Pokud bychom si udělali statistiku poruchovosti jednotlivých systémů na Mezinárodní vesmírné stanici, na čele by zůstali dva favoriti – chlazení a zásobování elektřinou. V současné době se musí ISS obejít bez jednoho solárního panelu, který vyřadil z provozu zřejmě zkrat. Situace ale rozhodně není kritická, posádce žádné nebezpečí nehrozí. Dnešní článek rozebere příčiny selhání a zároveň Vás seznámí se systémem distribuce elektrické energie na stanici.
Americký segment stanice čerpá veškerou energii z osmi velkých solárních panelů SAW (Solar Array Wings). Každý z nich má na sebe napojený shodný systém navazujících přístrojů, které si navzájem předávají energii. Každý panel vyrábí energii o napětí 150 – 170 Voltů. Jelikož je odchylka maxima a minima hodně velká, putuje energie nejprve do sekvenčního přepínače SSU (Sequential Shunt Unit). Odsud vychází energie se stabilním napětím 160 V, což se označuje jako primární energie.
Zdroj: http://upload.wikimedia.org/
Odsud energie zamíří do rozdělovače DCSU (Direct Current Switching Unit), který se stará o směřování energie podle aktuálního stavu. Pokud na solární panel dopadá světlo, pak DCSU pošle část energie přímo do hlavního rozdělovače MBSU (Main Bus Switching Unit) a zbytek energie plní do palubních baterií BCDU (Battery Charging/Discharging unit). Jakmile stanice vletí do zemského stínu, postará se DCSU o čerpání energie z baterií a pošle je do hlavního rozdělovače MBSU.
Hlavní rozdělovače MBSU jsou na stanici celkem čtyři a do každého tedy míří energie ze dvou solárních panelů SAW. Z hlavních rozdělovačů MBSU jde energie do převodníků DDCU (DC to DC Conversion Unit). Tady se primární energie s napětím 160 V převádí na druhotnou energii s napětím 124 V, která už míří do palubních systémů.
Solárních panelů je na stanici celkem osm a označují se jako 1A, 1B, 2A, 2B, 3A, 3B a 4A, přičemž tihle označení se používá i pro všechny výše jmenované systémy (Kromě MBSU, která vždy patří dvěma okruhům). K aktuální poruše tedy došlo na rozdělovači DCSU-3A. 8. května došlo na jističi RBI-1 (Remote Bus Isolator), který se nachází v DCSU-3A k nestandardní situaci, která vedla k odpojení celého systému z provozu. Jak jsme si popsali na úvodních řádcích, systém DCSU přepíná energii mezi bateriemi a panely. V důsledku této poruchy není k dispozici u panelu 3A ani jedno.
Zdroj: http://www.nasaspaceflight.com/
Panel 3A se nachází na části příhradové konstrukce, označované jako S4 (na stanici ji v roce 2007 dopravil raketoplán Atlantis v rámci mise STS-117). Jeho odpojením přišla stanice o 12,5% běžné elektrické energie. Díky propojení bylo možné pustit do okruhu 3A energii z panelu 3B, takže se nemusí vypínat žádné palubní systémy, pouze některé postihne mírné omezení. Jde především o detektor AMS, nebo nedávno nainstalovaný laserový komunikátor OPALS.
Aktuální data ukazují, že systém SSU 3A by měl být v pořádku, ovšem jistič RBI-1 v přepínači DCSU 3A stále odmítá spolupracovat. Existuje možnost, že došlo v SSU ke zkratu – ať už vinou běžného opotřebení, nebo třeba zásahem mikrometeoritu. Situace trochu připomíná poruchu ze září 2012, kdy se také v DCSU 3A aktivoval jistič kvůli přepětí, které způsobil zkrat v jednom z 82 kondenzátorů v SSU. Tehdy se porucha nijak neopravovala – zkratovaný kondenzátor se sám odpojil od systému a jeho zbylých 81 kolegů zastalo potřebnou práci. Nyní ale bude závada zřejmě vážnější, protože jistič stále vzdoruje.
Zda bude tentokrát potřeba vystoupit do volného prostoru zatím není jasné. Samotná oprava by byla velmi jednoduchá. Přepínač SSU je totiž ke stanici připevněný pouze jediným šroubem a elektrickým kabelem. Náhradní kus se navíc nachází v těsné blízkosti poškozeného systému. Posádka má zatím za úkol vyfotit podezřelé místo z palubního okna, čímž by se mělo prokázat, zda opravdu mohlo dojít k zásahu mikrometeoritem.
Aktuální závada nepatří do seznamu kritických poruch, které vyžadují výstup do volného kosmu, přesto může být v některých ohledech nepříjemná. Až bude třeba ke stanici přilétat kosmická loď Sojuz TMA-13M, udělá se klasické opatření, které se dělá při příletu každé kosmické lodi – aby se solární panely nedostaly do styku s výtrysky korekčních trysek, budou dočasně zaaretovány ve stabilní poloze. Nebudou tedy mířit dokonale ke Slunci, což může být trochu problém.
Zároveň se blíží období, kdy bude stanice prolétat ve velkém tzv. beta úhlu. V tomto období svítí Slunce na panely ze strany, takže nemohou získávat tolik energie – sluneční paprsky dopadají de facto jen na polovinu z nich. I v tomto případě tedy bude ztráta jednoho z osmi panelů znát.
P.S. Ačkoliv jsem se při psaní článku snažil dohledávat správný překlad odborných termínů z elektroniky, je možné, že jsem se nevědomky dopustil chyby. Nejsem z oboru, takže mohlo dojít k nepřesnému překladu. Pokud najdete chybu, rád ji opravím.
Zdroje informací:
http://www.nasaspaceflight.com/
Zdroje obrázků:
http://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2014/05/Z25-350×139.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d9/Electrical_Power_Distribution_.png
http://www.nasaspaceflight.com/wp-content/uploads/2013/04/Z8.jpg
