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Étape 4 - Le défi de l'amarrage

Notes à l'enseignant

La Station spatiale internationale

Vue d'artiste de l'ISS achevée.

La Station spatiale internationale (ISS) est le plus important programme scientifique et technologique international à ce jour. L'ISS repose sur une collaboration entre divers programmes spatiaux internationaux dont ceux de l'Agence spatiale canadienne (ASC), de la National Aeronautics and Space Administration (NASA), de l'Agence spatiale fédérale de la Russie (Roskosmos), de l'Agence d'exploration spatiale japonaise (JAXA) et de l'Agence spatiale européenne (ESA). L'ISS, située à 400 kilomètres au-dessus de la Terre, est alimentée en énergie par des panneaux solaires et comporte des laboratoires et des modules d'habitation. Une fois terminée, elle pourra accueillir un équipage international permanent composé de sept astronautes. Elle servira de plateforme pour l'observation de la Terre et de l'espace. Les expériences menées à bord contribueront à la mise au point de nouveaux matériaux et de nouveaux médicaments qui ne peuvent être conçus qu'en microgravité. Il faudra en tout plus de 50 missions et 160 sorties dans l'espace pour transporter et assembler tous les éléments de la Station spatiale internationale. On prévoit qu'elle sera terminée en 2010.

Le Système d'entretien mobile (MSS)

Composantes externes du Système d'entretien mobile.

Le Canada contribue au projet de la Station spatiale internationale en fournissant le Système d'entretien mobile (MSS) conçu pour assembler la Station spatiale internationale et assurer son entretien. Grâce à cette contribution, le Canada acquiert le droit d'utiliser la station spatiale à des fins de recherches scientifiques et technologiques.

Le MSS comprend divers éléments principaux : le Télémanipulateur de la station spatiale (SSRMS ou Canadarm2), la Base mobile (MBS), le Manipulateur agile spécialisé (SPDM ou Dextre) et le Transporteur mobile (MT). Tous ces éléments proviennent du Canada, sauf le MT qui est fourni par la NASA.

Canadarm2

En avril 2001, ce bras robotique de 17,6 m fut le premier élément du MSS à être livré à la Station spatiale internationale durant la mission STS-100, à laquelle participait l'astronaute canadien Chris Hadfield. Ce bras manipulateur comprend deux mâts symétriques. Il peut manier de grandes charges dont la masse peut atteindre 116 000 kg. Il est actuellement utilisé pour assembler la station et, à l'avenir, il servira à capturer et à arrimer des vaisseaux spatiaux à l'ISS. Il exécutera aussi des tâches d'entretien courant. Le Canadarm2 est doté de 7 degrés de liberté (3 articulations aux épaules, 1 articulation au coude, 3 articulations au poignet) qui lui procurent une grande flexibilité de mouvement. Grâce à ses deux effecteurs de verrouillage (LEE), le Canadarm2 peut se déplacer de façon autonome comme une chenille arpenteuse autour de la station. Pour ce faire, il progresse en fixant ses « mains » sur les préhenseurs-connecteurs répartis sur les parois externes de la station.

La Base mobile (MBS)

La Base mobile, deuxième élément du MSS, fut lancée en juin 2002. Elle constitue une plateforme de travail équipée de quatre préhenseurs-connecteurs qui lui permettent de servir de base pour le Canadarm2 et pour Dextre, un plus petit robot à deux bras. Elle sera montée sur le Transporteur mobile, qui se déplace sur toute la largeur de la station.

Dextre

Dextre sera le troisième élément canadien du MSS à être lancé à destination de la Station spatiale internationale en 2007. Il s'agit d'un robot perfectionné, dont les deux bras agissent comme une paire de mains robotiques. Il est conçu pour exécuter certaines tâches compliquées de maintenance et de réparation, comme enlever et remplacer de petits objets à l'extérieur de la station. À l'instar du Canadarm2, chacun des deux bras de Dextre possède 7 articulations qui lui donnent la flexibilité nécessaire pour accomplir son travail. Il ne peut déplacer qu'un seul bras à la fois pour éviter l'autocollision et assurer une plus grande stabilité. Il peut charger et décharger des charges utiles et se servir d'outils robotiques. Dextre peut être attaché à l'extrémité du Canadarm2 ou encore être basé sur les préhenseurs-connecteurs de la Base mobile.

L'amarrage

Une fois que la navette spatiale quitte l'atmosphère terrestre, il lui faut environ deux jours avant d'atteindre la Station spatiale internationale. Pour pouvoir s'amarrer à l'ISS, la navette doit croiser l'orbite de la station. Elle devra compléter plusieurs orbites avant d'arriver à la bonne distance pour son amarrage. Pour amener la navette à la station, il faudra procéder à une série de petits rajustements orbitaux consécutifs à l'aide des micropropulseurs et des moteurs de la navette (formant le Système de manœuvre orbital). Les verniers d'attitude, placés à l'avant et à l'arrière de la navette, servent à changer la vitesse, l'orbite et l'attitude. Une fois que la navette se trouve à 50 mètres de l'ISS et que le Centre de contrôle donne l'autorisation, les verniers d'attitude sont activés et la navette se dirige vers la station.

La cible d'amarrage doit être visible en tout temps et alignée avec précision avec la navette spatiale. Cette cible d'amarrage est marquée d'une grande croix noire appelée la Croix de position. Une série de crochets sont alors engagés, amarrant par des loquets la navette à la station.

L'amarrage est un processus lent. Une fois la navette à la bonne distance, il lui faut environ 90 minutes pour s'amarrer.

Pour en savoir plus sur l'ISS et l'amarrage d'un vaisseau spatial, visitez les sites Web suivants :

• Amarrage à l'ISS : Manœuvrer une navette spatiale
  
  
• La Station spatiale internationale