La station spatiale internationale

01-04-2019 Philippe VOLVERT

L'idée d'une station spatiale internationale remonte aux années 80 avec l'avènement de la navette spatiale. A l'époque, la NASA avait invité ses principaux partenaires à partager l'exploitation du gigantesque complexe orbital, alors baptisé Freedom. L'Europe, le Japon et le Canada ont répondu favorablement à l'invitation américaine. Chacun utilisera les laboratoires et disposera du personnel au prorata de leur participation au projet.

De son côté, l'Union Soviétique prépare déjà la succession de la station orbitale Mir à l'horizon de l'an 2000. Tout comme aux Etats-Unis, la station Mir 2 sera assemblée par une flotte de navettes spatiales en cours de développement. Après la chute de l'URSS, la Russie n'est plus à même de financer en parallèle l'exploitation de Mir et la construction de Mir 2. Cette dernière est mise en sommeil en attendant des jours meilleurs.

Freedom / Mir 2
Illustrations des dernières ébauches des projets Freedom (à gauche) et Mir 2 (à droite) avant que les deux ne soient réunis sous la bannière ISS - Photo NASA/RKK Energia/M. Lindroos (Agrandir)

En novembre 1993, Mir 2 est au point mort et Freedom est menacée en raison de son coût exponentiel. C'est alors que la Russie et les Etats-Unis décident d'unir leur effort pour maintenir les deux projets en les unifiant sous la bannière « International Space Station Alpha ». Plus tard, « Alpha » disparaitra définitivement de l'appellation pour devenir tout simplement « International Space Station » ou « ISS ».

Le chantier d'assemblage de l'ISS débute en novembre 1998 par le lancement du module Zarya avec une fusée russe Proton, suivi quelques jours plus tard par le module Unity lancé par la navette Endeavour. La construction de l'ISS s'achèvera en 2011 avec la mise à la retraite des navettes américaines.

Depuis l'arrivée du premier équipage en novembre 2000, la station spatiale est habitée en permanence. Dans un premier temps, les équipages sont constitués de trois membres issus des Etats-Unis et de Russie. Le passage à six membres en 2009 ouvrira la porte aux astronautes venant d'Europe, du Japon et du Canada.

L'ISS en chiffres

Taille de l'ISS
Représentation de la place que prendrait l'ISS si on la posait sur un terrain de foot - Photo NASA (Agrandir)

L'International Space Station est le plus vaste chantier jamais ouvert dans l'espace. A lui seul, il aura nécessité pas moins de 35 vols de navettes et une demi-douzaine de lancements russes entre 1998 et 2012. Ces vols auront permis d'assembler le complexe orbital dont la taille atteint celle d'un terrain de football professionnel. Il mesure 108 m de long pour 75 m de large et 45 m de hauteur. Sa masse avoisine les 450 tonnes.

Architecture de l'ISS

Laboratoire Columbus
Vue intérieure du laboratoire européen Columbus - Illustration ESA/D. Ducros (Agrandir)
  • Destiny (USA) de 8,5 m de long pour 4,3 m de diamètre et pesant environ 24 tonnes. Il contient 24 racks dont 13 dédiés à la recherche scientifique principalement sur les matériaux et la médecine.
  • Columbus (Europe) de 6,9 m de long pour 4,5 m de diamètre et pesant environ 19,3 tonnes. Il contient 10 racks dédiés à la recherche scientifique. A l'arrière, il est possible d'y attacher des expériences extérieures via une plate-forme.
  • Kibo (Japon) est constitué de 2 modules et d'une palette extérieure pour les expériences nécessitant le vide spatial. Le premier module fait 11,2 m de long pour 4,2 m de diamètre et pèse 15,9 tonnes. Il peut contenir jusqu'à 10 racks. Le second est plus petit puisqu'il ne mesure que 3,9 m de long. Il pèse 4,2 tonnes et peut contenir 3 racks. A l'arrière, on retrouve la plate-forme à 2 niveaux.
  • Nauka (Russie) est la doublure de Zarya qui aurait du être lancée en cas de la perte de celui-ci lors du lancement. Il a été modifié et servira comme lieu de stockage, de recherche et de cargo. A celui-ci sera monté le bras robotisé européen ERA. Il mesure 13 m de long pour 4,11 m de diamètre et pèse 20,3 tonnes.
Sas Pirs
Le module Pirs photographié au terme de la mission STS-108 en 2001 - Photo NASA (Agrandir)
  • Quest (USA) de 15,5 m de long pour 4 m de diamètre et pensant 6,1 tonnes. Il sert de zone de stockage des scaphandres américains et de zone de préparation des équipes pour les sorties extravéhiculaires, que ce soit les duos provenant des équipages de l'ISS ou de la navette.
  • Pirs (Russie) mesure 4,9 m de long pour 2,55 et d'une masse avoisinant les 3,6 tonnes. Il sert de zone de rangement pour les combinaisons russes et de sas de sortie. Il devrait faire place prochainement pour le module Nauka. Pirs rentrera alors dans l'atmosphère pour s'y désintégrer.
  • Poisk (Russie) est la doublure de Pirs. Tout comme Pirs, il sert également de module d'amarrage pour les ravitailleurs Progress ou les vaisseaux habités Soyuz.
Bras Canadarm 2
Le bras Canadarm 2 avec son extension Dextre transportant du matériel sorti de la soute du ravitailleur Dragon - Photo NASA (Agrandir)
  • MSS Canadarm 2 (Mobile Servicing System) est une version dérivée du bras robotisé développé par le Canada pour la navette spatiale. Il pèse 1,8 tonne et mesure 35 cm de diamètre et, une fois déployé totalement, peut atteindre 17,6 m de long. Il est capable de soulever une charge allant jusqu'à 116 tonnes. A son extrémité a été ajouté SPDM Dextre (Special Purpose Dexterous Manipulator). C'est une sorte de main permettant des travaux de haute précision. Il est monté sur une plate-forme mobile permettant de voyager d'un bout à l'autre de la poutre principale de l'ISS.
  • RMS (Remote Manipulator System) est un bras développé par le Japon. Il est fixé à l'arrière du laboratoire Kibo et sert à transfert d'équipements depuis le ravitailleur japonais HTV vers la plate-forme arrière de Kibo et inversement.
  • ERA (European Robotic Arm) est un bras développé par l'Europe. Il sera fixé à Nauka et permettra le transfert d'équipements à l'arrière de l'ISS en complément au Canadarm 2.
Plateforme Exposed Facility
Vue sur la plateforme Exposed Facility du laboratoire japonais Kibo - Photo NASA (Agrandir)
  • Il existe 4 plateformes de stockage sur l'ISS et sont montées sur la poutre principale. Il s'agit des ELC (Expedite the Processing of Experiments to the Space Station (EXPRESS) Logistics Carrier). Elles servent autant au stockage de pièces de rechange que d'outils nécessaires pour les sorties extravéhiculaires et dont il n'est pas utile de les ramener à bord de l'ISS.
  • A l'arrière du module Columbus sont installés quatre plateformes CEPF (Columbus External Payload Facility) qui permettent de "voir" devant, en bas et au dessus du module. L'ensemble supporte 209 kg de charges utiles.
  • Le laboratoire japonais Kibo comprend entre autres, la plateforme multi-usages EF (Exposed Facility), disposant d'une superficie de 26 m2 comportant 9 points d'attache pour les expériences scientifiques, 2 pour des pièces de rechange du module EF et un point d'attache temporaire
  • En plus de l'EF, Kibo dispose également de la plateforme ELM-ES (Experiment Logistics Module-Exposed Section) qui peut accueillir jusqu'à trois expériences au format EF ou des pièces de rechange.
Poutre de l'ISS
Vue de la partie bâbord de la poutre avec ses panneaux solaires et l'expérience AMS-02 - Photo NASA (Agrandir)

C'est la colonne vertébrale de la station. Elle est composée de 10 segments. Le premier de ces segments est le Z0. Il fait la jonction entre la poutre principale et le module Destiny sur lequel elle est montée. Par-dessus, on retrouve le premier élément, le S0. Les autres segments sont numérotés de 1 à 6 et portent une lettre S pour les éléments tribord (Starboard) et P pour les éléments bâbord (Portboard). S1 et P1 comportent des radiateurs alimentés en ammoniac permettant l'évacuation de la chaleur produite par les équipements et expériences à bord de la station. Ces radiateurs mesurent 13 m sur 3,4 m et pèsent 0,8 tonnes, permet d'évacuer jusqu'à 9 kW d'énergie. Quant aux segments S1 et P1, ils mesurent chacun 13,7 x 4,6 x 1,8 m pour une masse avoisinant les 14 tonnes. On y retrouve également divers équipements comme par exemple des caméras ou encore des antennes de communications. S3/S4 et P3/4 (S2 et P2 n'existent pas) portent chacun un jeu de deux panneaux solaires mais également un radiateur. Chacun des panneaux solaires de 34 m de long pour 12 de large et fournissant une puissance de 32,8 kW. Ils ne comptent pas moins de 16 400 cellules photovoltaïques fournissant une puissance allant jusqu'à 32,8 kW. S5 et P5 servent de liaison entre les segments 4 et 6. S6 et P6 portent également un jeu de panneaux solaires identiques à S3/S4 et P3/P4.

Modules Node 2 et 3 de l'ISS
Le module de jonction Tranquility en haut à gauche, amarré au module Unity - Photo NASA (Agrandir)
  • Unity (USA) est le premier noeud de jonction de l'ISS. Il sert de liaison entre la partie occidentale, via Destiny, et la partie russe, via Zarya. Il mesure 5,5 m de long pour 4,6 m de diamètre. Il contient 50 000 pièces, 216 lignes pour porter des liquides et des gaz et 121 câbles électriques internes et externes utilisant 9,7 kilomètres de fils.
  • Harmony (USA mais construit en Italie) est plus long que Unity puisqu'il mesure 7,2 m de long. Il sert de liaison entre les trois laboratoires Destiny, Kibo et Columbus.
  • Tranquility (USA mais construit en Italie) est identique à Harmony et dispose également d'une large baie vitrée, la Cupola ce qui permet de suivre directement et sans passer par les caméras, ce qui se passe à l'extérieur, notamment lors des EVA et des phases d'amarrage.
  • Rassvet (Russie) mesure 6 m de long pour 2,4 m de diamètre. Il pèse 5,1 tonnes. A noter qu'au lancement, il transportait divers équipements tant à l'intérieur qu'à l'extérieur qui seront utilisés par la suite sur et dans d'autres modules.

Visite guidée

L'astronaute français Thomas Pesquet nous fait visiter la station spatiale internationale lors de sa mission en 2017.

Sources

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