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Cette page a été modifiée le : 10/06/05

    LES STATIONS SPATIALES    

En mai 1973, la fusée américaine Saturne 5 décolle emportant la 1ere station spatiale : Skylab. L'objectif est d'étudier le comportement des astronautes pendant des séjours de longue durée en impesanteur.
Une fois Skylab en orbite, on s'aperçoit que le bouclier anti-météorite a été arraché au décolage métant hors-service les panneaux solaires fournissant l'électricité de la station. Impossible d'y envoyer l'équipage.
Avec seulement 10 jours de retard, l'équipage part vers la station afin de réparer et d'habiter le station. Le dispositif de réparartion est installé, puis un astronaute va débloquer le panneau solaire. L'électricité arrive à la station, la mission peut commencer.
Skylab est le troisième étage de la fusée qui, à l'origine était 2 réservoirs : un d'hydrogène qui est devenue le laboratoire et un autre d'oxygène qui a été transformé en poubelle. Skylab profite du diamètre important de la fusée. MIR et ISS sont beaucoup plus exiguës.
Le confort a été un minimum soigné, avec notamment une douche, une premiére. Mais les astronautes se plaindront quand même du bruit des machines et aussi de la mauvaise qualité de la nourriture.

On commence à découvrir les effets de l'impesanteur sur le corp humain : le corp s'allonge, les muscles fondent, et les os se déminéralisent. La seule solution : faire du sport.

La mission aura duré 28 jours. Deux autres missions vont suivre à bord de Skylab, battant à chaque fois les records de de séjour avec 58 puis 84 jours.

Ainsi, il y a 27 ans on avait presque tout inventé : les séjours prolongés en apesanteur, les réparations, et les sorties dans l'espace. MIR a accueillie 103 astronautes de 13 nationalité différentes. Le record américain de 84 jours est pulvérisé avec 438 jours à bord de MIR.
Elle a été désintégrée le 21 mars 2003
Tout a été calculé et simulé : Bref rien n'a été laissé au hasard, l'époque d'improvisation de Skylab est terminer. Le problème est qu'ISS va coûter beaucoup plus cher que prévue (voir : Actualité) et risque de ne pas être comme décrit dans cet article.

  Voir le calendrier >>
Pour l'assemblage d'ISS les astronautes vont se transformer en électriciens et plombiers. Ils s'entrainent même dans des simulateurs puis dans des piscines géantes pour simuler l'apesanteur.
Au final, ISS c'est 14 ans d'études, 6 ans de montages, 45 vols de navette, 12 lancements de fusée russe, environ 2000 heures de sorties spatiales et ... 86 milliard d'euros !
La station spatiale internationale (ISS : International Spatial Station) a été construite par plusieurs pays dans le monde : les Etats-Unis, la Russie, le Japon, le Canada, et également par l'UE ... Elle est maintenant assemblée petit à petit dans l'espace grâce à de nombreux vols, dont Ariane 5.
Voici ses caractéristiques initiales
    » Voir le calendrier d'assemblage
    » Voir la station numérotée (pour les légendes ci-dessous)
    » Voir une image de systèse d'ISS : petite - grande

1)
"SCIENCE POWER PLATFORM" : PRODUCTION D'ENERGIE
Rosaviakosmos (Russie)
   Image / Vidéo
Lancé en octobre 2002

2)
"SERVICE MODULE" : LE MODULES DE VIE ZVEZDA
Rosaviakosmos (Russie)
   Image / Vidéo
Lancé le 12 juillet 2000 par Russian Proton Rocket
Envergure : 39.7m          Longueur : 13.1m          Poid : 19t
Le module de service est la première contribution entièrement russe ainsi que le premier module d'habitation de la station où 3 spationautes dorment et se nourrissent. Il sera complété en 2002 par un module de vie américain Transhab pour 4 personnes, avec cabine individuelle et douche. On y trouve un appareil respiratoire, la distribution de courant électrique, le système de traitement de données, le circuit de commande de vol et le système de propulsion (pour réhausser ISS en cas d'urgence). Il permet également de communiquer avec la Terre. Bien que plusieurs de ces systèmes soient complétés ou même remplacés par les modules américains, il restera toujours le centre des modules russes.

3)
"RESEARCH MODULE" : LES LABORATOIRES RUSSES
Rosaviakosmos (Russie)
   Image / Vidéo
Lancé en août 2002 et novembre 2002
Les modules de recherche Russes sont au nombre de deux.


4)
"FONCTIONAL CARGO BLOCK" : MODULE DE STOKAGE D'ENERGIE ZARYA
NASA (Etats-Unis)
   Image / Vidéo
Lancé le 20 novembre 1998 par Russian Proton Rocket
Envergure : 12.6m          Longueur : 4.1m          Poid : 19.3t          Durée de vie : au moins 15 ans
La module de commande de Zarya (signifiant "lever de soleil"), également appelé Fonctionnal Cargo Block (FGB), a été le premier module lancé et signa le début officiel d'ISS. Ce module a été conçu pour fournir l'énergie nécessaire à la station. Bien que construit et lancé par la Russie, ce module appartient aux Etats-Unis qui l'ont financé. Sa construction s'est faite par le centre de l'espace de recherches et de production d'état de Khrunichev, à Moscou avec un sous-contrat à Boeing Company. Le module Zarya a fourni la commande d'orientation, les communications et le courant électrique au Node 1. Il contient également un point d'amarrage adapté au vaisseau spatial Soyouz et au vaisseau de réapprovisionnement Progress. Mais, plut tard, Zvezda a augmenté ou même remplacé beaucoup de fonctions de Zarya. Celui-ci est maintenant utilisé principalement pour sa capacité de stockage d'energie et de réservoirs de carburant (pour alimenter les moteur de Zvezda, pour réhausser la station en cas d'urgence). Ils peuvent contenir plus de 5,4 tonnes de carburant. Quand à l'électricité, ses panneaux solaires (Science Power Platform) et ses six batteries (cadmium-nickel) peuvent fournir en moyenne 3 kilowatts de courant électrique. Le système de commande d'attitude pour le module inclut 24 grands gicleurs de direction et 12 petits gicleurs de direction. Deux grands moteurs sont disponibles pour reboosting le vaisseau spatial et faire les changements principaux d'orbitale.

5)
"NODE ..." : LES 3 NOEUDS
NASA (Etats-Unis)
   Image / Vidéo
Lancé le 4 décembre 1998, 20 septembre 2001 et en octobre 2002 par la navette spatiale
  NODE 1
Longueur : 5.5m          Diamètre : 4.6m
Seulement quelques semaines après le lancement de Zarya, la navette spatiale s'y est arrimré pour y ajouter le Node 1. Il est un passage reliant les secteurs de vie et de travails de la station. C'était le premier composant principal des Etats-Unis. L'équipage à fait 3 sorties spatiale pour le relier à Zarya, par l'intermédiaire de l'adapteur pressurisé 1.
En plus de son raccordement à Zarya, l'unité sert de fixation au laboratoire des Etats-Unis (Destiny) et à un Airlock. En tout elle possede six trappes servant de ports d'amarrage aux autres modules.
Le Node 1 contient également plus de 50 000 pieces mécaniques, 216 canalisation pour transporter des fluides et des gaz, et 121 câbles électriques en utilisant 9.7 kilomètres de fil. Le Node 1 est utilisé comme espace de rangement. Le Node 2 sert de transformateur électrique pour l'ensemble de la station. Ces noeuds servent aussi de sas de dépressurisation.
  NODE 2
Longueur : 7.2m          Diamètre : 4.4m          Volume pressurisé : 70m³
L'installation du Node 2, construit par la NASA au terme d'un accord avec l'Agence spatiale européenne, permet d'offrir une aire totale de 500m³ de vie et de travail. Le Node 2 permet le rajout et le passage entre quatre équipements d'expérience de la station : le laboratoire Destiny et la centrifugeuse (Etats-Unis), le module d'expérience Kibo (Japon) et le laboratoire Columbus (Europe). Il fournit également des points de connection pour le Multi-Purpose Logistics Modules (MPLM), le véhicule japonais de transfert H2 et l'adapteur pressurisé 2 auquel la navette spatiale vient s'arrimer.
  NODE 3
Longueur : 5.5m          Diamètre : 4.6m
[Aucune info]

6)
"CSA REMOTE MANIPULATING SYSTEM" : LE BRAS DE MANUTENTION CANADARM2
Canada
   Image / Vidéo
Lancé par la navette spatiale le 5 juin 2002, 19 avril 2001 et pas avant 2005
Longueur : 17.6m
Le Canada contribue à un composant essentiel de la station : le bras de manutention. Les astronautes reçoivent une formation de robotique pour leur permettre d'exécuter ces fonctions.
Le bras (également appelé "Mobile Servicing System" ou MSS) est composé de 3 partis :
  • Système de base mobile Une plateforme de travail ("Space Station Remote Manipulator System" ou SSRMS) est autodéplaçable, ainsi il peut coulisser sur toute la structure des panneaux solaires (.. Truss Segment). Ce système fournit la mobilité latérale du Canadarm2.
  • Le bras La seconde génération Canadarm est une version plus grande, plus performante et plus intéligente du bras robotique de la navette spatiale. Ce système sert à l'entretien des équipements, à l'approvisionnement, d'aide aux astronautes qui sortent dans l'espace pour divers travaux, à manipuler de grandes charges utiles et à assister l'arrimage de modules.
  • Manipulateur de précision Le manipulateur de précision, est un plus petit robot capable de manipuler des objets pour des phases sensibles d'assemblage. Il est actuellement manipulées par des astronautes qui sortent de la station.

7)
"... PHOTOVOLTAIC ARRAYS" : LES PANNEAUX SOLAIRES
NASA (Etats-Unis)
   Image / Vidéo
Lancement par la navette spatiale : S0 : 8 avr. 2002 ; S1 : 7 oct. 2002 ; P1 : 23 nov. 2002 ; pour les autres : date en révision
Ils fournissent à la station spatiale l'électricité nécessaire à son fonctionnement. Ce sont les plus grands jamais déployés dans l'espace, avec un puissance de 110 kilowatts ! Des batteries permettent de stocker l'électricité pour la nuit, chaque fois que l'orbite de la station la plonge dans l'ombre de la Terre, toutes les 90 minutes.

8)
"U.S. LAB" : LE LABORATOIRE AMERICAIN DESTINY
NASA (Etats-Unis)
   Image / Vidéo
Lancé le 7 février 2001 par la navette spatiale
Longueur : 8.5m          Diamètre : 4.3m
L'arrimage de Destiny à la station spatiale a été reconnu comme étape importante. Un astronaute est sortie trois fois pendant cette mission en pour activer le nouveau module. Il a dit : « Cette mission a toujours été une grande étape importante sur les schémas de la station parce qu'elle marque l'arrivée du premier laboratoire. Les laboratoires sont vraiment les bases des possibilités de recherche. Il devient possible de faire de la science de qualité.»
Destiny est le laboratoire primaire de recherches des Etats-Unis. Les expériances réalisées dans la station donne aux chercheurs une occasion inégalée d'examiner des processus physiques en l'absence de la pesanteur. Les résultats de ces expériences permettront à des scientifiques de mieux comprendre notre monde et notre corps pour mieux se préparer pour de futures missions, peut-être vers la Lune ou Mars.
Ce laboratoire a été conçu pour recevoir des "armoires" (rack) qui peuvent être ajoutés, enlevés ou remplacés selon les besoins. Au début, Destiny contenait simplement cinq supports électriques et de système d'aide pour vivre. Les vols suivants de la navette ont livré d'autre racks sur diverses expériences scientifiques. Par la suite, Destiny contiendra 13 racks d'expérience de science de vie humaine, recherche de matériaux, observations de la terre et applications commerciales.
Grâce au hublo de Destiny (de 50 centimètre de diamètre) il est possible de prendre des photos et de la vidéo de très haute qualité des paysages de la Terre. Ces média permettent aux géologues et aux météorologues d'étudier les inondations, les avalanches, les feux et les l'océans (tels que des fleurs de plancton d'une manière encore jamais vue). Ils ont également permis aux scientifiques internationaux d'étudier les glaciers, les récifs de corail, la croissance urbaine et les feux sauvages.
En plus de son rôle comme service de la science, Destiny contient également le centre de commande opérationel du bras de la station.
Avant que la station ne soit complète, Destiny sera rejoint par 3 autres laboratoires : Kibo appartenant à l'agence nationale de développement de l'espace du Japon, Columbus construit par l'ESA (Europe) et le Rosaviakosmos (Russie).

9)
"CENTRIFUGE ACCOMODATION MODULE" : LA CENTRIFUGEUSE AMERICAINE
NASA (Etats-Unis)
   Image / Vidéo
Lancement en novembre 2003
Le CAM sera utilisé pour recréer une pesanteur artificielle nécessaire à certaines expériences.

10)
"NASDA LAB & SUPPORT FACILITIES" : LE LABORATOIRE JAPONAIS KIBO
Japon
   Image / Vidéo
Lancement le
Le Japon développe un module d'expérience appelé "Kibo", qui signifie l'espoir en japonais. Kibo est le premier laboratoire japonais qui comportera jusqu'à quatre astronautes qui pouront réaliser des expériences sur une longue durée. Kibo se compose de quatre composants :
  • deux équipements expérimentaux : le module pressurisé et le service exposé
  • un modules de logistique rattachés au module exposé
  • un bras articulé employé pour des expériences ou pour des changements d'ORU (Orbital Replacement Units, en français : unités orbitales de rechange).

11)
"ESA LAB" : LE LABORATOIRE EUROPEEN COLUMBUS
ESA (Europe)
   Image / Vidéo
Lancé en février 2003 par la navette spatiale
Longueur : 6.7m          Diamètre : 4.5m          Poid : 12t
Le module Columbus est la plus grande contribution individuelle de l'ESA pour la station. Ce module offre d'énormes possibilités aux recherches scientifiques. Les chercheurs peuvent notament entreprendre des milliers d'expériences sur les sciences de la vie, la science des matériaux, la physique liquide et pleins d'autres disciplines, toutes en apesanteur.
L'ESA développe une gamme de racks, tous adaptés entre-eux pour en insérer un maximum dans un minimum de place et pour offrir aux scientifiques européens une large gamme de discipline en appesanteur (impossible à reproduire sur Terre). Au final c'est un total de 10 racks, qui permettent de réaliser pas moins de 500 expériences par an. Emportant jusqu'à 700 kg de matériel expérimental et d'alimentation électrique, de chauffage ou de climatisation, chacun d'entre-eux est ramené au sol après quelques mois en orbite.
  • Le Biolab permet, par exemple, de réaliser des expériences sur les micro-organismes, les petits animaux, également les plantes, et permet aussi de cultiver de cellules et de tissus organiques. Exposé au vide spatial, il peut étudier la capacité des bactéries à survivre sur une météorite artificielle et à l'activité volcanique à 400 km sous Terre.
  • Un autre rack contient les modules européens de physiologie, un ensemble d'expériences qui examinent le comportement du corps humain en l'absence de la pesanteur. Avec de la chance, ces résultats permettront l'amélioration des traitements contre les pertes liées au vieillissement et les autres maux liés au retour sur Terre.
  • Le Material Science Laboratory (laboratoire scientifique des matériaux) étudie la solidification, notamment la cristallisation en apesanteur.
  • Le Fluid Science Laboratory (laboratoire scientifique des liquides) réalise des expériences sur le comportement étrange des liquides légers. Eux aussi, pouront apporter des avantages de grande envergure sur Terre : de meilleures manières de nettoyer des flaques d'huile, par exemple, et également d'améliorer la fabrication des lentilles optiques.
Les résultats de ces expériences sont envoyés au centre de commande de Columbus en Allemagne, et sont également transmis à la NASA, partenaire de l'ESA.
Columbus réunit des chercheurs de toute l'Europe, qui peuvent même demander leurs propres expériences.
Le laboratoire européen accueille également le Multi-Purpose Logistics Modules (MPLM), construit par l'agence spatiale italienne, offrant 75m³ et contenant également 10 racks.
Pour accueillir des charges utiles externes, Columbus possède 4 points d'arrimage.


1)
 et 
2)
SOYOUZ
Rosaviakosmos (Russie)
   Image / Vidéo
Volume habitable : 4m³          Poid : 2.9t          Charge utile : environ 50kg
L'arrivée de la capsule russe Soyouz en janvier 1999 a signé le début de l'occupation permanente de la station par trois spationautes.
Au final, la station ne comportera pas moins de trois points d'arrimage pour Soyouz dont un ou deux pourront servir à ramener l'équipage sur Terre en cas de danger. La fusée Soyouz est lancée depuis la base de Baikonour, en Russie, une fois arrivée en altitude, elle liberera une capsule du même nom qui rejoindra ISS. Pour revenir sur Terre, les 3 astronautes prendront place dans la capsule de survie (un "compartiment" parmis les 3 de Soyouz) qui atterira suspendue à un parachute.

3)
NAVETTE SPATIALE
NASA (Etats-Unis)
   Image / Vidéo
Envergure : 23.8m        Longueur : 37.2m        Hauteur : 17.3m        Poid : 75t        Charge utile : 30t
La navette spatiale peut transporter six ou sept membres d'équipage, en plus du fret qu'elle emmène dans sa soute. Elle décolle de Cape Canaveral, se sépare de ses bouster pour ensuite s'arrimer seulement pour de courtes périodes. Au retour c'est la navette entiere qui revient sur Terre et qui atterie comme un avion.


1)
ATV
ESA (Europe)
   Image / Vidéo
Envergure : 21.7m        Longueur : 10.8m        Diamètre : 4.51m        Hauteur : 17.3m        Poid : 9.8t        Charge utile : 11t dont 5.5t dans la partie pressurisé
La station spatiale internationale dépend des livraisons régulières de l'équipement expérimental et des pièces de rechange aussi bien que de la nourriture, l'air et l'eau pour son équipage permanent.
A partir de l'automne 2004, l'ATV (Automated Transfer Vehicle, en français : véhicule de transfert automatisé) sera un des vaisseaux spatiaux indispensables à l'entretien et l'approvisionnement d'ISS. L'intérieur se compose de 2 modules : le vaisseau spatial de propulsion et le cargo qui s'arrime avec l'ISS. Celui ci offre un espace de 45m³ présurisés permettant de mettre jusqu'à 8 racks. L'ATV contient également plusieurs réservoirs, qui pourront contenir jusqu'à 840L d'eau potable, 860kg de carburant pour réaprovisionner le système de propulsion d'ISS, et 100kg d'air (oxygène et azote).
Quand à l'extérieur, il est recouvert d'une couche isolante d'aluminium.

Tous les ans environ, l'ATV décollera à bord d'Ariane 5, qui décolle de Kourou en Guyanne française (pas très loin de l'équateur). Une mission typique de l'ATV commencera quand le lanceur larguera sa charge utile, sur une orbite de 300km d'altitude. Sous la responsabilité du centre de commande européen à Toulouse (France), l'ATV se sépare d'Ariane et les systèmes de navigation sont activés. Les éjecteurs (vois paragraphe suivant) sont mis à feu pour propulser l'ATV sur son orbite de transfert, vers ISS.
Pour assurer une navigation précise et sécurisée, l'ATV combine ses propres systèmes de propulsion et de navigation. Pour se diriger, il utilise 4 moteurs principaux (de 490 newton), et 28 petits éjecteurs (220 newton) pour assurer le contrôle du vaisseau. Il possède des réservoirs de 7000kg de carburant pour se déplacer. Après trois jours de réajustements orbital, l'ATV sera en vue d'ISS et mettra en route la navigation de haute précision en commençant d'environ 30km de la sation et de 5km en-dessous.
L'amarrage sera entièrement automatique. S'il y a des problèmes de dernière minute, les ordinateurs de l'ATV ou l'équipage de la station pouront déclencher un ordre préprogrammé de manoeuvres anti-collision, qui est entièrement indépendant du circuit principal de navigation. Ce système de secours, qui pourrait être comparé à un airbag dans une voiture, permet au vaisseau d'être encore plus sécurisé.
Une fois l'ATV arrimé au Service Module russe, l'équipage de la station peut entrer dans le cargo, par un sas situé à l'avant, et en prendre la charge utile : matériel d'entretien et scientifique, et des colis de nourriture fraîche, de courrier, et/ou des CD. Pendant ce temps, les réservoirs de liquides de l'ATV seront reliés à la tuyauterie de la station pour la réalimenter. L'équipage déchargera manuellement l'air, directement à l'intérieur d'ISS. L'ATV restera arrimé jusqu'à six mois à la station, le sas restant ouvert. L'équipage remplira le cargo avec les déchets de la station. Mais il assurera aussi le maintient de contrôle d'ISS, des manoeuvres pour éviter les débris spatiaux et, tous les 10 à 45 jours, les éjecteurs réausseront la station qui perd lentement de l'altitude. Pour exécuter cette dernière manoeuvre, l'ATV emploie jusqu'à 4.7t de carburant.
Une fois la mission de réapprovisionnement accomplie, le sas de l'ATV refermé par l'équipage puis l'ATV séparé, ses éjecteurs emploieront le restant de carburant, pour accomplir un retour raide vers la Terre, pour aller bruler dans l'atmosphère et finir en débrits qui tomberont dans l'océan Pacifique.
L'ATV est une manière pour l'Europe de participer aux coûts de fonctionnement d'ISS. Suivant la durée de vie opérationnelle de la station, l'ESA construira au minimum huit ATV. Trente compagnies de dix pays européens, huit autres compagnies de Russie et les Etats-Unis se partagent le travail, avec, comme entrepreneur principal, EADS (partie spatiale en France).

1)
 et 
2)
PROGRESS
Rosaviakosmos (Russie)
   Image / Vidéo
Envergure : 7m        Diametre maximal : 2.7m        Poid : 7.2t        Surface panneaux solaires : 10m²
Progress qui décollera également de Baikonour (Russie). Il s'arrime aux même endroits que Soyouz

3)
NAVETTE SPATIALE
NASA (Etats-Unis)
   Image / Vidéo
Envergure : 23.8m        Longueur : 37.2m        Hauteur : 17.3m        Poid : 75t        Charge utile : 30t
La navette américaine peut également ravitailler la station.