**ISS** Expedition 50/51

Oha, das wird kompliziert. Lithium Tec erfordert etwas andere Elektronik als NC Tec. Und das Parallel betreiben ? Freilich - soviel "große" Lithium Tec  hatte man noch nicht über längere Zeit da draußen, wo Sicherheit besonders im Vordergrund steht und es gleichzeitig um hohe Ströme geht. Das bissel in Kleingeräten zählt nicht.
Naja die Jungs machen das schon

Die meisten Leute stellen sich das sehr einfach vor.
Das sind Batterien, in die man Strom rein packt und bei Bedarf einfach wieder raus holt.
Dass da eine ausgeklügelte Regelungstechnik dahinter steckt, ist wohl den wenigsten bewusst.

Gerade bei der Regelung von Lithium Ion Akkus sind wohl noch nicht alle möglichen Fehlerquellen versiegt.
Selbst bei kleinen Systemen ergeben sich noch gelegentlich Probleme.
Dieses Jahr musste Samsung ihr neustes Flagschiff Smartphone Note 7 mit Milliardenverlusten vom Markt nehmen.
Große Systeme sind sicher noch kritischer.
Man will ja auch immer mehr Leistung und Kapazität herauskitzeln.
Dabei stößt man immer wieder an unverhoffte Grenzen.

Unter Weltraumbedingungen wird das sicher nicht einfacher.
Aber man wird diese Technologie brauchen und muss deshalb daran arbeiten.
Klar, zwei verschiedene Systeme (Nickel Wasserstoff und Lithium Ion) gleichzeitig einzusetzen, birgt zusätzliche Risiken.
Aber auch den Vorteil der Redundanz.
Sollte ein System versagen, gehen nicht gleich alle Lichter aus.

Leicht wird das nicht.
Aber zum Mond ist man auch nicht geflogen, weil es leicht war.

Thomas Pesquet’s Schlafraum

Zu diesem Video habe ich eine Untertitel-Datei auf Deutsch gemacht, wen es interessiert ...
Sie ist für das Abspielen im VLC-Player gedacht und es braucht ein paar Vorbereitungen dazu.

Gruß, HausD

Sergej Ryshikow arbeitet im Swesda Modul:
Credit: NASA
Foto vom 20. Dezember 2016

Andrej Borisenko arbeitet im Swesda Modul:
Credit: NASA

Das Gerät heißt "Kontur-2" und dient der manuellen Fernsteuerung robotischer Systeme.
Es wurde am DLR Institut für Robotik und Mechatronik entwickelt und wird ständig verbessert.
 
In der Raumfahrt werden immer mehr Roboter-Systeme eingesetzt.
Auf der ISS wird zum Beispiel der Canadarm manuell gesteuert.
Wenn das automatische Andocksystem von Sojus oder Progress ausfällt,
muss das Raumschiff über das TORU-System mit zwei Joysticks gesteuert werden.
Die Handsteuerung ist extrem schwierig und erfordert jahrelanges Training.

In der Schwerelosigkeit erreicht der Mensch nicht dieselbe Geschicklichkeit, wie auf der Erde.
Insbesondere kommt es zu Störungen in der Hand-Auge Koordination.
Jetzt will man endlich die Ursache dafür ergründen und ein System entwickeln,
welches diese menschliche Schwäche kompensieren kann.
Denn in Zukunft werden immer mehr Roboter zum Einsatz kommen.
Die Außenbordeinsätze (EVAs) sind kräftezehrend und lebensgefährlich.
Deshalb will man zukünftig Roboter dafür einsetzen.
Allerdings müssen diese sich sehr präzise steuern lassen.
In ferner Zukunft könnten damit Rover aus dem Mond- oder Mars-Orbit in Echtzeit gesteuert werden.


2015 wurde das Steuerungssystem auf der Erde umfangreich getestet:
Credit: Roskosmos

Am 15. August 2015 steuert Oleg Kononenko einen Roboter auf der Erde aus dem Weltraum:
Credit: Roskosmos

Geschicklichkeitstest in der Schwerelosigkeit

Kontur-2: Robotersteuerung aus der Schwerelosigkeit

Dabei gibt es noch eine Menge Probleme - aber man arbeitet daran.

4 große Solar-Arrays (mit je 4 Paneelen) versorgen die ISS mit Strom:
Credit: NASA                                 Foto vom 20. Februar 2010

Der erzeugte Strom wird geregelt und in Batterien gespeichert,
sodass er immer bedarfsgerecht zur Verfügung steht - sogar, wenn die Station durch den Erdschatten fliegt.

Die Stationsmontage begann 1998 und die Original-Akkus verlieren nun ihre Leistungsfähigkeit.
Deshalb sollen jetzt alle 48 alten Nickel-Wasserstoff-Batterien durch 24 kleinere, aber effizientere Lithium-Ion-Akkus ersetzt werden.

Am 13. Dezember 2016 legte der japanische Frachter HTV an der ISS an und lieferte die ersten 6 neuen Akkus.
Diese wurden auf einer Palette mit Dextre am Canadarm entladen und am Steuerbord Truss S4 zwischengelagert.
In den nächsten 2 Wochen soll der Austausch der ersten Batterien durchgeführt werden.
Dafür sind 2 Außenbordeinsätze und die bisher aufwendigste Arbeit für den Roboterarm erforderlich.

So etwa könnten die Außenbordarbeiten an dem riesigen Solar-Array aussehen:
Seht Ihr den Raumfahrer im Bild?:
Credit: NASA                 Archivbild vom 6. November 2015 
Hier ist er:
Credit: NASA                 Archivbild vom 6. November 2015

Die erste EVA soll bereits am 6. Januar 2017 stattfinden - Shane Kimbrough und Peggy Whitson.
Die zweite EVA folgt am 13. Januar 2017 mit Shane Kimbrough und Thomas Pesquet.

Schon seit 3 Wochen bereitet sich Expedition 50 auf die EVAs vor.
Shane Kimbrough beim Test der Ausrüstung nebst Raumanzügen EMU:
Credit: NASA                           Foto vom 14. Dezember 2016

Mechanische Handwerker sind billiger, kräftiger und halten länger durch.
Das dachte sich wohl die Canadian Space Agency (CSA), als sie vor fast 9 Jahren den Roboter DEXTRE zur ISS schickte.
Lange hat er durchgehalten, wurde getestet und auch schon mit kleineren Aufgaben betreut.

Ihr erinnert Euch?
So funktioniert DEXTRE:
t=191.238185

Und jetzt beim Batterie-Austausch der Solar-Arrays hat er endlich seinen großen Auftritt!
Bereits am Silvester-Abend - lange vor der ersten EVA - begann er mit dem Austausch der Batterien.
Zuerst hatte er die Palette mit den neuen Lithium-Ion-Akkus aus dem HTV ausgeladen und zum Array S4 transportiert.
Die Batterien befinden sich im Integrated Electronics Assembly (IEA), im Sockel der Solar-Arrays.
Dort hat DEXTRE, gesteuert vom Kontrollcenter in Houston, bereits die ersten vier alten Batterien aus- und drei neue eingebaut.
Somit ist der erste Außenbordeinsatz von Shane Kimbrough und Peggy Whitson vorbereitet.
So etwa soll das ausgesehen haben:

Am 4. Januar 2017 gab es eine Pressekonferenz im Johnson Space Center,
bei der der geplante Ablauf des Batterie-Austauschs erklärt wurde:



Der Außenbordeinsatz von Shane Kimbrough und Peggy Whitson beginnt heute um 13 Uhr MEZ.
NASA-TV wird ab 11:30 Uhr MEZ live übertragen.

Hier wird heute gearbeitet:
Credit: NASA

Die Batterien befinden sich in den Integrated Equipment Assemblies (IEAs) in der Basis der Solar-Arrays.
Sie lassen sich komfortabel austauschen, weil sie in  Orbital Replacement Units (ORUs) gruppiert sind.

Je zwei alte Nickel-Wasserstoff Batterie-ORUs werden gegen eine Lithium-Ion-ORU + eine Adapterplatte ausgetauscht.
In jeder IEA befinden sich 12 Ni-H2 Batterien.
6 neue Li-Ion Batterien + Adapterplatten hat das HTV geliefert, diese werden jetzt in Array S4 eingebaut.

Verwendung finden diese Li Cobalt Oxide / Carbon Graphite Zellen:
Credit: NASA

Die Maße einer einzelnen Zelle:
263 x130 x 50 mm
Masse: 3530 g

Und so sind sind die Zellen im ORU angeordnet:
Credit: NASA

Der Webcast läuft schon:

Die beiden sind schon im Raumanzug:



Peggy Whitson links
Shane Kimbrough rechts
Thomas Pesquet mitte assistiert

Jetzt wird der Saver angelegt:


und ab geht´s in die Schleusenkammer:

Jetzt sind drei Personen in der Schleusenkammer:
Peggy Whitson, Shane Kimbrough und Thomas Pesquet:



Hätte nicht gedacht, dass die da rein passen!  


Thomas ist wieder draußen und die Luke zur Schleusenkammer ist geschlossen:


GO für Depress - die Luft in der Schleusenkammer wird abgesaugt.

Thomas guckt nochmal kurz in die Checkliste, damit er nicht das falsche Ventil öffnet: 

Die Schleusenkammer des Quest Moduls von außen:


Hier sollten die Beiden gleich heraus kommen:


Jetzt haben sie schon Vakuum in der Schleuse.

Shane ist draußen:

Peggy im Einsatz:


20min vor dem Zeitplan, nach einer Stunde, im geplanten 6,5 Stunden Einsatz.

Peggy ist an der HTV Palette und entnimmt dort die Adapterplatten:

Jetzt sind beide am IEA:


Peggy (recht) hat einen Knoten in der Leitung:

Jetzt haben sie eine Adapterplatte von der HTV Palette gelöst und können sie rüber zur IEA bringen:


Das hat etwas länger gedauert, weil sie Probleme mit dem Torx des Akku-Schraubers hatten.
Jede Adapterplatte ist mit zwei Schrauben an der Palette befestigt. Diese müssen gelöst werden.

Peggy mit der Adapterplatte am Truss:

Das ist natürlich interessant: EP und IEA. Vor und nach der Installation.

Stelle aber gerade fest daß ich es nicht verstehe. Wieso sind am IEA bereits Li-Ion Akkus?

Jetzt wird die Adapterplatte am IEA verschraubt:


Jetzt die rechte Schraube:


Zum Schluss wird das Data Link Kabel angeschlossen:

Das Data Link Cable ist angeschlossen. Selbst das ist mit diesen Handschuhen eine echte Aufgabe.
Beide bei der Arbeit am Integrated Electronics Assembly:

Schön zu sehen: Der alte Akku:

Der Akku-Schrauber ist wieder im Einsatz:
Jetzt wird eine alte Nickel-Wasserstoff Batterie abgeschraubt:



Schon ist der Akku frei und wird jetzt auf der soeben installierten Adapterplatte aufgesetzt:


und verschraubt: