Avoir une station spatiale habitée en permanence nécessite des moyens de ravitaillement réguliers. Ceux-ci doivent transporter les besoins de première nécessité comme la nourriture, l'eau, les réserves de gaz qui permettront tout aussi bien à renouveler l'air à bord de la station qu'à remonter son orbite, voire déplacer la station de son orbite afin d'éviter un obstacle croisant sa route comme un débris de satellite ou de fusée. Le ravitaillement ne se limite pas qu'aux vivres, mais aussi en matériel. Les cargos transportent également des équipements tels que des outils, scaphandres, pièces de rechange ou encore de nouvelles expériences.
Le lancement d'un cargo ravitailleur doit se faire en respectant quelques règles. Tout d'abord, pour des raisons évidentes, il aura lieu lorsque la trajectoire de la station passera au-dessus du centre spatial. Ensuite, l'orbite sur laquelle sera largué le cargo sera plus basse que celle de la station spatiale visée. Plus un engin circulera sur une orbite basse et plus courte sera la route pour l'accomplir. Si le vaisseau chasseur (le cargo de ravitaillement) se trouve plus bas que l'orbite de la cible, il la rattrapera en quelques heures. Pour un cargo à destination de l'ISS, en général, il faut compter 48 heures. Lors de l'approche finale, le cargo va rehausser son orbite en plusieurs étapes jusqu'à ce qu'il atteigne celle de l'ISS. Il ne restera plus qu'à avancer vers l'anneau d'amarrage et s'y engouffrer.
Il existe plusieurs moyens de ravitailler la station spatiale internationale. La première et la plus courante est le vaisseau russe Progress. Il est utilisé pour les ravitaillements des stations Salyut et Mir depuis 1978. L'autre moyen est la navette spatiale. Même si à chaque vol, des équipements sont transférés d'un vaisseau à l'autre, il a été nécessaire de développer un module récupérable. La NASA a fait appel à l'industrie italienne pour fournir les MPLM (Leonardo, Raffaello et Donatello). Le MPLM est transporté dans la soute de la navette. Une fois qu'elle s'est amarrée à la station, le bras robotisé saisit le cargo et le conduit vers le collier d'amarrage le plus proche. Là, il est amarré et devient un module où le matériel peut être chargé et déchargé. En fin de mission, il est récupéré et remis dans la soute. Si ces moyens sont ceux utilisés régulièrement, il existe d'autres moyens utilisés moins fréquemment. Il s'agit du cargo européen ATV et du japonais HTV. A cela s'ajoutent le Cygnus et le Dragon développés par l'industrie privée américaine dans le cadre du programme COTS de la NASA. Ceux-ci sont d'autant plus nécessaires depuis la mise à la retraite de la navette en 2011.
Les cargos, une fois les vivres et matériels apportés à la station, deviennent les poubelles de l'ISS. Lorsqu'ils sont arrivés en fin de mission, ils sont séparés et redescendent leur orbite jusqu'à se faire happer par l'attraction terrestre qui les fera plonger dans l'atmosphère où ils se désintégreront.
Sources
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L'ATV, le ravitailleur européen de l'ISS Le HTV, le ravitailleur japonais de l'ISS Cygnus, le ravitailleur de Northrop Grumman Dragon, le ravitailleur de SpaceX MLPM, le ravitailleur réutilisable de l'ISS Progress, le ravitailleur russe des stations spatiales Tianzhou, le ravitailleur chinois des stations spatiales