Во время 21-й коммерческой миссии Northrop Grumman по пополнению запасов на Международной космической станции, запланированной не ранее 18:28 по московскому времени на субботу, 3 августа 2024 года, космонавтам будет доставлен специально разработанный комплект для ремонта рентгеновского телескопа NICER (Neutron star Interior Composition Explorer).
Расположенный рядом с одной из солнечных батарей станции, NICER был поврежден в мае 2023 года, когда в телескоп начал проникать нежелательный солнечный свет. В течение года ученые разрабатывали, создавали, тестировали и предоставляли решение, после того как НАСА подтвердило свое намерение отремонтировать его. В мае 2024 года разработанный командой ремонтный комплект был доставлен в Космический центр имени Джонсона.
Астронавты выполнят внекорабельную деятельность (EVA), чтобы завершить ремонт. Таким образом, NICER станет первым рентгеновским телескопом на орбите, который будет отремонтирован космонавтами, и лишь четвертой космической обсерваторией, которая будет отремонтирована в целом.
Что случилось с NICER?
NICER — это рентгеновский телескоп размером со стиральную машину, входящий в программу НАСА Explorers. Он наблюдает и измеряет различные высокоэнергетические космические явления, такие как характеристики нейтронных звезд, которые содержат самую плотную материю, которую ученые могут непосредственно наблюдать, и быстрые радиовспышки.
С мая 2023 года данные NICER стали ухудшаться из-за присутствия нежелательного света. Фотографии, сделанные на борту станции, выявили несколько областей повреждения тепловых экранов NICER.
Повреждения, полученные телескопом NICER на МКС.
Щиты в 500 раз тоньше человеческого волоса и фильтруют инфракрасный, ультрафиолетовый и видимый свет, пропуская рентгеновские лучи. Они закрывают каждый из 56 рентгеновских концентраторов NICER, представляющих собой набор из 24 вложенных друг в друга круглых зеркал, предназначенных для пропуска рентгеновских лучей к соответствующим детекторам. Солнцезащитный экран покрывает каждый концентратор и набор экранов с небольшим зазором между ними. Солнечные щиты разделены на сегменты шестью внутренними стойками, напоминающими нарезанный торт.
Самое большое повреждение на щитах имеет размер 5×9 сантиметров. Остальные меньше, порядка одного сантиметра. В течение дня повреждения позволяют солнечному свету попадать на детекторы, насыщая датчики и мешая измерениям NICER.
Команда миссии изменила дневные наблюдения, чтобы смягчить этот эффект, в то время как повреждение не влияет на ночные наблюдения.
Заплатки, разработанные для ремонта
NICER, установленный на МКС роботом и управляемый учеными дистанционно, не был предназначен для ремонта. «Когда мы решили изучить возможность ремонта наиболее поврежденных участков тепловых экранов, нам пришлось разработать метод, который позволил бы использовать существующие детали телескопа и комплекты инструментов станции«, — пояснил Кит Гендро, руководитель миссии.
Команда решила разработать клиновидные заплаты высотой около 5 сантиметров каждая, которые будут вставляться между солнечными щитами телескопа. Механически они очень просты, потому что спроектированы таким образом, чтобы использовать преимущества оборудования космонавтов — «Т-образной рукоятки».
Выступ в нижней части каждой заплатки (замок которого обозначен буквами LCK, см. фото ниже) входит в пространство между нижней частью солнцезащитного козырька и верхней частью теплозащитного экрана, тем самым удерживая его на месте.
Алюминиевый ящик NICER, содержащий два солнцезащитных козырька, которые крепятся к днищу. Внутри козырьков закреплены 12 заплаток.
Во время выхода в открытый космос космонавты будут нести заплатки в прямоугольной конструкции, содержащей два запасных солнцезащитных козырька с заплатками внутри. Затем они установят пять таких заплаток, закрывающих наиболее поврежденные участки. Таким образом, они будут блокировать солнечный свет, который в настоящее время влияет на рентгеновские измерения NICER.
Всего в ремонтном комплекте 12 заплаток, поэтому семь из них останутся запасными.
