home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Space & Astronomy / Space and Astronomy (October 1993).iso / mac / TEXT / STATION / STFMAY92.NWS < prev    next >
Text File  |  1992-09-09  |  46KB  |  732 lines

  1. "6_10_8_20.TXT" (43802 bytes) was created on 05-04-92
  2. STATION BREAK    VOL. 4 NO. 5, MAY 1992
  3.  
  4. SENATE CONFIRMS GOLDIN AS NASA ADMINISTRATOR
  5.  
  6.         The Senate confirmed Daniel S. Goldin as NASA's ninth 
  7. administrator last month.  During his confirmation hearing before the 
  8. Commerce, Science and Transportation Committee, Goldin painted his 
  9. vision of tomorrow's NASA for the senators .
  10.         Early on, Goldin touted Space Station Freedom as one of his four 
  11. core values for NASA.  "If confirmed, I will work with Congress to 
  12. establish the president's goal to deploy Space Station Freedom and 
  13. Mission to Planet Earth by the end of the decade."
  14.         "Given that and given that humans are destined to explore space 
  15. and reap ultimate rewards for new opportunity, for commercial, for 
  16. mankind -- to make the life we have better -- I believe it's necessary 
  17. first to understand the interactions of the human species in space.  We 
  18. don't want to do it as just a 'spectacular.'  You know, putting an 
  19. astronaut in a capsule to see how far he could be launched and bringing 
  20. him back.  No, we really want to do it scientifically -- to truly 
  21. understand what happens to human physiology.  What happens to calcium in 
  22. the bones?  What could we really do to protect humans from space 
  23. radiation?
  24.         "Toward that end, I think we need continued human presence in 
  25. space on a scientific basis, not a spectacular basis.  I believe Space 
  26. Station Freedom fits in line with the core values I have stated . . .  
  27. The goals and objectives of space station, I think, are correct.  Space 
  28. Station Freedom will allow the continuous interaction of humans in the 
  29. space environment.  Permanent human presence is very, very critical . . 
  30. .  The space station is the right thing to do."
  31.         After addressing Freedom as one of four equally important goals, 
  32. Goldin told the senators he also expects NASA to excel in its Mission to 
  33. Planet Earth, a program to study Earth's environment; to expand its 
  34. program of looking at other planets, moons and asteroids; and to 
  35. recommit NASA to continue to lead America in aeronautics.
  36.         A self-described space enthusiast, Goldin told the committee and 
  37. later NASA employees, "I can't tell you what an honor this is for me, 
  38. and how happy I am to come back home to NASA.  Over  30 years ago, I sat 
  39. down with my father and we filled out an application for the Lewis 
  40. Research Center [Ohio] that started my career in civil space.
  41.         "Thirty years ago I responded to John Kennedy's call for human 
  42. space exploration and I dedicated my life to the space business . . .  
  43. To be asked by the president to lead NASA is a great honor."
  44.         As a symbol of America's competitive spirit, NASA is the standard 
  45. by which all other nations of the world measure their space programs.  
  46. "NASA is an investment in America's future."
  47.         In announcing the nomination of Goldin, President Bush said, "Dan 
  48. is a leader in America's aerospace industry and a man of extraordinary 
  49. energy and vitality.  Dan Goldin will ensure America's leadership in 
  50. space."
  51.         In his opening statement to the committee, Goldin said, "Thanks to 
  52. the dedication of NASA employees and capable leaders of people like Jim 
  53. Fletcher, Jim Webb, Jim Beggs, and especially Admiral Dick Truly, NASA 
  54. has taken this nation where no other nation has been able to go.  We 
  55. have explored every planet in the solar system, save one [Pluto].  We've 
  56. left our footprints on the face of the moon.  We have pushed the edge of 
  57. technology to maintain U.S. leadership in space and aeronautics.  We 
  58. have made powerful contributions to American competitiveness . . .  The 
  59. National Aeronautics and Space Administration must continue its 
  60. leadership in the mastery of air and space.  NASA must push the edge of 
  61. technology to enable the successful execution of our mission.  NASA must 
  62. continue to transfer technology to the private sector to ensure 
  63. America's competitive posture.
  64.         "Mr. Chairman, through NASA, we look inward to our own planet and 
  65. the workings of our fragile Earth.  At the same time, NASA looks outward 
  66. to the heavens, preparing for the decades ahead as we explore our own 
  67. solar system and beyond.  NASA takes this nation to the leading edge of 
  68. technology.  It challenges our young people to master math and science.  
  69. And it forces better relations with people who inhabit our small 
  70. planet."
  71.         To achieve these lofty goals, however, Goldin told the committee 
  72. that NASA's funding instability must end.
  73.         "The instability in the space program not only hurts the morale at 
  74. NASA, it hurts the morale of NASA's support contractors," Goldin said, 
  75. drawing from his experience at TRW with the now-defunct AXAF program.
  76.         "The program had starts and stops.  At the dawn of one of the 
  77. program's 'golden' achievements -- the accomplishment of grinding the 
  78. world's two largest X-ray mirrors, a congressional milestone set years 
  79. in advance and beat by six days, the program was delayed, stretched and 
  80. then scratched," Goldin said.
  81.         "As a result, minor layoffs were necessary," Goldin said.  "It 
  82. just takes a little bit of life out of an organization.  These people 
  83. dedicate themselves.  They work day and night.  You go by NASA or any of 
  84. the contractors on a late evening, a Saturday or a Sunday and there are 
  85. these dedicated human beings pouring their guts out for what they 
  86. believe is their contribution to society.
  87.         "So when we have this instability, and we have budget problems, it 
  88. rips the heart out of the program.  It takes a little life every time 
  89. there's a delay, a slip, a budget problem," he said.
  90.         "The thing that I see as absolutely essential is that we have 
  91. vigorous interaction and once we have an agreement -- we really strive to 
  92. hold to that agreement on both sides."
  93.  
  94.  
  95. TAKING PHYSICAL FITNESS TO NEW FRONTIERS
  96. STATION-RELATED CYCLE STABILIZER TO UNDERGO SHUTTLE FLIGHT TEST
  97.  
  98.         A major challenge in designing future manned space missions may 
  99. now be resolved, thanks to some new equipment developed by NASA and 
  100. Lockheed.
  101.         The challenge is the incompatibility of physical exercise and 
  102. microgravity science.  Astronauts must exercise during their missions, 
  103. but sensitive microgravity experiments conducted on those missions need 
  104. a spacecraft environment free from disturbance.
  105.         The NASA/Lockheed solution is a platform that supports the 
  106. exercise equipment yet cancels out the vibrations, allowing astronauts 
  107. to work out strenuously without interfering with science experiments.  
  108. The device is called the Isolated/Stabilized Exercise Platform (ISEP).  
  109. The first flight-ready stabilized platform was delivered to Johnson 
  110. Space Center in January.  Its Shuttle debut is planned for June, in the 
  111. middeck of the Space Shuttle Columbia.
  112.         Dr. Damon Smith, Lockheed's stabilized platform chief scientist 
  113. and project leader, said, "It's desirable that astronauts on the longer 
  114. Shuttle missions perform hard aerobic exercise daily.  Without this 
  115. exercise, the prolonged absence of gravity could affect the crew's 
  116. ability to stand upright without dizziness when they return to Earth."
  117.         Typically, orbiting astronauts have exercised on a bicycle or 
  118. treadmill mounted to a Shuttle bulkhead.  "When there are no sensitive 
  119. experiments aboard, this is not a problem," Smith said, "but in the 
  120. presence of microgravity research such as protein crystal growth, this 
  121. amount of activity interferes.  It's important that the Shuttle 
  122. astronauts get their exercise and the experiments to be protected."
  123.         Regular aerobic exercise will be especially important for space 
  124. station crewmembers or voyagers to Mars, who also must counteract the 
  125. prolonged effects of weightlessness on their skeletal systems.  Bones 
  126. lose calcium during long periods without gravity, and exercise is an 
  127. effective countermeasure to deal with this loss.
  128.         "The conflict between the medical need for exercise and the 
  129. sensitivity of microgravity experiments has challenged space planners 
  130. for some time," Smith said.  "We think we've solved the problem with the 
  131. ISEP."
  132.         Lockheed designed the first stabilized platform for use with an 
  133. ergometer, a stationary-cycle device built by the European Space Agency.  
  134. Future designs will accommodate a treadmill and a rowing machine.
  135.         The June flight of Columbia will be STS-50, a 13-day microgravity 
  136. research mission called United States Microgravity Laboratory 1.  USML-1 
  137. will be the longest Space Shuttle flight to date.  Crew exercise is a 
  138. top priority.
  139.         "TV viewers worldwide may be able to look in as the astronauts go 
  140. through their daily exercise regimen on the ergometer, which will be 
  141. mounted on Lockheed's ISEP," Smith said.
  142.         The stabilized platform consists of four rectangular stabilizers 
  143. attached vertically to a frame, which rests on shock absorbers called 
  144. isolators.  The ergometer attaches to the frame.  The stabilizers hold 
  145. each corner of the frame stationary.  Smith explained, "A motor inside 
  146. each stabilizer uses inertial stabilization to counteract the 
  147. disturbances caused by the exercise."
  148.         Without stabilizers, a crewmember peddling a stationary bicycle 
  149. can produce as much as 100 pounds of force, which far exceeds the 
  150. allowable microgravity disturbance limits set by NASA.  With Lockheed's 
  151. stabilized platform system, the exercise is expected to cause less than 
  152. one pound of disturbance force on the Shuttle middeck.
  153.         From concept to delivery, Lockheed produced the flight equipment 
  154. very quickly.  Smith said, "We came up with the design only last year 
  155. and, in about nine months, built, tested and shipped the hardware to 
  156. Johnson Space Center.  We certainly believe this product meets the 
  157. requirements of NASA's microgravity and life-sciences offices.  The 
  158. successful use of stabilized platforms on USML-1 will show that the 
  159. needs of both the crew and the microgravity scientists can be 
  160. accommodated simultaneously on the same spacecraft."
  161.         Smith's group is part of the Space Station Freedom office at 
  162. Lockheed.
  163.  
  164.  
  165. JSC PUTS 'LIFE BOAT' TO WAVE TEST
  166.  
  167.         The time is September 1999.  The Space Shuttle stands poised on 
  168. the launch pad at Kennedy Space Center ready for the final baseline 
  169. assembly mission for Space Station Freedom.
  170.         The cargo for this flight, known as Mission Build-17, is the key 
  171. to making the orbiting laboratory truly self-sustaining.
  172.         Tucked in the payload bay is the Assured Crew Return Vehicle 
  173. (ACRV), which will be docked to the station and allows Freedom's crew 
  174. rapid escape from the facility in the event of an emergency.
  175.         With the 'life boat' in place, the Shuttle can now undock and 
  176. return to Earth leaving an international crew of four to occupy  the 
  177. orbiting outpost conducting experiments in life and materials sciences.
  178.         This BOAT set sail, as it were, in March in the Weightless 
  179. Environment Training Facility (WETF) at Johnson Space Center.
  180.         BOAT, which stands for Buoyant Overdesigned ACRV Testbed is a test 
  181. article for the space station return vehicle.  It is designed for three 
  182. phases of testing during the next several months ending with water 
  183. testing at the Offshore Technology Research Center at Texas A&M 
  184. University.
  185.         The test article was designed, developed and built in-house for a 
  186. fraction of the cost of outside work, said Brian Kelly, ACRV project 
  187. office lead on the BOAT test.
  188.         The full-scale, weight-representative test article will undergo 
  189. three phases of egress and flotation testing during the next two months.  
  190. Phase 1 consisted of dry-ground evaluations of personnel validating 
  191. egress procedures.  Phase 2 will be divided into unmanned and manned 
  192. testing in the WETF.  This phase is planned to begin later this month.
  193.         The final test phase is scheduled for late April and May at Texas 
  194. A&M using a high-fidelity wave machine that was built to test platform 
  195. design and stability for off-shore oil rigs.  NASA will be one of the 
  196. first big clients to use the Offshore Technology Research Center, Kelly 
  197. said, and will concentrate on open-water crew rescue simulations under a 
  198. variety of sea-state conditions.  The Offshore Technology Research 
  199. Center, which consists of 48 computer-controlled hydraulic actuators 
  200. that create and control the wave state, will allow the team to evaluate 
  201. the ACRV testbed under controlled conditions.
  202.         "In the ocean we can't control the wave state and safety is a 
  203. concern for the early testing," he said.
  204.         The BOAT was conceived during a meeting about a year ago when 
  205. several people joked about using Waterworld's facility near Astroworld 
  206. for such testing because its wave pool could generate "sea-state" 
  207. conditions.
  208.         Further analysis demonstrated that the device would come too close 
  209. to the bottom of that pool,     and the Waterworld idea was scrapped.
  210.         "Waterworld was agreeable, but our folks doing the analytical 
  211. modeling said we would get within a foot or foot and a half of the 
  212. bottom.  That was too close," Kelly said.
  213.         It was about this time that Bob Ess, principal investigator for 
  214. the project from Engineering's Navigation, Control and Aeronautics 
  215. Division at Johnson proposed a home-built wave tank and test article to 
  216. at least demonstrate the concept could work.
  217.         Ess along with then co-op Scott Tamblyn, built a wooden sub-scale 
  218. wave tank in his driveway.  The wave generation unit was built using an 
  219. old washing machine motor.  Four eight-inch-diameter BOAT test articles 
  220. were built for use in the sub-scale tank by Paul Romere who works in the 
  221. same branch as Ess.  Both cost a fraction of what a typical test article 
  222. would have cost.  The wave tank cost less than $1,000 and the BOAT sub-
  223. scale test article cost less than $100.  By comparison, the wave tank 
  224. would have cost about $30,000 and the test article would cost about $400 
  225. if produced commercially.
  226.         Ess said he began sketching a picture of the wave tank and bought 
  227. a used transmission for a washing machine.  The home wave tank was 24 
  228. feet long, four feet wide and two feet deep.
  229.         The people at the store where he bought the washing machine motor 
  230. were skeptical when he told them what the unit was for.  "They didn't 
  231. think it would work as a wave machine," he said.
  232.         But the home unit did work and eventually Ess and his coworkers 
  233. moved it to Building 220 for further testing.  Using the small wooden 
  234. BOAT test articles, they developed restraining devices that would keep 
  235. this unit from contacting the side of the wave tank.
  236.         "This is a perfect example of these people using their own 
  237. ingenuity for the benefit of the overall project," Kelly said.
  238.         The sub-scale BOAT and wave tank testing enabled lead designer 
  239. Stephen Munday to arrive at the design of the full-scale testbed now 
  240. undergoing testing.
  241.         "The Man Systems Division brought us in to help in the design to 
  242. make sure the test article would be dynamically correct," Munday said.
  243.         As the chief designer, Munday also had responsibility for ensuring 
  244. the BOAT could simulate three different types of ACRV.
  245.         By changing the skirt configuration and moving the center of 
  246. gravity, the BOAT can simulate an Apollo-type spacecraft Station Crew 
  247. Return Alternative Module, allowing water to cover the heat shield, and 
  248. a Station Crew Return Alternative Module where the shield is protected 
  249. from water.
  250.         The word "Overdesigned" in the Buoyant Overdesigned ACRV Testbed 
  251. simply means the extra mass that was required in the design to better 
  252. approximate real- vehicle handling characteristics.  The testbed weighs 
  253. about 9,500 pounds.
  254.         "We have a two-pronged purpose to the testing," Kelly said.  One 
  255. is to create a database of
  256. vehicle handling characteristics to assess the vehicle's dynamics on the 
  257. water.  The second is to identify requirements for a water egress by a 
  258. crew given such a landing, Kelly said.
  259.         Egress data gathered under various sea states will be used by the 
  260. ACRV Project Office to determine if a land or sea touchdown is the best 
  261. course to take.
  262.         "The tests will help determine which landing mode is more 
  263. feasible.  This will include the assessment of the type of parachute to 
  264. use based on the gravity constraints on the human body," Kelly said.
  265.         While the BOAT testing is under way, co-worker Brian Ross is busy 
  266. creating computer simulations of the hydrodynamic process for use in 
  267. future programs that may require similar testing.
  268.         To demonstrate their faith in the workmanship, Ess, Munday and 
  269. several others involved in the BOAT project will serve as the living 
  270. test subjects for the egress tests in Johnson's weightless environment 
  271. test facility and at Texas A&M.
  272.  
  273.  
  274. BOEING TESTS CRITICAL STATION CONNECTION
  275.  
  276.         When 40 tons of hardware come together in the vacuum of outer 
  277. space, you want to make sure they stay together for good.
  278.         Engineers at Boeing Defense and Space Group in Huntsville, Ala., 
  279. are duplicating conditions on orbit that would play a role in connecting 
  280. -- for good -- modules and nodes for Space Station Freedom.  Boeing is 
  281. building the orbiting laboratory's pressurized areas for NASA.
  282.         Testing is under way on large developmental modules and nodes, 
  283. much like those that will be launched in about four years.  Suspended 
  284. from beams, the developmental structures are being subjected to 
  285. simulations of the space environment -- vibration, heat and pressure.  
  286. The information that results will be essential to the construction of 
  287. flight structures.
  288.         "Because of gravity, copying the way hardware will behave in space 
  289. is tough on the Earth's surface," said Doug Stone, chief engineer for 
  290. Boeing work on the space station.  "The processes we're using here are 
  291. the best thing we've found to help us make the hardware we've built move 
  292. like it would in space.  This series of tests will prove Space Station 
  293. Freedom's pressurized modules can be joined on orbit."
  294.         The space station comprises several modules and nodes that will be 
  295. launched in the Space Shuttle's cargo bay and joined, or "berthed," once 
  296. they reach space.  This critical connection is the focus of the test 
  297. being conducted by Boeing at the NASA Marshall Space Flight Center over 
  298. the next eight months.
  299.         According to deputy systems test manager James Dean, the simulated 
  300. berthing test is the first time that major structures -- a node structure 
  301. and a module representing the laboratory or living quarters -- are joined 
  302. in various configurations.
  303.         Two full-sized structures will be suspended from the beams, Dean 
  304. explained.  Technicians will be able to move the whole operation in a 
  305. number of positions to simulate the way the modules would be put 
  306. together in space.
  307.         "The structures will be joined with berthing mechanism hardware, 
  308. and then pressurized in different combinations," Dean said.
  309.         During these procedures, Boeing will monitor nearly 2,000 channels 
  310. of tiny sensors to make sure the actual flight structures stay together 
  311. for 30 years.  The tests will be used to prove that:
  312.         *       The station responds properly to vibrations caused by 
  313. Shuttle docking;
  314.         *       The berthing mechanisms perform their jobs; and
  315.         *       The structure is capable of sustaining internal pressure at 
  316. "one atmosphere," or 14.7 psi.
  317.         The data Boeing gets from the berthing test will "freeze" the 
  318. design; then the actual qualification test and flight modules will be 
  319. built.
  320.  
  321.  
  322. PROTOTYPE ADVANCED TECHNOLOGIES FOR SPACE STATION FREEDOM
  323.  
  324.         An experiment on a Space Shuttle mission encounters unexpected 
  325. test results.  In response, a new set of experiment procedures are 
  326. automatically generated by an expert system called the Astronaut Science 
  327. Advisor, which guides the mission specialist investigating this new 
  328. phenomenon.  Scientific productivity is increased in the face of an 
  329. unanticipated event.
  330.         During STS-43, the crew scans online procedural checklists and 
  331. manuals, checks their electronic mail, and is alerted to significant 
  332. events by "intelligent" wristwatches.  This office-like ability exploits 
  333. the potential of portable computers to increase crew productivity.
  334.         In the laboratory, an engineer reaches out to touch a robotic arm.  
  335. The robot "senses" this action and reacts by moving its arm out of the 
  336. way, and continues to avoid repeated attempts to grab its arm.  Sensors 
  337. covering the robot's arm provide a practical and reliable collision 
  338. avoidance capability that avoids the intensive computational 
  339. requirements of conventional methods.
  340.         What do these events have in common?  They are all examples of 
  341. technologies being pursued by the Level I Engineering Prototype 
  342. Development (EPD) activity, managed by the Space Station Engineering 
  343. Division at NASA Headquarters.  The engineering program identifies cost, 
  344. schedule and technical risk reduction options by demonstrating and 
  345. integrating key innovative technologies into the baseline program.
  346.         Articles presenting engineering program supported tasks have 
  347. appeared in the last four issues of Station Break and will continue to 
  348. be featured in upcoming editions.  In this issue, a companion article 
  349. (page 7) highlights an engineering program task that is developing 
  350. advanced monitoring and fault management capabilities for the space 
  351. station thermal control system.
  352.         Engineering program tasks will lead to increased system 
  353. productivity and reliability, reduced extravehicular activity (EVA) and 
  354. intravehicular activity (IVA) task times, and help constrain operations 
  355. and life cycle costs attributable to technological obsolescence.
  356.         These efforts will enhance Space Station Freedom's flight and 
  357. ground systems capabilities by prototyping applications of advanced 
  358. technologies and transitioning successful prototypes into the baseline 
  359. program.  This is accomplished by building user/technologist teams 
  360. within flight and research centers, developing applications using a mix 
  361. of conventional and advanced techniques, addressing transition and 
  362. implementation issues, and evaluating performance and documenting design 
  363. accommodations for technology insertion and implementation.
  364.         The approach also leverages research and advanced technology 
  365. development programs within NASA and other government agencies.  
  366. Specifically, cooperative arrangements have been pursued with the Office 
  367. of Aeronautics and Space Technology, the Office of Space Systems 
  368. Development, Advanced Programs Development, the Office of Space Science 
  369. and Applications, Defense Advanced Research Projects Agency and other 
  370. Department of Defense programs.
  371.         Advanced automation applications are being developed for selected 
  372. space station distributed systems and control centers.  These 
  373. applications will provide a range of support in automated system-status 
  374. monitoring, maintenance of safe operational modes, and system 
  375. reconfiguration in response to operational demands.
  376.         Advanced automation applications  rely heavily on knowledge-based 
  377. systems to augment conventional techniques for fault detection (sensing 
  378. that a problem has occurred), isolation (locating the source of the 
  379. problem) and recovery (reconfiguring the system to alleviate the 
  380. problem).
  381.         The Astronaut Science Advisor, featured in the February Station 
  382. Break, and the Thermal Control System advanced automation task, featured 
  383. in this issue, are just two examples of the increased productivity and 
  384. improved management of available resources this technology can produce.  
  385. Each application provides a powerful user interface to support advisory 
  386. mode interactions.  The primary benefits of these techniques are 
  387. increased systems reliability through improved system monitoring, 
  388. enhanced fault detection and isolation capabilities, and increased 
  389. productivity for control center personnel and Freedom crewmembers.
  390.         The computer and network architectures of Space Station Freedom's 
  391. data management system present a complex, multi-processing environment 
  392. operating under demanding real-time performance constraints.  The data 
  393. management system baseline is being analyzed to provide increased 
  394. performance and reliability and to determine long-range growth options.
  395.         Advanced architectures are being evaluated with respect to 
  396. existing and proposed processors, network and connectivity options, and 
  397. system management software.  Computer hardware and software interfaces, 
  398. such as "intelligent" wristwatches, are being evaluated on Shuttle 
  399. flights to resolve user interface issues for the space station 
  400. environment.  Additionally, advanced mission planning and scheduling 
  401. systems, such as the COMPASS system (April 1992, Station Break), are 
  402. being developed and demonstrated for use aboard Freedom, as well as on 
  403. the ground.
  404.         The amount of software being developed to support Freedom's flight 
  405. and ground systems is dramatically increased over that of past programs.  
  406. The space station has recognized the software development and 
  407. maintenance process to be one of the most critical elements of the 
  408. program.  The engineering program is working to improve the quality and 
  409. productivity of large software projects by pursuing the development of 
  410. the software tools, methodologies and environments needed to support the 
  411. design, development and maintenance of Freedom's advanced software 
  412. applications.  This software enhancement effort has already produced the 
  413. Failure Environment Analysis Tool (FEAT), featured in the March Station 
  414. Break, which will help NASA's engineers apply a common approach to 
  415. assessing a system's susceptibility to failures.  The dramatic increase 
  416. in software requirements is reflective of the long-term operational 
  417. demands of the Freedom program.  These demands strongly impact the 
  418. training of crew and operations staff.  The use of Intelligent Computer-
  419. Aided Training (ICAT), which was featured in the January issue, provides 
  420. the ability to personalize training by reducing the overhead involved in 
  421. setting up training environments, scheduling classes and developing 
  422. simulations.  The engineering program, jointly with the Office of Space 
  423. Systems Development's Advanced Program Development office, is 
  424. cosponsoring the design, development and testing of general 
  425. architectures for ICAT so that the large costs of developing, delivering 
  426. and maintaining training systems can be avoided while enhancing training 
  427. efficiency, uniformity and verifiability.
  428.         Space Station Freedom will herald the routine use of robotics in 
  429. space to assist the crew with routine and, in some cases, potentially 
  430. risky operations.  Key hardware and software technologies are being 
  431. advanced to improve operator-telerobot interfaces and to enhance 
  432. telerobotic control.  A breakthrough technology for proximity sensors, 
  433. demonstrated in our earlier example, has been developed to improve 
  434. collision detection and avoidance, enabling telerobots to stop, back 
  435. away from, or work around objects such as payloads or extravehicular 
  436. activity crewmembers.  These technologies will allow telerobots to do 
  437. more work in less time, with greater safety and reliability.  The 
  438. increased use of telerobotics reduces the need for EVA, while enhanced 
  439. control reduces the IVA time required to perform telerobotic tasks.
  440.         As a result of the efforts of the EPD activity, the Space Station 
  441. Freedom program is acquiring mature technologies, tools and applications 
  442. for key systems.  Application of these technologies will lead to 
  443. increased system productivity and reliability, and restrain operations 
  444. and life cycle costs due to technological obsolescence.  In the coming 
  445. months, tasks supported by the engineering program activity will 
  446. continue to be highlighted with each new issue of Station Break.
  447.  
  448.  
  449. "INTELLIGENT" THERMAL CONTROL SYSTEM PUT TO THE TEST
  450.  
  451.         More than 50,000 watts of power will flow through Space Station 
  452. Freedom's electrical circuits.  This electricity, produced by the 
  453. station's solar arrays, provides the power to run all of the motors and 
  454. mechanisms necessary for the crew's comfort and survival, to operate all 
  455. of the scientific equipment and experiments, and to operate all of the 
  456. station's own subsystems.  Fifty thousand watts is enough to power more 
  457. than 30 portable electric heaters, and practically every watt of 
  458. electricity ends up as heat -- heat from lights, fan motors and 
  459. compressors, from electrical resistors and transformers and other 
  460. electrical parts too numerous to count.
  461.         Temperature control may not be the most glamorous of functions, 
  462. but it is of fundamental and vital importance to Space Station Freedom.  
  463. Temperature control involves multiple subsystems to perform a few basic 
  464. functions:  to add heat where it is needed, to collect excess heat, and 
  465. to reject the excess heat to space.
  466.         The central facility for temperature control is the External 
  467. Active Thermal Control System.  This system pumps a coolant around the 
  468. station through a network of tubing.
  469.         Heat generated within the crew quarters, by the various payloads 
  470. and their experiments, and the station's engineering systems is 
  471. transferred to radiators located on the outside of the station, then the 
  472. heat is radiated into space.  The space station's thermal system will be 
  473. required to handle much larger heat loads and operate for a much longer 
  474. time than that of any other spacecraft.
  475.         Earlier manned space programs had relatively short mission 
  476. durations, measured in hours and days, as compared to the multi-year 
  477. design life of Freedom.  Manual monitoring worked well for those short 
  478. missions, but is not an attractive solution for Space Station Freedom.  
  479. An automated monitoring and control system can constantly monitor a 
  480. larger number of parameters than human flight controllers.
  481.         Automated systems and tools will play a crucial role in decreasing 
  482. the cost of system monitoring during the operation of Space Station 
  483. Freedom.  The Thermal Control System Automation Project (TCSAP), being 
  484. performed by the Crew and Thermal Systems Division and the Automation 
  485. and Robotics Division at NASA's Johnson Space Center, with support from 
  486. the Space Station Level I Engineering Prototype Development activity, is 
  487. developing advanced monitoring and fault management capabilities for the 
  488. Space Station Freedom thermal system.
  489.         The thermal control system automation project is developing a 
  490. knowledge-based system (KBS) to monitor, control, and perform fault 
  491. management on the Space Station Freedom thermal control system.  This 
  492. system represents a mechanism for storing knowledge about the systems 
  493. and for displaying the appropriate information, in this case to the 
  494. ground flight controller, when a fault has been detected.  Early NASA 
  495. research, sponsored by Office of Aeronautics and Space Technology 
  496. (OAST), on advanced techniques for the automation and detection of 
  497. faults in systems, showed that the expense of testing advanced fault 
  498. management software against actual hardware could be prohibitive.  To 
  499. minimize the expense of testing the knowledge-based system against 
  500. actual hardware, thermal control system automation project is developing 
  501. a high-fidelity simulation of the thermal system.  The simulator assists 
  502. in the development of the knowledge-based system by providing a 
  503. mechanism for gathering information about the thermal system and 
  504. generating data for testing new capabilities.
  505.         The knowledge-based system uses a combination of conventional 
  506. programming, expert system technology and model-based reasoning to 
  507. provide powerful and flexible diagnostic expertise to assist the flight 
  508. controller in managing the thermal system.  The knowledge-based system 
  509. tracks sensor readings and compares them to predicted values generated 
  510. by the model-based reasoning portion of the system.  It validates 
  511. sensors and diagnoses failures based on any inconsistencies found 
  512. between the predicted and actual state of the system.  An intelligent 
  513. display allows the flight controller to efficiently monitor both the 
  514. knowledge-based system's reasoning status and the status of the thermal 
  515. system's hardware.  As faults are diagnosed, the knowledge-based system 
  516. will alert the flight controller and display time histories of 
  517. instrumentation pertinent to the diagnosis.  Event timelines allow the 
  518. flight controller to evaluate the sequence of events leading to the 
  519. failure.
  520.         The project's high-fidelity simulation can be used for a variety 
  521. of other uses within the Space Station Freedom program.  For example, 
  522. crew and flight controller training can be enhanced with a high-fidelity 
  523. simulation of the thermal system.  The simulator can provide sensor data 
  524. representing the system under both normal and abnormal conditions.  
  525. During the development of the thermal system's operating procedures, the 
  526. simulator can evaluate alternative operator actions or activities. It 
  527. also can be used for analysis of ground test results.
  528.         The thermal control system automation project recently 
  529. participated in monitoring the ground tests of early design hardware for 
  530. Space Stations' External Active Thermal Control System.  The tests were 
  531. conducted at the JSC Thermal Test Bed facility in February.  The 
  532. knowledge-based system's intelligent display, provided improved 
  533. monitoring and fault management capabilities to the thermal control 
  534. system automation project team.  The magnitude of data being monitored 
  535. by personnel during the tests is similar to that which will be monitored 
  536. by the station's flight controllers.  During the tests, the knowledge-
  537. based system diagnosed real hardware problems and alerted the test 
  538. operators. 
  539.         Advanced automation and the approach being taken by this project 
  540. yield several benefits to the Space Station Freedom program.  The 
  541. thermal control system automation project schedule will enable advanced 
  542. automation to play a ground-based support role by the station's first 
  543. element launch (the first in the series of Space Shuttle flights to 
  544. assemble the station).  Reliability and functionality will be improved 
  545. by using automated techniques to monitor data, identify unexpected 
  546. faults and predict when corrective or preventive maintenance should be 
  547. performed.
  548.  
  549.  
  550. SCIENCE TEACHERS ABSORB STATION LITERATURE
  551.  
  552.         Enough teachers to form a small town descended on Boston in March 
  553. for the 40th annual National Science Teachers Association conference.
  554.         The number of science teachers who showed up for the four-day 
  555. conference and exhibition far exceeded the 17,000 who preregistered.
  556.         By Saturday, about 21,000 teachers were attending seminars and 
  557. milling through two floors of corporate and government exhibits.
  558.         For the first time since the program's inception, Space Station 
  559. Freedom had a booth staffed with program personnel and support 
  560. contractors.  The booth debuted and distributed a fistful of education-
  561. oriented Space Station Freedom material to about 6,000 people. 
  562.         The following materials were handed out:
  563.         *       Hey, What's Space Station Freedom?, a 30-minute video 
  564. divided into three segments -- a teacher describing how space can relate 
  565. to the classroom, an astronaut describing space station features to a 
  566. group of children, and an animated dream sequence where the children are 
  567. on a 90-day mission aboard Space Station Freedom;
  568.         *       A series of four education-oriented artist concept 
  569. lithographs explaining the uses, benefits and research that will be done 
  570. aboard the space-based laboratory;
  571.         *       The Great Nations Dare to Explore slide show, with script, 
  572. describing the program, its purpose and benefits;
  573.         *       Two separate fact sheets ?? one for children and one for 
  574. adults; 
  575.         *       An artist concept lithograph/fact sheet by Grumman 
  576. Corporation;
  577.         *       Station Break; and
  578.         *       A limited supply of Freedom patches and posters.
  579.         Although still under production, the booth also featured a set of 
  580. three guidebooks -- elementary, middle school and high school levels -- 
  581. that demonstrate how space exploration can cut across all curricula --
  582. from social studies to physics.  About 300 teachers registered to 
  583. critique the guidebooks' usefulness.  Space Station Freedom's 
  584. Spacelab/Space Station Utilization program is working hard to have this 
  585. product available for the cost of reproduction by late fall. When 
  586. complete, these guidebooks will be available for purchase at the 
  587. regional NASA teacher resource centers.
  588.         Some of the products listed above, the video, lithographs and 
  589. slide show should be available at the resource centers.
  590.  
  591.  
  592. POTENTIAL STATION USERS TO MEET IN ALABAMA IN AUGUST
  593.  
  594.         Potential users and researchers of Space Station Freedom will meet 
  595. at a conference in  Alabama in August.
  596.         The first Space Station Freedom Utilization Conference will be 
  597. August 4-6 at the Von Braun Civic Center in Huntsville, Ala.  The 
  598. conference will include a payload data services workshop, which will be 
  599. held at the nearby Hilton Hotel.
  600.         The conference is open to anyone seeking information about 
  601. Freedom's research capabilities and researcher plans.  Speakers will 
  602. come from the government, industry and academia.
  603.         The federal government fee is $70, others must pay $150 until June 
  604. 19 and $200 after that date. The data services workshop fee for 
  605. government employees is $60, others must pay $110 until June 19 and $160 
  606. afterward.  For information call Eula Hume, BDM, (202) 479-5242. 
  607.         Potential space station users will be researchers and scientists 
  608. from universities, industry, government and other institutions 
  609. interested in conducting space research in basic and applied science, 
  610. technology development and commercial activities.  
  611.         Science users will study the fundamental theories of fluid 
  612. behavior, solar system formation, meteorology, and the effects of low 
  613. gravity on humans, animals, plants and materials. Such an approach 
  614. ensures maximum scientific return from planned investigations and it is 
  615. expected to identify new techniques and processes for commercial use to 
  616. U.S. ground-based industry.
  617.         Technology development users will examine structures, space 
  618. environmental effects, noise and vibration, energy systems, propulsion, 
  619. integrated circuits, automation and robotics and life support systems.  
  620. These technologies will nurture innovation in Earth-based industries and 
  621. future space missions.
  622.         Commercial users will perform research with valuable applications 
  623. in the medical, agricultural and chemical, purification and recycling 
  624. systems, and food production industries for both Earth and space users.
  625.         The utilization plans being developed by NASA will ensure that 
  626. Freedom's research capabilities are used efficiently and effectively.  
  627. From the beginning, Space Station Freedom has been designed to 
  628. accommodate user requirements.  The unprecedented research resources 
  629. available at permanently manned capability include:
  630.         *       44 experiment racks the size of a large refrigerator;
  631.         *       30 kilowatts of electric power;
  632.         *       4 crewmembers, with two devoted to full time research;
  633.         *       Data transmission rates of 50 megabits per second;
  634.         *       High-speed computers with fiber optic communications links;
  635.         *       Long duration missions; and
  636.         *       Externally mounted experiments with power and 
  637. communications.
  638.         Greatly enhancing overall space station utility is the modular 
  639. design of the experiment racks. The modular rack design eases removal 
  640. and replacement , as necessary, with other racks containing different 
  641. experiment equipment.  When a payload's "tour of duty" is complete, it 
  642. will be removed from the laboratory and returned to Earth, where its 
  643. sponsor will analyze the results.  Payloads will continually cycle into 
  644. and out of the space station on a regular schedule, just as ground-based 
  645. research is scheduled in laboratories on Earth.  This flexible 
  646. capability ensures that Space Station Freedom will remain at the leading 
  647. edge of space-based research for decades to come.
  648.         Another asset for space station users will be the 2.5-meter 
  649. variable-gravity centrifuge which will permit research on plants and 
  650. small animals through controlled exposures to varying gravity levels.  
  651. The centrifuge will be the single most important research tool for space 
  652. life sciences and its deployment will mark the beginning of full-scale 
  653. biological research in space.
  654.  
  655.  
  656. TRUSS SPACE ALLOCATED FOR ATTACHED PAYLOADS
  657.  
  658.         Space Station Freedom will provide accommodations for payloads to 
  659. be attached to the truss assembly.  Two locations will be provided at 
  660. man-tended capability (MTC) scheduled for Spring 1997 increasing to four 
  661. locations a few months later.
  662.         The attached payloads will be able to face upward (zenith), Earth 
  663. (nadir), forward of the space station (ram) or behind the space station 
  664. (wake).  Each attached payload site will have a mechanical attachment 
  665. capability for a single attached payload or a carrier of multiple 
  666. attached payloads.  Each site can accommodate a payload mass of at least 
  667. 5,000 pounds, and provide a clearance envelope of at least 1,000 cubic 
  668. feet.
  669.         Power and data transmission ports will be provided to the sites.  
  670. Each port will be capable of providing at least 3 kW peak power (120 
  671. Vdc) with 500 W of survival power. A maximum of 6 kW total power is 
  672. available.  A data transmission capability of 400 kbps downlink to Earth 
  673. will be available at each port.  An aggregate transmission rate of 20 
  674. kbps will be available for uplink.  Thermal control will be passive.
  675.  
  676.  
  677. HOUSE AUTHORIZATION COMMITTEE MARKS UP SPACE STATION BUDGET
  678.  
  679.         The House Authorization Committee last month marked up Space 
  680. Station Freedom's fiscal year 1993 budget, authorizing a fully-funded 
  681. three-year budget cycle for the program. 
  682.         This, however, is only the first step in a long budget process. 
  683. The authorizing committee sets the limits any one program can spend. 
  684. Actual funds are doled out by the appropriations committee.
  685.         President Bush requested, and the committee authorized, full-
  686. funding for Space Station Freedom at $2.25 billion for fiscal year 1993.  
  687. The administration, at congressional direction, requested flat funding 
  688. at $2.25 billion for the program from fiscal years 1993-1995.
  689.         Underscoring their support for the program, the authorizing 
  690. committee recommended increasing the budget $2.4 million above the 
  691. president's request of $2.25 billion in 1994 to $2.4 billion, and $4.9 
  692. million above Bush's $2.25 billion request in 1994 to $2.74 billion.
  693.         Of the $2.49 billion authorized for budget year 1994, $1 million 
  694. of the that must be used for an assured crew return vehicle, also known 
  695. as Space Station Freedom's 'life boat'.  The assured crew return vehicle 
  696. is essential for astronauts to work and live aboard Freedom permanently.  
  697. The million dollars also must be used to work toward boosting Freedom's 
  698. power level from 56 kW to 75 kW, as well as work toward increasing the 
  699. number of crewmembers from four to eight.  Two million of the $2.74 
  700. billion authorized for fiscal year 1995 must be used to further these 
  701. goals.
  702.         In its report language, the committee said, it "is encouraged that 
  703. the restructured Space Station Freedom program has achieved an increased 
  704. level of programmatic stability over the past year and that technical 
  705. progress has been made."
  706.  
  707.  
  708. NEWS BRIEFS
  709.  
  710. *       Dr. William B. Lenoir resigned earlier this month as NASA's 
  711. associate administrator for the Office of Space Flight.  
  712.  
  713.         During Lenoir's tenure as associate administrator for space 
  714. flight, NASA completed a major restructuring of the Space Station 
  715. Freedom program, reducing its development costs by $6 billion, 
  716. simplifying its subsystems and improving its assembly process.
  717.  
  718.  
  719. *       The McDonnell Douglas Avionics Design and Installation (AD&I) 
  720. Lighting Systems Group "shed some light" on its pre-integrated truss 
  721. mock-up as they performed the lighting test.
  722.  
  723.         The nighttime test led by AD&I teammates Jennifer Barton, Roy 
  724. Lothringer and Clare Rezner wass conducted to find out how much light is 
  725. needed for space walk operations, such as  outside maintenance.
  726.  
  727.         The valuable data collected during this test will be used to 
  728. verify the translation lighting methods, determine the minimum lighting 
  729. levels needed for space walk activities and determine how the portable 
  730. light should be attached to the translation cart.
  731.  
  732.