu bude možné tato spojení obnovit na novém místě.

EPIC MDMs

Druhým hlavním úkolem prvního a druhého výstupu je náhrada dvojice externích počítačových boxů, kterým se říká Multiplexers/Demultiplexers – nebo zkráceně MDMs. Počítače MDMs se nachází jak vně ISS, tak i uvnitř a společně s dedikovanou datovou sítí tvoří jakýsi mozek a nervový systém celé stanice. Zodpovídá za řízení a kontrolu všech staničních systémů, stejně tak i za komunikaci mezi nimi,nebo mezi posádkou a pozemním střediskem. Putuje přes ně i telemetrie a jejich síť je ovládána jak pomocí dálkových pokynů ze Země, nebo pomocí počítačů na palubě, které komunikují s MDMs.

Bez přehánění se jedná o datovou páteř celé stanice. MDMs zodpovídají za výrobu elektrické energie a její distribuci, orientaci, navigaci, řízení podmínek podpory života, komunikaci se Zemí, ale i sledování a řízení nejrůznějších vědeckých přístrojů. Síť zároveň obstarává data z různých systémů – od jednoduché telemetrie až po data a video z experimentů. Na stanici bychom MDMs našli téměř padesát, přičemž každý z nich je trochu jiný. V útrobách bychom našli karty, které jsou uzpůsobené účelu konkrétního MDM.

Celý řídící systém na stanici využívá hierarchický design založený na třech úrovních řízení. Pokyny a telemetrie postupně prochází přes tyto úrovně a jsou zpracovány příslušnými MDMs. Existují různé druhy MDMs, přičemž obsahují i různý počet karet. V posledních letech se technici snaží vylepšit řídící a kontrolním systém nasazením konceptu, který se označuje jako EPIC MDM. Jeho podstatou jsou vylepšené procesory i další elektronika – díky tomu získá celá síť rychlejší výpočetní výkon, větší paměť i ethernetovou kapacitu.řídící systém ISS se tak posune do 21. století.

V uplynulých pěti letech bylo několik vnitřních MDMs postupně vylepšeno, aby splňovaly rostoucí nároky. Při prvním a druhém výstupu se ale EPIC MDMs dostanou také na vnější plášť stanice. Dva externí MDMs (někdy označované též jako S0 MDMs) budou nahrazeny verzí EPIC. Tyto nové „počítače“ byly prakticky sestaveny až na ISS, když posádka v lednu letošního roku umístila potřebné karty do původní skříně. Astronauti zároveň zařízení celkově připravili na vynesení do vakua.

Aby nedošlo k vyřazení nervového systému ISS z provozu, bude vždy instalován pouze jeden EPIC MDM. Díky tomu bude možné důkladně zkontrolovat nový systém předtím, než dojde k náhradě druhého staršího kusu. Měněné S0 MDMs zodpovídají třeba za mobilní transportér, systém hospodaření s teplem, sekundární elektrický systém, Solar Alpha Rotary Joint (systém zajišťující otáčení solárních panelů za Sluncem), ale i řadu externích vědeckých přístrojů.

Přechod na verzi EPIC také souvisí s chystaným nástupem soukromých pilotovaných lodí. Po modernizaci ISS přejde na komunikační standard C2V2 Common Communications. Právě ten budou přibližující se lodě používat k přenosu hlasu, ale i telemetrických a navigačních dat. Nový systém zároveň umožní podporu vyššího počtu externích systémů, protože bude disponovat vyšším výpočetním výkonem.

Každý MDM je ke konstrukci uchycený dvojicí šroubů a jeden centrální šroub pak udržuje na místě horní kryt. Elektrické a datové propojení MDM a kabelů je jednoduché – ke spojení dojde automaticky při zacvaknutí MDM na místo. Každý „počítač“ má v zadní části konektory, které automaticky zajistí propojení. EPIC MDMs mají dodatečné ethernetové porty, které vyžadují dodatečnou kabeláž navíc. To ale posádka při tomto výstupu řešit nemusí. Potřebné ethernetové kabely byly nataženy už při minulých amerických výstupech. zbývá tedy už jen odstranit staré MDMs, nahradit je EPIS MDMs a zacvaknout do nich připravené kabely.

Procedury výstupu EVA-40

Na výstup vyrazí velitel 50. dlouhodobé expedice – Shane Kimbrough, který má za sebou už čtyři kosmické procházky s celkovou délkou více než 25 hodin. Pomáhat mu bude francouzský astronaut Thomas Pesquet, který si v lednu odbyl svou premiéru, při které strávil mimo stanici šest hodin. K výstupu se použijí skafandry s čísly 3006 a 3008, přičemž Kimbrough jakožto velitel výstupu oblékne skafandr s červenými pruhy, zatímco Pesquet bude mít oblek kompletně bílý.

Příprava na výstup začne už dnes ráno, kdy si oba muži za pomoci Peggy Whitson a jednoho ruského kolegy obléknou skafandry EMU (Extravehicular Mobility Unit). Následovat bude 100 minut dlouhé rozdýchání a lehké cvičení. Skafandry se ještě jednou zkontrolují a dojde k připojení systému SAFER, který obsahuje stlačený plyn a malé trysky, které by v případě problémů poslaly astronauta ke stanici. Pak se Kimbrough a Pesquet přesunou do samotné přechodové komory – průchod se uzavře a z komory se odčerpá vzduch. Astronauti přepnou své skafandry na vnitřní baterie, což oficiálně zahájí výstup a pak už přijde otevření komory, o což se postará francouzský astronaut.

Jakmile oba muži opustí přechodovou komoru, zahájí přesně popsanou kontrolu skafandrů a potřebného vybavení – aby se pak nemuseli vracet. Pak se jejich cesty rozdělí. Při výstupu číslo 40 totiž budou astronauti pracovat na dvou místech současně. To klade na pozemní středisko zvýšené nároky, jelikož musí sledovat dvě samostatné operace a koordinovat celý průběh.

Začneme velitelem – Shane zamíří k příhradové konstrukci, konkrétně k její části S0, kde zahájí výměnu zdejšího MDM. Použije k tomu tzv. Pistol Grip Tool, což je zařízení, které můžeme přirovnat k aku-šroubováku. S jeho pomocí uvolní dva hlavní šrouby i šroub centrální. Následovat bude inspekce MDM a jeho boxu s hlavním důrazem na vrstvu Chotherm, která se nachází mezi samotným MDM a jeho chladičem. Je potřeba ověřit, zda je chladič čistý předtím, než dojde k instalaci nového MDM.

S pomocí vodících drážek Shane lehce usadí nový MDM na místo a utáhne centrální šroub. Následovat budou i dva hlavní šrouby, které udrží box na místě. Pak se Shane o kousek vzdálí, aby se ujal připraveného Ethernetového kabelu. Ten natáhne k novému MDM a zapojí jej do konektoru. Teď přijdou ke slovu odborníci na Zemi, kteří prozkoumají, zda nový počítač pracuje správně.

Shane se posune k modulu PMA-3, kde odpojí čtyři elektrické a datové kabely a stáhne je na modul Tranquility, aby při přesunu nepřekážely. Po tomto úkolu se přesune k japonskému modulu Kibó, konkrétně k plošině pro uložení vnějších materiálů. Tady nahradí dvojici kamer/světel CLPA (Camera/Light Pan/Tilt Assembly), které přestaly pracovat. Tyto přístroje se vezmu do útrob ISS a budou nahrazeny novými exempláři.

První kamera se nachází na malém japonském robotickém rameni a ke slovu opět přijde Pistol Grip Tool. Mělo by to jít rychle, protože půjde jen o jeden šroub. Následně odebere poškozený kus a měkce usadí náhradní exemplář, načež utáhne jistící šroub. Druhá kamera se nachází na okraji plošiny a její náhrada bude probíhat úplně stejně.

Thomas Pesquet začne svůj výstup přesunem k External Stowage Platform 2, odkud odebere podporu pro nohy APFR (Articulating Portable Foot Restraint). S tímto zařízením se přesune na příhradovou konstrukci (sekce P1), kde začne pracovat. Umístí zde podporu APFR a zahájí detailní průzkum zařízení Radiator Beam Valve Module (RBVM) P1-3-2. Jde o součást externího okruhu B, který zodpovídá za hospodaření s teplem. Stanice má dva chladící okruhy – A a B, přičemž oba odvádí odpadní teplo z útrob stanice do radiátorů na vnější straně. Oba okruhy jsou vzájemně zastupitelné v případě mimořádné situace.

Okruh B byl v únoru v hledáčku sledovacího zařízení RELL (Robotics External Leak Locator), které hledalo zdroj drobného úniku. V okruhu B totiž v průběhu času kleslo množství amoniaku (chladící médium), což by naznačovalo jeho únik. Právě zařízení RBVM je kandidátem na prostor, kde k úniku mohlo dojít, jsou ale potřeba lidské oči přímo na místě, aby bylo možné tuto teorii potvrdit. Thomas proto důkladně zkontroluje čtyři ohebné hadice, rychlospojky na RBVM i pevné trubky, přičemž všude bude hledat stopy po úniku čpavku. Ty by měly být viditelné ve formě malých útvarů, které připomínají sněhové vločky – šlo by o zmrzlý čpavek.

Po této inspekci Thomas odmontuje podporu pro nohy a přejde s ní na segment S0. Tady si vezme do parády robota Dextre, který je umístěný na konci manipulátoru Canadarm-2. Tady přijde ke slovu Peggy Whitson, která v útrobách stanice s pomocí ovládací konzole domanévruje s robotickou paží k Thomasovi, který začne promazávat západkové zařízení LEE (Latching End Effectors). Promazávání systému LEE se dříve dělalo na konci ramene Canadarm 2 a jde o časově náročný a poměrně komplikovaný postup, protože většina míst, kde se má mazivo aplikovat není dobře přístupná.

Musí se promazat hned několik míst, aby bylo zajištěno, že zařízení LEE bude pracovat tak, jak má a prodlouží se jeho životnost. Právě tento západkový mechanismus je zodpovědný za zachytávání nejrůznějších objektů, které staniční paže přesouvá. původně se s promazáváním na oběžné dráze vůbec nepočítalo a tak jsou tyto úkony hodně náročné a vyžadují značnou míru improvizace. Thomas bude mít k ruce pomocníka – nové zařízení označované jako Ball-Screw Lubrication Tool. S jeho pomocí by se mělo mazivo dostat do mechanismu LEE, ale ani to nebude jednoduché, protože Thomas bude mít na rukou silné rukavice.

Francouz začne s promazáváním centrálního kuličkového šroubu uvnitř LEE. Následně se přesune ke středu celého zařízení, kde se nachází největší šroub celého systému. Dalším krokem jsou čtyř západkové kuličkové šrouby, které jsou přístupné pouze podle hmatu a pomůže i měřidlo hloubky, aby dostal mazadlo na šrouby. Mezi jednotlivými promazávacími úkoly se LEE vždy trochu pohne a otočí, aby měl astronaut dobrý přístup k aktuálně promazávanému šroubu. Po namazání i posledního (čtvrtého) šroubu, budou západky zataženy, aby odhalily lineární ložiskové koleje. Právě po nich západky jezdí, když se zatahují a uvolňují.

Každá západka má dvoje koleje, přičemž každá kolej se promaže zevnitř a zvenčí. Celkem se tak mazivo dostane na 16 různých míst, která jsou ale naštěstí dostupná jen s běžnou mazací pistolí bez speciálních pomůcek. Je ale potřeba dávat pozor. Astronaut se nesmí dotknout mikrospínačů mezi kuličkovými ložisky, nebo na ně dostat mazivo. Pak přijde poslední kolo promazávání – Thomas aplikuje dávku mazadla před držáky a kladky, přičemž o jeho distribuci se postará sám LEE, jakmile dojde k jejich pohybu.

Astronaut pak uklidí pracovní prostor  a sbalí podporu pro nohy. Přesune se k přechodové komoře, kde se setká se svým americkým kolegou. V tuto chvíli může dvojice dostat dodatečné úkoly, nebo bude výstup ukončen – záleží především na tom, kolik času zaberou výše popsané hlavní úkoly. Pokud budou astronauti rychlí, řídící středisko má v zásobě hned několik úkolů, které se většinou plánují na příští výstupy a které nejsou časově náročné.

Další postup

Jakmile bude PMA-3 připraven k přesunu, přijdou ke slovu odborníci na robotiku v pozemním řídícím středisku. Právě ti budou ovládat staniční paži, která v neděli přesune modul na jeho nové místo. Všechno začne mechanickým oddělením od modulu Tranquility povolením čtyř sad šroubů. Následovat bude odklopení čtyř západek a v tu chvíli už bude mít plnou kontrolu nad modulem staniční paže.

Samotný přesun bude velmi opatrný a tím pádem i pomalý – minimálně v úvodní fázi, protože manévrovací prostor je velmi omezený. Instalace na modul Harmony bude přesným opakem odpojování. O správné zarovnání se postará kamera předtím, než se zaklapnou západky a zatočí se jistící šrouby.

30. března vyrazí na výstup Shane Kimbrough a Peggy Whitson. Jejich výstup s číslem 41 bude obsahovat tři hlavní úkoly – umístění ochranných štítů na nově umístěný PMA-3, propojení několika kabelů mezi stanicí a PMA-3 a příprava prvních kabelů pro budoucí instalaci adaptéru IDA-3. Bude se promazávat druhý LEE na manipulátoru Dextre a nahradí se druhý S0 MDM za verzi EPIC.

Třetí výstup označovaný jako EVA-42 je zatím plánován na 6. dubna a vyrazí na něj Peggy Whitson a Thomas Pesquet. na dvojici čeká řada drobných úkolů – práce na plošině Express Logistics Carrier 4, fotografický průzkum přístroje Alpha Magnetic Spectrometer 2, instalace HD kamer na příhradovou konstrukci a instalace bezdrátové komunikační antény na modul Destiny.

Je ale možné, že se tento výstup odloží na dobu až po obměně posádky – vše záleží na tom, kdy přiletí Cygnus OA-7. Ta měla původně startovat už v polovině března, ale byla opakovaně odkládána. největší problémy zatím dělá blíže nespecifikovaná závada na hydraulickém systému – nejdříve na rampě a po jeho výměně a následných testech pak přišel hydraulický problém na samotné raketě Atlas V.

Na palubě lodi Cygnus je zařízení ExPCA, které se umístí na plošinu Express Logistics Carrier 4, ale i kabel nutný pro diagnostiku přístroje AMS-2. Pokud se Cygnus zpozdí tak, že se nestihne s ISS spojit před 2. dubnem, zřejmě dojde ke změně plánu. Výstup číslo 42 by se pak odložil na konec dubna, kdy bude dokončena výměna posádky v Sojuzu MS-02 za MS-04. jak už padlo na začátku – Sergej Ryžikov, Andrej Borisenko a Robert Kimbrough odletí 10. dubna po 173 dní dlouhém pobytu. Dvoučlenný Sojuz MS-04 s Fjodorem Jurčichinem a Jackem Fischerem má startovat 20. dubna a po šesti hodinách by se měl připojit ke stanici. Díky tomu se počet astronautů v americkém segmentu stanice zvýší na tři, což je požadovaný počet pro výstup do volného prostoru, který není životně důležitý.

Zdroje informací:
http://spaceflight101.com/
https://blogs.nasa.gov/
https://blogs.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/31489313873_715ac91121_k.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/32444998522_505f3b0303_k.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/s99_03776.jpg
http://spaceflight101.com/…/118/2017/03/Pressurized_Mating_Adapter_PMA3_Relocation.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/7535545_orig.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/ISS-CC-Structure.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/8262224_orig.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/4961192_orig.jpg
https://blogs.nasa.gov/…/uploads/sites/240/2016/11/blog_iss050e011122.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/S0-Ext-MDM.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/9382526_orig.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/01/1A-Batteries-8.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/rbvm-inspect1.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/rbvm-inspect.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/2305372_orig.png
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/9869213_orig.png
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/pma3-at-node-2-old.jpg
http://spaceflight101.com/…/uploads/sites/118/2017/03/32462456382_02a135883a_k.jpg