HTV-6

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HTV-6
Immagine del veicolo
La navetta Kounotori 6 durante la fase di berthing allastazione spaziale internazionale
Dati della missione
OperatoreJAXA
Tipo di missionerifornimento dellastazione spaziale internazionale
NSSDC ID2016-076A
SCN41881
Destinazionestazione spaziale internazionale
Esitosuccesso
Nome veicoloKounotori 6
VettoreH-IIB(F6)
Lancio9 dicembre 2016
13:26 UTC
Luogo lancioCentro spaziale di Tanegashima,Yoshinobu-2
Rientro5 febbraio 2017
15:06 UTC
Proprietà del veicolo spaziale
Massa16400kg
CostruttoreMitsubishi Heavy Industries
Carico5900kg,di cui3900kgpressurizzati
Parametri orbitali
OrbitaOrbita terrestre bassa
Inclinazione51.66°
Sito ufficiale
Missioni correlate
Missione precedenteMissione successiva
HTV-5HTV-7
Modifica dati su Wikidata·Manuale

L'HTV-6è stata una missione di rifornimento dellastazione spaziale internazionale,la sesta effettuata con la navetta giapponeseH-II Transfer Vehicle.La missione è stata lanciata il 9 dicembre 2016 dalla piattaforma 2 delcomplesso di Yoshinobudelcentro spaziale di Tanegashimae ha raggiunto la stazione spaziale il 13 dicembre. Il 27 gennaio 2017, dopo 34 giorni, è stato effettuato l'unberthing dalla stazione e la navetta si è distrutta nelrientro atmosfericoil 5 febbraio, come programmato.

Scopo

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Gli scopi della missione erano:

  • trasportare i rifornimenti alla stazione spaziale
  • smaltire i rifiuti della stazione a termine missione
  • testare le modifiche alla navetta e portare a termine gli esperimentiSolar Cell Film Array Sheet for Next Generation on Kounotori Six(SFINKS) eKounotori Integrated Tether Experiment(KITE)

Missione

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Come per la precedente missione, la navetta Kounotori 6 ha trasportato rifornimenti importanti per la stazione spaziale, anche a causa del fallimento della missioneProgress MS-04.[1]

A differenza della navetta precedente, la Kounotori 6 presentava alcune modifiche. Il numero delle batterie a bordo è stato diminuito da sette a sei, il numero deipannelli solariè stato ridotto a 48 e sono state rimosse alcune luci di navigazione che si trovavano nel lato rivolto la Terra durante le fasi di avvicinamento alla stazione.[2] Tra le altre modifiche, è stato utilizzato un nuovoExposed Palletrinforzato con una capacità di carico aumentata da 1,6 a1,9t.[2]La navetta conteneva anche, per la prima volta, l'equipaggiamento per due esperimenti indipendenti da quelli della stazione spaziale: ilSolar Cell Film Array Sheet for Next Generation on Kounotori Six(SFINKS) e ilKounotori Integrated Tether Experiment(KITE).

Carico della missione

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Il carico della navetta era di circa5900kg[3]:

Vano pressurizzato (3900kg)[3][2]

  • JEM Small Satellite Orbital Deployer(J-SSOD)
  • 7CubeSat
  • materiali per l'esperimentoTwo Phase Flow
  • Position Sensitive Tissue Equivalent Proportional Chamber(PS-TEPC)
  • High Definition TV Camera - Exposed Facility 2(HDTV-EF2)
  • Carbon Dioxide Removal Assembly(CDRA)

Vano non pressurizzato (1900kg)[3]

Una parte importante del carico erano le seibatterie agli ioni di litioe unCarbon Dioxide Removal Assembly(CDRA) di ricambio per la stazione spaziale. Lastazione spaziale,la cui orbita ha un periodo di 90 minuti, passa per 45 minuti nell'ombra della Terra. Per questo motivo è richiesto l'uso di batterie, che immagazzinano l'energia deipannelli solarinei 45 minuti in cui è esposta alla luce del Sole e la rilasciano nei 45 minuti in cui i pannelli sono all'ombra. Originariamente le batterie erano di tipoNiH2,che hanno una vita di 10 anni. Allo scadere della loro vita utile, sono state sostituite da nuovebatterie Li-ion.Le batterie ditipo NiH2,che hanno i vantaggi di sopportare un grande numero di cicli di carica e scarica, e non si danneggiano da fenomeni di sovraccarico, hanno lo svantaggio di avere l'effetto memoria.Le nuovebatterie Li-ionhanno invece il vantaggio di essere più leggere e piccole, quindi con maggioredensità di energiae non soffrono dell'effetto memoria.[4][5]Per contro, hanno in genere un vita più breve perché sostengono un minor numero di cicli di carica-scarica. Le batterie installate sulla stazione spaziale sono comunque state progettate per avere la stessa vita utile delle precedenti.[5]La maggiore densità energetica ha permesso di sostituire 12batterie NiH2con 6batterie Li-ion.In totale erano presenti 48 batterie, suddivise in quattro gruppi sui segmentiP6,P4,S6eS4.[5]

Le batterie trasportate in questa missione, che hanno sostituito le 12 batterie NiH2nel segmento S4 sono state installate in duepasseggiate spaziali(US EVA 38[6]e 39[7]) a gennaio 2017. Le sei batterie destinate al segmento P4 sono state trasportate con la missione successivaHTV-7a settembre 2018 e installate a durante le attività extraveicolari a marzo-aprile 2019 (US EVA 52[8],53[9]e 54[10]). Le batterie del segmento P6 sono state portate con la missioneHTV-8a settembre 2019 e installate durante cinque passeggiate spaziali a ottobre 2019 (US EVA 56[11],57[12],58[13]) e gennaio 2020 (US EVA 62[14]e 63[15]). Infine le ultime batterie presenti nel segmento S6 sono state portate sulla stazione spaziale tramite la missioneHTV-9e installate con quattro passeggiate spaziali a giugno-luglio 2020 (US EVA 65[16],66[17],67[18]) e a febbraio 2021 (US EVA 70[19]).

IlCarbon Dioxide Removal Assembly(CDRA) è un componente critico per ilsistema di supporto vitaledella stazione (Environmental Control and Life Support System), perché rimuove l'anidride carbonicadall'aria. Un CDRA contiene un componente che assorbe l'umidità dall'ariae un componente contenentezeoliteche assorbe la CO2.[2]La rimozione dell'umidità è necessaria per il buon funzionamento del componente assorbente.[2]L'aria ripulita viene re-umidificata prima di essere rilasciata nell'ambiente. Quando la zeolite è satura, viene esposta al vuoto esterno per rimuovere la CO2assorbita e rigenerarne la capacità assorbente. Il componente CDRA è delicato, ed è necessario avere a bordo dei ricambi. Nella stazione spaziale sono presenti due CDRA nelsegmento orbitale americano:uno nelmodulo Destinye uno nelmodulo Tranquility.Ilsegmento orbitale russoutilizza il sistema Vozdukh.[20]

IlJEM Small Satellite Orbital Deployer(J-SSOD) era una versione aggiornata del precedente J-SSOD trasportato sulla stazione dalla missioneHTV-3.Il nuovo J-SSOD aveva una capacità di lancio aumentata da 6U a 12U alla volta[21]. LeHigh Definition TV Camera - Exposed Facility 2sono due telecamere COTS con definizione HD (1080p) e 4K che sono state installate nell'Exposed Facilitydellaboratorio Kiboper l'osservazione della Terra[22].Fanno parte dell'iniziativa Sentinel Asia, per il monitoraggio di aree colpite da disastri[23].Le telecamere, comandate da Terra, sono in grado di riprendere immagini anche notturne e mantenere un inseguimento automatico dell'area di interesse[24].

Esperimenti scientifici

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  • Interfacial behaviors and Heat transfer characteristics in Boiling Two-Phase Flow(Two Phase Flow): l'esperimento Two Phase Flow aveva l'obiettivo di studiare il trasferimento di calore nell'ebollizione dei liquidi in microgravità. Lo scopo è lo studio deltrasferimento di caloreinflusso bifasedi liquido e vapore, in ambiente dimicrogravità.[25][26][27][28]In questo esperimento è stato utilizzatoperfluoroesano,unliquido di raffreddamentoutilizzato nell'elettronica.[25]I dati prodotti dall'esperimento saranno utilizzati per progettare sistemi di controllo termico in veicoli e stazioni spaziali. La struttura per condurre l'esperimento, chiamataTwo-Phase Flow Experiment Equipmentè contenuta nelMultipurpose Small Payload Rackdel laboratorio Kibo.[25]
  • Positron Sensitive Tissue Equivalent Proportional Chamber(PS-TEPC): è uno strumento per la misurazione della dose equivalente di radiazioni determinando iltrasferimento lineare di energia.[29]L'equipaggiamento contiene un involucro chiamato time projection chamber (TPC) riempito con un gas e contentente al suo interno la micropixel chamber (μPIC)[29],un insieme di elettrodi che rilevano la direzione e l'energia delle particelle.[2][29]I dati ottenuti potranno essere utilizzati per il monitoraggio delle radiazioni sia nelle future missioni spaziali con equipaggio sia in ambienti di lavoro a Terra come gliacceleratori di particellead alta energia e negliimpianti nucleari.[29]
  • Kounotori Integrated Tether Experiment(KITE): l'esperimento, condotto dopo che la navetta è stata sganciata dalla stazione spaziale, riguardava l'uso di un tether elettrodinamico, un cavo conduttore lungo 720 metri in grado di generare uncampo elettrico.Questo metodo era ideato per far uscire dall'orbita deidetriti.[30][31][32]Tuttavia il test non ha avuto successo[33][34]a causa di un malfunzionamento che ha impedito l'estensione del cavo. Un esperimento con l'impiego di un filo conduttore, questa volta per generare elettricità, era stato compiuto durante la missioneSTS-46.Tuttavia non aveva avuto successo.
  • Solar Cell Film Array Sheet for Next Generation on Kounotori Six(SFINKS): la navetta aveva installato nel modulo di servizio un pannello fotovoltaico concelle solari a film sottilea tripla giunzione per misurare la loro efficienza.[2]

Carico smaltito

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Oltre ai normali rifiuti, la navetta è stata utilizzata per smaltire le vecchiebatterie NiH2della stazione spaziale. Poiché l'Exposed Palletpuò contenere nove batterie, tre batterie sulle 12 sostituite sono rimaste sulla stazione spaziale.

Pre-lancio

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La navetta Kounotori 6 catturata dal braccio robotico della stazione spaziale

A giugno sono iniziate le operazioni di installazione del carico nella navetta[35],e il lancio è stato fissato per il 1 ottobre.[1][36][37]Tuttavia, all'inizio di agosto è stata rilevata una perdita in una tubatura, e di conseguenza il lancio è stato rinviato.[36]Il 7 ottobre è stato annunciata la nuova data di lancio, che è stata fissata per il 9 dicembre.[1][38][39]

Cronologia

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9 dicembre (lancio)

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La navetta Kounotori 6 è stata lanciata dal centro spaziale di Tenagashima il 9 dicembre alle 13:26 UTC con un lanciatoreH-IIB.[40][41]Dopo essersi separata dal secondo stadio, che l'ha posta nell'orbita iniziale conapogeoa300kmeperigeoa200km,[21]la navetta ha attivato i suoi sistemi e stabilito le comunicazioni con ilcentro di controllo a Tsukubaattraverso larete satellitare TDRS.

13 dicembre

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La navetta ha concluso alle 6:17 UTC del 13 dicembre la terza e ultima manovra chiamataHeight Adjustment Maneuver(HAM), per innalzare l'orbita e raggiungere la stazione spaziale[42].La seconda manovra è stata completata alle 3:12 UTC e la prima è stata effettuata l'11 dicembre alle 18:11 UTC. Una volta giunta ad una distanza di23km,la navetta ha attivato le comunicazioni con la stazione spaziale attraverso il sistemaProximity Communication System(PROX), e tramite la navigazione GPS relativa si è portata a500m.Dopo la fase di avvicinamento finale, la navetta è arrivata al punto di aggancio ad una distanza di10m.Alle 10:39 JST, l'astronautaShane KimbrougheThomas Pesquethanno usato il braccio robotico della stazione per catturare la navetta[43][44]ed effettuare il berthing al portello di Nadir delmodulo Destiny[45].L'operazione è terminata alle 14:48 UTC[46].Le connessioni tra la stazione e la navetta sono state completate alle 18:24 UTC.[47]

14 dicembre

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L'equipaggio ha aperto i portelli tra la stazione spaziale e la navetta e sono entrati nel modulo pressurizzato alle 4:44 JST del 14 dicembre.[48]Tramite il braccio robotico della stazione è stato agganciato l'Exposed Palletcontenuto nel modulo non pressurizzato.[49]

3 gennaio

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I controllori di volo hanno utilizzato da remoto ilbraccio robotico DEXTREper rimuovere quattro batterie NiH2dal circuito 3A, uno degli otto del sistema elettrico della stazione, spostandone tre nell'External Pallete installandone una temporaneamente su una piattaforma del braccio DEXTRE.[50]Successivamente hanno spostato le tre nuove batterie Li-ion dall'Exposed pallet nel loro alloggiamento nel segmento S4.

6 gennaio

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L'astronautaPeggy Whitsondurante la passeggiata spaziale EVA 38

Gli astronautiShane KimbroughePeggy Whitsonhanno completato la prima passeggiata spaziale (EVA 38) per l'installazione delle tre nuove batterie al circuito 3A.[51][52][5]

10 gennaio

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I controllori di volo hanno nuovamente impiegato ilbraccio DEXTREper spostare le ultime tre batterie nuove dall'Exposed Palletal loro alloggiamento nel segmento S4, appartenente al circuito 1A e hanno rimosso un'altra batteria vecchia.[53][54]

20 gennaio

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Nella seconda passeggiata spaziale (EVA 39), gli astronautiShane KimbrougheThomas Pesquethanno collegato le ultime tre batterie Li-ion al circuito 1A della stazione.[55][5].Nei giorni successivi, tramite il braccio DEXTRE sono state spostate le ultime quattro batterie vecchie nell'Exposed Pallet,per un totale di nove batterie.

23 gennaio

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L'Exposed Palletè stato reinstallato nel modulo non pressurizzato. Nel frattempo, l'equipaggio della stazione ha completato gli ultimi trasferimenti dal modulo pressurizzato.[56]

27 gennaio

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Fase di unberthing dalla stazione

L'equipaggio ha chiuso i portelli tra la navetta e la stazione alle 11:22 UTC del 26 gennaio ed è statao effettuato l'unberthing dalmodulo Harmonytramite ilbraccio robotico della stazionealle 10:59 UTC del giorno successivo[57]e spostata nel punto di rilascio qualche ora dopo.[58]

28 gennaio

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L'Esperimento KITE, previsto dopo l'unberthing dalla stazione, prevedeva il rilascio di un cavo conduttore lungo700mcollegato ad una massa da20kg.[59]La massa sarebbe stata espulsa con un sistema a molla che avrebbe srotolato il cavo.[59]Tuttavia il cavo non si è dispiegato a causa del malfunzionamento del meccanismo che avrebbe dovuto rilasciare la massa.

5 febbraio (rientro)

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La navetta ha iniziato le operazioni per l'uscita dall'orbita con la prima delle manovre chiamateDe-Orbit Maneuver(DOM) alle 8:42 UTC[60].La seconda manovra alle 10:12 UTC[61]e la terza alle 14:42 UTC[62].Alle 15:06 UTC la Kounotori 6 ha raggiunto i120kmdi altezza e si è distrutta sopra ad unpunto predefinitodell'oceano Pacifico, completando la missione.[63]

Note

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  1. ^abc(EN) Tomasz Nowakowski,Japan's 'White Stork' HTV launches with crucial supplies for ISS,suspaceflightinsider.com,spaceflightinsider, 9 dicembre 2016.URL consultato il 18 ottobre 2022.
  2. ^abcdefg(EN)HTV-6 Cargo Overview,suspaceflight101.com,Spaceflight 101.URL consultato il 18 ottobre 2022.
  3. ^abc(EN)HTV6 Payload,suiss.jaxa.jp,JAXA, 2 dicembre 2016.URL consultato il 18 ottobre 2022.
  4. ^(EN) Chris Gebhardt,Japan’s HTV-6 resupply vehicle arrives at the ISS,sunasaspaceflight.com,NASASpaceFlight, 13 dicembre 2016.URL consultato il 18 ottobre 2022.
  5. ^abcde(EN) Pete Harding,EVA-39: Spacewalkers complete the upgrading of ISS batteries,sunasaspaceflight.com,NASASpaceFlight, 13 gennaio 2017.URL consultato il 18 ottobre 2022.
  6. ^(EN) William Harwood,Spacewalkers continue station battery refresh with EVA,suspaceflightnow.com,SpaceFlightNow, 6 gennaio 2017.URL consultato il 29 ottobre 2022.
  7. ^(EN) Pete Harding,EVA-39: Spacewalkers complete the upgrading of ISS batteries,sunasaspaceflight.com,NASASpaceFlight, 13 gennaio 2017.URL consultato il 29 ottobre 2022.
  8. ^(EN) William Harwood,Spacewalkers hook up new batteries outside International Space Station,suspaceflightnow.com,SpaceFlightNow, 22 marzo 2019.URL consultato il 29 ottobre 2022.
  9. ^(EN) William Harwood,Hague, Koch complete another spacewalk to connect new batteries,suspaceflightnow.com,SpaceFlightNow, 29 marzo 2019.URL consultato il 29 ottobre 2022.
  10. ^(EN) Mark Boucher,NASA Space Station On-Orbit Status 8 April 2019 – Spacewalk Goals Achieved,suspaceref.com,SpaceRef, 13 aprile 2019.URL consultato il 29 ottobre 2022.
  11. ^(EN) Stephen Clark,Astronauts complete extra work on first in series of battery upgrade spacewalks,suspaceflightnow.com,SpaceFlightNow, 6 ottobre 2019.URL consultato il 29 ottobre 2022.
  12. ^(EN) William Harwood,Morgan, Koch continue battery replacement work on spacewalk,suspaceflightnow.com,SpaceFlightNow, 11 ottobre 2019.URL consultato il 29 ottobre 2022.
  13. ^(EN) William Harwood,Koch, Meir conclude first all-female spacewalk,suspaceflightnow.com,SpaceFlightNow, 18 ottobre 2019.URL consultato il 29 ottobre 2022.
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  18. ^(EN) William Harwood,Spacewalkers accomplish another round of space station battery swap outs,suspaceflightnow.com,SpaceFlightNow, 16 luglio 2020.URL consultato il 29 ottobre 2022.
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