Die NASA entwirft ein EVA zur Reparatur des NICER-Teleskops auf der ISS

In der Nähe der Steuerbord-internen Solarpaneele der Internationalen Raumstation installiert, seit Juli 2017 die NICER-Weltraumteleskop (Neutron star Interior Composition Explorer) scannt den Himmel, um den Kosmos in der Wellenlänge von Röntgenstrahlen zu untersuchen.

Im Mai 2023 fanden Wissenschaftler das heraus unerwünschtes Sonnenlicht drang in das Instrument ein, die empfindlichen Detektoren des Teleskops erreichen und die Bilder beeinträchtigen. Das Team ergriff daher sofort Maßnahmen, um die Auswirkungen auf die Beobachtungen abzumildern, begann aber auch, über eine mögliche direkte Lösung nachzudenken.

Letzten Freitag, den 12. April 2024, präsentierte der wissenschaftliche Leiter von NICER am Goddard Space Flight Center der NASA das Thema auf dem 21. Treffen der High Energy Astrophysics Division der American Astronomical Society in Texas. Nach Monaten des Nachdenkens plant die NASA tatsächlich, dies zu tun Repariere es während einer EVA mit Astronautenbis Ende des Jahres 2024.

Mit dieser Reparatur wird NICER nach dem Hubble-Weltraumteleskop, der Solar Maximum Mission (SMM) und dem Alpha Magnetic Spectrometer (AMS) das vierte von Astronauten reparierte umlaufende Wissenschaftsobservatorium sein.

NICER-Mission durch Sonnenlicht beeinträchtigt

NICER ist eine Mission des Explorers-Programms der NASA, das auch automatisiert mit dem MAXI-Experiment (Monitor of All-sky X-ray Image) der japanischen Raumfahrtagentur JAXA zusammenarbeitet. Wenn man alleine arbeitet, NICHER beobachtet den Röntgenhimmel und sammelt Daten über viele kosmische Phänomenewie regelmäßige Impulse von Neutronensternen.

Das Teleskop ist mit 56 Aluminium-Röntgenkonzentratoren ausgestattet. Jeder Konzentrator verfügt über eine Reihe von Spiegeln, die dazu dienen, Röntgenstrahlen in einen Detektor zu leiten. Vor dem Konzentrator befindet sich ein dünner Filter, ein sogenannter Hitzeschild, der das Sonnenlicht blockiert. Der Konzentrator ist mit einem hohlen kreisförmigen Stück Kohlenstoffverbundwerkstoff, dem Sonnenschutz, gekrönt, dessen sechs Segmente einem angeschnittenen Kuchen ähneln.

Die Optik des NASA-Weltraumteleskops NICER. Die 56 Spiegelsätze der Nutzlast fokussieren Röntgenstrahlen auf Siliziumdetektoren, um Daten zu sammeln, die die innere Zusammensetzung von Neutronensternen untersuchen. Bildnachweis: Goddard Space Flight Center der NASA/Keith Gendreau

Der Sonnenschutz soll die Konzentratoren im Sonnenlicht kühl halten und empfindliche Hitzeschilde schützen. Nachdem sich das Lichtleck entwickelt hatte, wurden die Fotos enthüllt mehrere beschädigte Bereiche in einigen Schildenobwohl die Ursache noch nicht klar ist.

Offensichtlich sind die nächtlichen Beobachtungen von NICER davon nicht betroffen und das Teleskop liefert weiterhin unglaubliche wissenschaftliche Daten, während bei Beobachtungen am Tag, d. h. wenn die Sonne auf das Instrument trifft, unerwünschtes Licht seine Fähigkeiten erheblich beeinträchtigt.

Wie wird die Reparatur durchgeführt?

NICER war nicht dafür konzipiert, während einer Servicemission repariert zu werden: Es wurde robotisch auf der ISS installiert und wird von Wissenschaftlern direkt von der Erde aus bedient. Wissenschaftler berücksichtigten dann sowohl EVA- als auch Roboterlösungenund versucht zu verstehen, wie man am Teleskop eingreifen kann, indem man sich das zunutze macht, was bereits in den ISS-Werkzeugsätzen vorhanden ist.

Die Internationale Raumstation auf einem Foto, aufgenommen von Besatzungsmitgliedern der Expedition 56 in einer frisch abgedockten Sojus, 4. Oktober 2018. NICER ist der kleine weiße Kasten, der ganz rechts auf dem Hauptträger der Station steht, neben der internen Solaranlage. Bildnachweis: NASA/Roscosmos

Die Lösung, auf die sie sich zur Lösung des Problems geeinigt haben, ist einfach. Fünf keilförmige Elemente werden über den am stärksten beschädigten Stellen der Konzentratoren in die Sonnenblenden eingesetzt und verriegeln sich. Diese „Patches“, mechanisch sehr einfachsind so konzipiert, dass sie die Vorteile eines Teils der Astronautenausrüstung, des „T-Griff-Werkzeugs“ (Werkzeug mit T-Griff).

Steve Kenyon, NICER-Mechanikmanager bei Goddard, erklärte: „Wir haben Tests durchgeführt, um zu bestätigen, dass die Reparaturarbeiten eine wirksame Lösung für das NICER-Lichtleck darstellen. Und dass es für Astronauten bei außerbordlichen Aktivitäten völlig sicher sein wird.“

Die Reparatur ist derzeit für Northrop Grummans 21. kommerzielle Nachschubmission geplant. vor Jahresende. Astronauten werden ihre Installation während einer EVA zusammen mit anderen Aktivitäten abschließen.

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