Estação espacial sofre problema no sistema de arrefecimento



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A estação espacial internacional (ISS, sigla em inglês) está a ser afectada por um problema com um dos seus sistemas exteriores de arrefecimento, estando um destes sistemas a operar em condições demasiado frias devido a uma aparente falha numa válvula de controlo de temperatura do amoníaco. Esta situação, caso não seja resolvida por outros meios, poderá levar à realização de um passeio espacial num futuro imediato.

Problema com válvula de controlo de temperatura

O problema relacionado com o arrefecimento está relacionado com um componente conhecido como Flow Control Valve (FCV), que regula a temperatura do amoníaco utilizado como refrigerador nos sistemas exteriores da ISS ao misturar amoníaco frio que sai dos radiadores com amoníaco quente que não passou pelos radiadores.

Existem indicações que apontam para que o FCV no sistema de arrefecimento A não está a fechar-se como deveria, o que poderá estar a causar a passagem de demasiado amoníaco frio para o sistema, o que por sua vez levou a que o sistema opere a uma temperatura que é muito baixa para as normais operações.

O FCV está localizado no exterior da ISS no interior de um sistema denominado Pump & Control Valve Package (PCVP) que por sua vez está localizado no interior da unidade Pump Module (PM) Orbital Replacement Unit (ORU).

Enquanto que o PM actua de forma a bombear o amoníaco em torno do sistema de arrefecimento, o trabalho específico do PCVP no interior do PM é o de proporcionar o controlo de fluxo para o amoníaco, que inclui a regulação da temperatura através do FCV.

O External Thermal Control System (ETCS) da ISS tem dois sistemas de arrefecimento externos separados – denominados ‘loop A’ e ‘loop B’ – que juntos transportam o calor para fora dos sistemas electrónicos da estação espacial e para os respectivos Heat Rejection Subsystem Radiators (HRSRs).

Cada um dos respectivos sistemas de arrefecimento ETCS tem o seu próprio PM (o que totaliza dois PM operacionais na ISS), e assim o problema com o FCV no ‘loop A PM PCVP’ não afecta o FCV no ‘loop B PMPCVP’.

Não se deve confundir o ETCS com o Photovoltaic Thermal Control System (PVTCS) que é completamente separado do ETCS e é somente utilizado para arrefecer os painéis solares e os equipamentos geradores de energia que lhes estão associados, e não a estrutura principal da ISS para a qual o arrefecimento é fornecido pelo ETCS.

O actual problema com o FCV está localizado no ETCS ‘loop A’, e assim não tem qualquer relação com a fuga registada na Pump Flow Control Subassembly (PFCS) e no equipamento que lhe está associado e que foi substituído em princípios de 2013, sendo esse problema relacionado somente com o PVTCS.

Na manhã do dia 11 de Dezembro de 2013, o ‘ETCS loop A’ desactivou-se de forma inesperada devido à detecção por parte do sistema Fault Detection Isolation and Recovery (FDIR) de uma violação do limite inferior de temperatura, essencialmente significando que o refrigerante no interior do ‘loop A’ estava demasiado frio.

A resposta imediata a esta situação foi a transferência de todas as cargas de calor internas, incluindo o laboratório Destiny, a escotilha e o Node 3, do ‘loop A’ para o ‘loop B’.

Porém, como somente um destes sistemas não é capaz de suportar todas as ‘necessidades de rejeição de calor da ISS’, e com a temperatura do ‘loop B’ a aumentar, as equipas no solo foram forçadas a iniciar a desactivação de alguns equipamentos para assim reduzir a geração de calor nos sistemas da ISS.

O equipamento que foi desactivado inclui metade do sistema no Japanese Experiment Module (JEM), Columbus Orbital Laboratory (COL), e Node 2/Harmony, incluindo o computador Node 2 Multimpexer/Demultiplexer (MDM), e uma unidade DC to DC Conversion Unit (DDCU). Os alarmes de fumo e os sistemas Caution and Warning (CW) foram também desactivados.

A temperatura do amoníaco no ‘loop A’ atingiu os -32ºC, enquanto que o amoníaco no ‘loop B’ atingiu os 4,5ºC. A temperatura máxima nominal para um ‘loop’ é de 3,9ºC – significando isto que o ‘loop B’ não pode ficar mais quente, daí a necessidade de se desactivarem os equipamentos.

Futuras opções

Caso o problema com o FCV não possa ser resolvido, então terá de ser substituído. Porém, como o FCV está no interior do PCVP, e como o PCVP está no interior do PM, isto irá significar que todo o ‘loop A PM’ tenha de ser removido e substituído numa actividade extraveícular (AEV).

O ‘loop A PM’ foi removido e substituído recentemente em termos da história da ISS, após a unidade anterior ter avariado em Agosto de 2010. Esta remoção e substituição acabou por ser uma tarefa árdua requerendo três AEV realizadas pelos astronautas Douglas Wheelock e Tracy Caldwell-Dyson, devido a umas condutas Quick Disconnect (QD) muito problemáticas. Assim, o actual OM que está a ter estes problemas tem estado ao serviço por apenas cerca de três anos, após ter sido lançada para a ISS na missão STS-121 em 2006.

O procedimento de remoção e substituição de um PM envolve desligar quatro condutas QD de fluídos bem como ligações eléctricas, seguindo-se a remoção que quatro parafusos para separar a velha unidade da sua localização, que no caso do ‘loop A’ é o interior do Starboard 1 (S1) Truss. O procedimento inverso necessidade depois de ser finalizado para instalar a unidade suplente, com a unidade avariada a ser armazenada no exterior da estação.

Graças à estratégia da NASA de pré-posicionar equipamento sobressalentes no exterior da ISS para a era após o vaivém espacial, existem actualmente três PM suplentes no exterior da ISS – um localizado na External Stowage Platform-3 (ESP-3) no lado estibordo da ISS, que foi lançado a bordo da STS-127 em Julho de 2009. Outro PM está localizado no ExPrESS Logistics Carrier-1 (ELC-1) no lado bombordo da estação e foi transportado na missão STS-129 em Novembro de 2009 e o terceiro está localizado no ELC-2 no lado estibordo, sendo também transportado na missão STS-129.

Possivelmente, o PM localizado no ESP-3 poderá ser utilizado, pois é a unidade mais antiga e está próxima da localização do ‘loop A’ no S1 Truss.

O artigo original de Pete Harding pode ser localizado em nasaspaceflight.com

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