En spacewalk utenfor Den internasjonale romstasjonen (ISS) markerer et viktig øyeblikk i oppgraderingen av laboratoriets kraftforsyning. NASA-astronautene Jessica Meir og Chris Williams forlot stasjonen for å forberede 2A-strømkanalen for installasjon av nye solcellepaneler som kan rulles ut. Romvandringen, som er planlagt å vare omtrent seks og en halv time, representerer Williams’ første og Meirs fjerde tur utenfor stasjonen. De nye solcellepanelene vil øke ISS sin strømforsyning med 20 til 30 prosent, noe som er avgjørende for å støtte kritiske systemer. Vi utforsker hvorfor denne oppgraderingen er nødvendig og hva den betyr for fremtiden til romstasjonen.
Astronauter utfører romvandring for å installere solcellepanel
Frank Rubio og Josh Cassada gjennomførte en syv timer lang romvandring 22. desember 2022 for å installere det fjerde iROSA-solcellepanelet på ISS. Begge flyingeniører på Expedition 68-mannskapet arbeidet med 4A-strømkanalen på stasjonens babord-side fagverk. Rubio tok rollen som ledende romvandrer og konfigurerte kablene som skulle koble det nye panelet til stasjonens strømforsyning.
Før installasjonen frigjorde astronautene iROSA fra plattformen der den hadde blitt oppbevart etter levering med SpaceX CRS-26 Dragon lasteromfartøy 27. november. Cassada, plassert ved enden av Canadarm2-robotarmen, tok tak i enheten som veide 340 kg og fraktet den til installasjonsstedet. NASA-astronaut Nicole Mann betjente robotarmen fra innsiden av stasjonen, mens Koichi Wakata fra JAXA koordinerte bevegelsene.
Etter at Rubio og Cassada hadde festet arrayet på monteringsbraketten, strammet Rubio fire bolter på høyre og venstre side ved hjelp av et spesialdesignet elektroverktøy. Astronautene ventet til romstasjonen befant seg i jordskyggen slik at de eksisterende solcellepanelene ikke produserte elektrisitet. På det tidspunktet koblet de iROSA til 4A-strømkanalen ved å feste kablene.
Utfoldingen av panelet skjedde uten motorkraft. Da to bolter ble løsnet, førte potensiell energi lagret i de sammenrullede karbonkomposittbommene til at arrayet rullet seg ut til sin fulle lengde på 19 meter. Hele prosessen tok omtrent 10 minutter. Cassada strammet deretter to bolter for å stive opp arrayet og fullførte installasjonen.
I løpet av juni 2021 installerte Thomas Pesquet fra ESA og Shane Kimbrough fra NASA det første paret med solpaneler over P-6-modulen gjennom to romvandringer. Den første ekskursjonen 16. juni møtte problemer da Kimbrough oppdaget feil med kjøleanlegget i romdrakten sin. Det første panelet ble også blokkert av andre innretninger da det skulle brettes ut. Arbeidet ble fullført under neste romvandring 20. juni, der Kimbrough benyttet en annen romdrakt.
Christina Koch og Jessica Meir gjennomførte 15. januar 2020 en romvandring som varte i 7 timer og 29 minutter for å installere to litium-ionbatterier på venstre del av fagverket. Dette var den andre romvandringen hvor bare kvinner var aktive utenfor romfartøyet.
Hvorfor trenger ISS nye solcellepaneler?
Solcellepanelene på ISS har gjennomgått betydelig degradering siden de første ble skutt opp mellom 2000 og 2009. Effekten fra de gamle panelene har redusert til i snitt 17-23 kW hver, med en total kapasitet på 160 kW. Med andre ord, de leverer bare 2/3 av den opprinnelige kapasiteten. Dette effekttapet oppstår naturlig over tid på grunn av eksponering for ekstrem varme, kulde og stråling i verdensrommet.
Planleggerne tok opprinnelig høyde for at panelene ville degraderes med årene, og designet dem for å betjene flere ISS-moduler enn hva som faktisk ble skutt opp, blant annet på den russiske siden. Likevel har behovet for oppgradering blitt presserende. Romstasjonen trenger fortsatt full drift samt kapasitet til å ta imot nye, kommersielle moduler som er planlagt skutt opp i løpet av dette tiåret.
De nye solcellepanelene vil øke den totale strømproduksjonen dramatisk. Når alle seks nye paneler er installert, vil den totale kraftproduksjonen fra panelene på fagverket øke til 215 kW. Dette representerer en betydelig forbedring sammenlignet med de 160 kW som produseres nå. I løpet av tidligere installasjoner så vi hvordan kraftproduksjonen kunne økes fra 90 til 120 kilowatt ved å legge til ytterligere panelvinger.
Vekten og kompleksiteten ved installasjonen understreker omfanget av prosjektet. Solcellepanelene veier i alt 14 tonn, noe som krever nøye planlegging og flere romvandringer for å fullføre installasjonen. Astronautene må bolte fast bærebjelkene og koble kablene mens romstasjonen befinner seg i jordskyggen, nettopp for å unngå at eksisterende paneler produserer elektrisitet under arbeidet.
Romstasjonen har vært under oppbygging i ti år, og solcellepanelene representerer den primære strømkilden for alle systemer og eksperimenter ombord. Uten funksjonelle solcellepaneler ville ISS mangle tilgang til en pålitelig strømkilde. Derfor blir oppgraderingen kritisk for stasjonens fremtid. De nye panelene vil sikre at romstasjonen kan fortsette sin vitenskapelige virksomhet og romme flere kommersielle aktiviteter i årene som kommer.