Station spatiale internationale – ISS La Station spatiale internationale (SSI) est la première station spatiale construite avec la participation de nombreux pays. Elle se compose de 43 modules et éléments et permet la présence simultanée de sept membres d'équipage permanents (trois jusqu'en 2009, puis six jusqu'en 2020 en raison des limitations de transport). Les premiers modules de la station ont été lancés en orbite terrestre et assemblés en 1998. Le premier équipage permanent s'y est installé en 2000.
L'ISS est alimentée par des cellules solaires ; jusqu'au 19 juillet 2011, le transport de personnes et de matériel était assuré par… Navettes américaines du système de transport spatial (STS) (suspendus de février 2003 au 26 juillet 2005, suite à la catastrophe de la navette Columbia) et les vaisseaux spatiaux russes Soyouz et Progress. Après la fin du programme de la navette américaine en 2011, les fusées russes Soyouz sont devenues le transporteur permanent des astronautes, et depuis 2020, les Dragon d'équipage vaisseau spatial américain de la société américaine SpaceX.
La station dispose d'équipements radio pour les activités de radioamateur (projet ARISS). Elle possède également ses propres indicatifs d'appel : NN1SS et NA1SS pour les Américains, RZ3DZR pour les Russes et DL0ISS pour les Allemands.
L'administration de George W. Bush avait prévu d'arrêter le financement de la station après 2015, ce qui aurait entraîné sa désorbitation début 2016. Cependant, l'administration du président américain suivant, Barack Obama, a prolongé le financement jusqu'en 2020, voire potentiellement jusqu'en 2028.
Les panneaux solaires de la station réfléchissent tellement de lumière solaire qu'elle est visible depuis la Terre comme un objet se déplaçant dans le ciel.
Création
La Station spatiale internationale a été créée en combinant les projets de construction de la station russe Mir-2 et de la station américaine Mir-2. Liberté, et le Christophe Colomb européen. Leur objectif était de réaliser le rêve d'une présence humaine permanente dans l'espace. Ce rêve est devenu réalité le 2 novembre 2000, date à laquelle le premier équipage permanent a rejoint l'ISS : William Shepherd, Youri Gidzenko et Sergueï Krikalev (mission Soyouz TM-31). Initialement, la station devait s'appeler Alpha (la première), mais la partie russe s'y est opposée, arguant que le vaisseau soviétique Saliout 1, lancé en 1971, était le premier. Elle a alors proposé le nom “ Atlant ”, qui a déplu aux Américains en raison de sa trop grande ressemblance avec l'Atlantide engloutie. Faute d'autres suggestions, la Station spatiale internationale n'a toujours pas de nom officiel.
Les premiers projets de construction d'une station spatiale conjointe par les États-Unis, le Japon et l'Agence spatiale européenne sont apparus dans les années 1980. Liberté Projet de station. Ce projet fut finalement abandonné au profit de la construction d'une station internationale. Le Canada s'y est joint en 1991, suivi de la Russie en 1993. Concepts non réalisés de Liberté La station spatiale internationale Mir-2 (dont le module de base prévu, DOS-8, a été intégré au segment russe) et la station européenne Columbus (seul le module laboratoire orbital lancé en 2008 a été utilisé dans le cadre de ce projet) ont été mises à contribution. Le projet devait être mis en œuvre en trois étapes :
I – Préparation des modules et des vols internationaux vers la station russe Mir – mise en œuvre entre 1995 et 1998
II – assemblage et mise en service initiale (1998–2001)
III – achèvement de la construction et poursuite de l’exploitation (début de 2001, fin en 2011)
Initialement, le budget du programme pour la période allant de 1994 à l'achèvement de la construction s'élevait à 17,4 milliards de dollars américains. Cependant, au moment du lancement du premier module fin 1997, il avait plus que doublé pour atteindre 40 milliards de dollars américains. En 1998, le Brésil a rejoint le projet. Le premier élément de la station, le module russe Zarya, a été mis en orbite le 20 novembre 1998. À l'arrivée du premier équipage, l'ISS s'est enrichie de deux modules supplémentaires : l'américain Unity et le russe Zvezda.
Pays participant au projet
États-Unis – Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace (NASA)
Russie – Roscosmos
Canada – Agence spatiale canadienne (ASC)
Membres de l'Agence spatiale européenne (ESA)
Belgique
Danemark – DNSC
France – Centre National d'Études Spatiales (CNES)
Espagne – INTA
Pays-Bas
Allemagne – Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Norvège – NSC
Suisse
Suède – SNSB
Grande-Bretagne
Italie – Agence spatiale italienne (ASI)
Japon – Agence d'exploration aérospatiale japonaise (JAXA)
Usage
L'objectif principal de la Station spatiale internationale est de permettre la recherche scientifique en conditions de microgravité, impossibles à réaliser sur Terre à long terme, permettant ainsi l'amélioration des méthodes de culture, une meilleure compréhension du fonctionnement des organismes (et donc la possibilité d'inventer de nouveaux médicaments), et contribuant à la résolution d'autres problèmes scientifiques terrestres.
Vols vers l'ISS
À ce jour, 37 vols de navettes américaines ont eu lieu vers la station (le programme STS s'est terminé en 2011), 73 vols habités de Soyouz russes (en juillet 2025), et depuis mai 2020, Dragon d'équipage vaisseau spatial du SpaceX Plusieurs entreprises se rendent à la station. Depuis 2000, l'ISS est ravitaillée par les navettes cargo russes Progress M. En avril 2008, l'ATV, un véhicule de transport construit par l'ESA, s'est amarré à la station pour la première fois. En septembre 2009 a eu lieu le premier vol du HTV japonais, et depuis octobre 2012, la station est également ravitaillée par les vaisseaux cargo Dragon.
En 2020, le vaisseau Soyouz-MS-17, lancé depuis le cosmodrome de Baïkonour, a atteint l'ISS en un temps record d'environ 3 heures.
Équipes permanentes
À partir de 1998, 170 personnes ont séjourné à bord de l'ISS, dont 50 membres d'équipages permanents répartis sur 20 missions. À titre de comparaison, la station spatiale russe Mir a accueilli 137 personnes en 14 ans. Près d'un quart des astronautes ont fait partie de l'équipage de la Station spatiale internationale ou des véhicules qui y sont rattachés.
touristes de l'espace
En 2001, le premier touriste spatial de l'histoire a visité l'ISS. Un millionnaire américain Dennis Tito a payé 20 millions de dollars pour un séjour de près de huit jours (7 jours, 22 heures et 4 minutes) dans l'espace, du 28 avril au 6 mai. Le deuxième touriste était Mark Shuttleworth Le troisième touriste spatial fut Gregory Olsen en 2005, qui s'est rendu à la Station spatiale internationale malgré sa santé fragile. La première femme à avoir visité l'espace était une Américaine d'origine iranienne., Anousheh Ansari. Le candidat initial pour le vol Soyouz TMA-9, Daisuke Enomoto, a été retiré pour raisons médicales.
L'ISS a également été le théâtre du premier mariage spatial. Le 10 août 2003, le cosmonaute russe Youri Malenchenko a épousé Ekaterina Dmitriva, qui se trouvait alors au Texas.
Le 30 septembre 2009, à bord du vaisseau spatial Soyouz TMA-16, le Canadien Guy Laliberté s'est rendu à la Station spatiale internationale en tant que septième touriste spatial. Il a déboursé 35 millions de dollars pour son vol.
Modules de station
La station se compose de 16 modules pressurisés de base, d'un volume total d'environ 1 000 m³. Il s'agit de modules laboratoire, d'amarrage, de sas et de connexion. Ils ont été mis en orbite à l'aide de navettes spatiales, ainsi que de fusées Proton ou Soyouz.
Zaria – le premier module de la Station spatiale internationale, appartenant à la partie russe de cette station. Il a été construit de décembre 1994 à janvier 1998 par la Russie, mais les États-Unis étaient responsables du financement des travaux. Zaria, durant la phase initiale de construction de la station, elle assurait l'électricité, la stabilisation, les manœuvres et les communications. Actuellement, ce rôle a été repris par la Zvezda Ce module sert à la fois d'entrepôt et de réservoir de propergol.
Unité (Nœud 1) – Premier élément de la Station spatiale internationale construit par les États-Unis, il a été lancé en orbite le 4 décembre 1998 en tant que charge utile principale de la mission STS-88 – vol d'assemblage 2A. De forme cylindrique, il sert de couloir de liaison entre les modules de la station et comporte six passages (nœuds).
Le module Node 1 a été construit par la société Boeing au centre de production Marshall Space Flight Center à Huntsville, en Alabama. Unity est le premier des trois modules de connexion construits pour répondre aux besoins de la station.
Lancé en orbite à bord de la navette Endeavour, Unity a été connecté le 6 décembre 1998 au satellite déjà en orbite. Zaria Le module (un composant de la station financé par les États-Unis et construit par la Russie), avait été lancé précédemment à bord d'une fusée Proton depuis le cosmodrome de Baïkonour (Kazakhstan). Sont également connectés à Unity :
Destin laboratoire,
Nœud 3,
une structure en treillis supportant le système initial de panneaux solaires – Structure en treillis intégrée ITS Z1,
Sas de la quête.
Les ressources essentielles de la station – fluides, systèmes de contrôle environnemental et de maintien en vie, systèmes électriques et de données – transitent par le module Unity, fournissant l'énergie nécessaire à la vie et au travail à bord de l'ISS. Ce module comprend plus de 50 000 pièces mécaniques, 216 conduites pour les fluides et les gaz, et 121 câbles électriques (internes et externes) d'une longueur totale de plus de 11 kilomètres. Le module Unity dispose de quatre baies d'équipements spécifiques et est également équipé d'un système de communication permettant la transmission de données, de signaux vocaux et de signaux vidéo de basse qualité entre l'ISS et le Centre de contrôle des missions à Houston, utilisé lors des premières phases d'exploitation de la station. La structure du module repose sur un cadre en aluminium.
Zwiezda – le module de service de la Station spatiale internationale appartenant à la partie russe de la station. Il s'agissait du premier élément entièrement russe de la station (le deuxième module russe, Zaria, (financé par la NASA). Il a été initialement conçu et construit sous le nom de DOS-8 – le module principal de la station spatiale Mir-2, successeur de la station russe Mir, et auparavant comme module de base de secours pour Mir. Par conséquent, Zwiezda Il est très similaire au module principal de la station Mir (DOS-7). Sa construction a débuté au milieu des années 80. Lorsque la Russie a rejoint le projet de construction de la Station spatiale internationale (ISS), la station Mir-2 a été abandonnée et le module construit a été nommé Zwiezda Il est devenu le troisième module principal de l'ISS.
Dans Zwiezda, Il comprend deux cabines d'équipage (chacune avec une fenêtre), un réfrigérateur, un congélateur, des toilettes, des équipements de communication et de navigation, une salle de sport, un système de correction d'orbite avec réserve de carburant et un système de production d'oxygène à partir des eaux usées. Il dispose également de trois nœuds d'amarrage : le nœud axial arrière sert aux connexions avec les vaisseaux Soyouz-TM et Soyouz-TMA, les transporteurs Progress-M, ainsi que les M1 et ATV ; le nœud axial avant permet une connexion permanente avec le Zaria module ; deux nœuds situés en haut et en bas de la partie avant sont destinés à la fixation d'autres éléments russes de l'ISS.
Zwiezda Elle a été lancée en orbite à l'aide d'une fusée Proton-K le 12 juillet 2000 à 04:56:36 UTC. Son amarrage à l'ISS a eu lieu deux semaines plus tard, le 26 juillet à 00:44:44 UTC.
Destin Il s'agit du principal laboratoire de recherche pour les projets de recherche américains à bord de la Station spatiale internationale. Il a été relié au module Unity et activé en cinq jours début février 2001. Ce module est la première station de recherche orbitale de la NASA depuis la dernière mission habitée de la station spatiale Skylab en février 1974.
Le module en aluminium mesure 8,5 mètres de long et 4,3 mètres de large. Il est divisé en trois sections cylindriques et deux sections d'extrémité coniques. Ces cônes comportent des écoutilles par lesquelles les astronautes entrent et sortent du module. Destin est connecté à la paroi avant du module Unity.
À l'instar des laboratoires japonais et européens prévus à bord de l'ISS, des charges utiles de recherche à l'intérieur Destin sont disposées dans des racks de charge utile standard internationaux (ISPR). Chaque rack pèse environ 540 kg. Destin a été placé en orbite avec cinq baies contenant des systèmes de survie fournissant électricité, refroidissement par eau, renouvellement d'air et contrôle de la température et de l'humidité. Sept baies supplémentaires ont ensuite été envoyées vers le Destin Ce module a été embarqué à bord du module logistique polyvalent Leonardo dans le cadre de la mission STS-102, et dix autres ont été livrés lors de missions ultérieures.
Quatre stations assurent la connexion aux sous-systèmes du module ; les canaux contiennent des câbles et des tuyaux qui relient les différents racks et traversent le laboratoire. Au total, Destin peut accueillir 23 racks – six de chaque côté et au plafond, et 5 au sol.
Les astronautes travaillent à l'intérieur du module pressurisé et étanche. Ils y mènent des recherches dans divers domaines scientifiques. Des scientifiques du monde entier peuvent utiliser les résultats de ces recherches pour approfondir leurs connaissances en médecine, en ingénierie, en biotechnologie, en science des matériaux et en sciences de la Terre.
Boeing a entamé la construction de ce laboratoire de recherche de 14,5 tonnes en 1995 au Centre de vol spatial George C. Marshall à Huntsville, en Alabama. Destin Le module a été livré au Kennedy Center en Floride en 1998. La NASA a commencé les préparatifs de lancement en août 2000. Il a été placé en orbite le 7 février 2001 à bord de la navette spatiale Atlantis dans le cadre de la mission STS-98.
L'intérieur du laboratoire est principalement composé de baies et de postes de travail. Le matériel est stocké dans des baies modulaires. Ces baies sont raccordées à l'installation (électrique, par exemple) grâce à des connecteurs situés au niveau des postes de travail.
Connecteurs dans le collier, l'espace entre l'Unité et Destin Les modules seront raccordés par des tuyaux et des câbles. Des câbles de mise à la terre supplémentaires seront également installés. Un côté de la mise à la terre sera connecté au mécanisme d'amarrage commun actif du module Unity, l'autre au mécanisme passif (mécanisme d'amarrage commun passif) du module Unity. Destin module.
Autres systèmes sur Destin L'ensemble comprend des mécanismes d'amarrage (passif et actif), des écoutilles et un volet pour la fenêtre du laboratoire. Le mécanisme d'amarrage actif est situé sur le port avant du laboratoire. Il sera connecté au connecteur passif du module PMA 2 lorsque ce dernier sera fixé à l'avant du laboratoire. Destin. Le connecteur actif du Destin Le module ne peut être utilisé qu'après l'activation du laboratoire. Le connecteur passif se trouve sur le port arrière. Le connecteur actif situé à l'avant du module Unity doit être connecté au connecteur passif du laboratoire pour établir la connexion. Destin avec Unity.
Chacun des deux Destin Le connecteur comporte une trappe. La trappe arrière (vers le module Unity) sera ouverte et restera dans cette position sauf en cas de situation nécessitant un isolement en laboratoire. La trappe avant (vers le Harmonie le module) est également constamment ouvert.
Chaque panneau d'écoutille est muni d'un hublot. Les panneaux d'écoutille peuvent être ouverts et fermés des deux côtés. Un verrou de pression empêche l'ouverture du panneau si la pression exercée d'un côté est trop faible.
Destin Elle est équipée d'un hublot permettant l'observation scientifique de la Terre. Ce hublot est muni d'un obturateur le protégeant des impacts potentiels de micrométéorites et de débris orbitaux. L'équipage ouvre manuellement l'obturateur pour utiliser le hublot.
Destin contient également un Congélateur de laboratoire à -80 degrés pour l'ISS – MELFI, Ce congélateur, transporté à bord de la station lors de la mission STS-121, sert à stocker des échantillons et des substances à bord de l'ISS, ainsi qu'à les transporter entre la station et le vaisseau spatial dans un environnement à température contrôlée.
“ Quest ” Joint Airlock and High Pressure Gas Tanks (JAHPGT) – Composant américain de la Station spatiale internationale. Il a été lancé en orbite le 12 juillet 2001 à bord de la navette Atlantis (mission STS-104).
Ce module est un sas $164 millions, $5.5$ m de long, avec un diamètre de $4$ m à son point le plus large, une masse de $6064$ kg et un volume utile de $34$ m³, permettant aux astronautes de sortir dans l'espace. Il est fabriqué en aluminium et se compose de deux cellules cylindriques reliées entre elles. La première, en forme d'anneau, sert de local de stockage pour les combinaisons pressurisées EMU ; la seconde, en forme de noyau, est la chambre proprement dite qui est dépressurisée avant chaque sortie extravéhiculaire. Cette chambre est équipée d'une trappe par laquelle les astronautes peuvent sortir et commencer les opérations sur la structure externe de la station. Grâce à une interface spéciale, le sas permet les sorties dans l'espace aussi bien pour les astronautes américains (EMU) que pour les astronautes russes (Orlan) combinaisons. La conception du sas permet une perte d'air minimale lors de l'ouverture de son écoutille extérieure. Quatre réservoirs (Réservoirs de gaz haute pressionDes réservoirs sont installés sur la chambre annulaire, deux contenant de l'oxygène et deux de l'azote. Trois de ces réservoirs sont installés dans la partie inférieure du sas, un dans la partie supérieure. Le diamètre de chaque réservoir est exactement de [valeur manquante]. $90$ cm, capacité $42$ m³, masse $545.4$ kg. Ces réservoirs stockent des gaz qui créent une atmosphère artificielle dans les sas ; de plus, ils sont destinés à assurer la circulation de l'air dans toute la station. Par ailleurs, les réservoirs des sacs à dos des combinaisons spatiales sont remplis d'air ainsi créé avant chaque sortie extravéhiculaire. Les turbines à haute pression sont systématiquement réapprovisionnées en oxygène et en azote à la fin de chaque mission de la navette. Le pompage des composants de l'air s'effectue par un système de conduites atmosphériques reliées aux systèmes de contrôle de l'air de la navette. Ces conduites sont situées dans chacun des modules de la station, y compris le PMA (Adaptateur d'accouplement pressuriséChaque réservoir est doté d'un bouclier spécial contre les micrométéorites.
Quest a été monté sur l'un des nœuds horizontaux du module Unity dans le cadre de la mission d'assemblage 7 A. Une palette ESP2 livrée par la navette Discovery lors de la mission STS-114 est fixée au sas.
Harmonie (Nœud 2) – l’un des trois modules servant de couloirs de liaison entre les autres modules laboratoires de la Station spatiale internationale.
Le Node 2, construit par l'Agence spatiale européenne pour la NASA, constitue un hub entre trois modules : l'américain Destin, l'Européen Colomb, et les Japonais Kibo.
Il a la forme d'un cylindre avec six nœuds de connexion. Comparé à son jumeau Node 1 (Unité), elle est légèrement plus longue, tout en ayant le même diamètre. Harmonie comporte à bord des racks contenant des instruments chargés de traiter l'énergie électrique et de la transmettre au JEM.“Kibo” et les modules Columbus. ».
Harmonie a été placée en orbite en octobre 2007 dans le cadre de la mission STS-120 de la navette Discovery (mission d'assemblage 10A). Au cours de la mission, par l'intermédiaire de l'un de ses nœuds horizontaux, Harmonie a été temporairement rattaché au module Unity. Le 14 novembre 2007, le module a été déplacé et connecté au Destin laboratoire. À son tour, PMA-2 (Adaptateur d'accouplement pressurisé 2) était connecté au deuxième nœud horizontal principal. Le JEM japonais Kibo Le laboratoire et le laboratoire européen Columbus sont connectés aux deux ports horizontaux restants. Un module CAM, dont le projet a été abandonné, devait être fixé au nœud supérieur ; en 2015, un adaptateur d'amarrage PMA-3 y a été installé. Le nœud inférieur sert d'entrée pour les conteneurs MPLM (jusqu'en 2011, date de la mise hors service des navettes spatiales) et HTV. Kounotori il s'agit d'un site d'amarrage pour véhicules et d'un site d'amarrage pour véhicules. Cygne et Dragon vaisseau spatial.
Conformément à un accord entre la NASA et l'ESA, le nœud 2 a été construit par l'entreprise italienne Alenia Spazio (maintenant Thales Alenia Space) dans son usine de Turin.
Colomb – Laboratoire scientifique européen destiné à la Station spatiale internationale (ISS). Initialement, il devait constituer le module principal de la station orbitale indépendante Columbus, projet de l'ESA.
Le laboratoire faisait initialement partie du Colomb programme mené par l'ESA et visant à placer une station habitée indépendante en orbite, permettant des expériences scientifiques dans le domaine de microgravité. Le programme a été mis en œuvre entre 1986 et 1991. Il prévoyait initialement la construction et le lancement de trois éléments : Flyer gratuit avec surveillance humaine, le module APM pressurisé et la plateforme polaire. Les stations devaient être desservies par des navettes Hermes. Ce programme fut annulé, et des restrictions budgétaires ultérieures firent qu'en fin de compte, seul l'APM fut conservé. Colomb Le module a été rebaptisé Columbus et intégré au programme de construction de l'ISS, dont il est le plus grand élément européen indépendant.
Le laboratoire a été construit à Brême par l'Agence spatiale européenne et EADS Space Transportation, maître d'œuvre principal. Le module de vol, le système de protection contre les micrométéorites, le module de contrôle de la température et plusieurs autres modules ont été construits à Turin. Alenia Spazio facilité.
La contribution polonaise à la construction du laboratoire consiste en deux antennes ARISS miniatures conçues par une équipe dirigée par le Dr Paweł Kabacik de l'Université des sciences et technologies de Wrocław.
Le vaisseau Columbus (au premier plan) quelques heures après son amarrage à l'ISS. Atlantis, le module Harmony (nœud 2) et le laboratoire Destiny (à droite) sont visibles à l'arrière-plan. L'astronaute Rex Walheim lors d'une sortie extravéhiculaire (EVA) à bord du Columbus.
La construction du module Columbus a duré dix ans. Le 27 mai 2006, il a été transporté de Brême au Centre spatial Kennedy (KSC). Le 7 février 2008, le module a été lancé en orbite dans le cadre de la mission STS-122 de la navette spatiale Atlantis. Le 11 février 2008, Columbus a été amarré au port d'amarrage tribord du module Harmony.
Les expériences scientifiques en cours couvrent des domaines de recherche tels que la biologie végétale, l'exobiologie, l'héliophysique, la physiologie humaine et la physique des fluides. Par la suite, le module scientifique japonais Kibō a également été rattaché à l'ISS. Il est situé du côté opposé du nœud 2 par rapport au module européen.
Kibō (JEM) – un laboratoire japonais, un composant de la Station spatiale internationale (ISS), dont la première section a été installée lors de la mission STS-123 en mars 2008. Conçu par l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise (JAXA), l'objectif principal de Kibō est de mener des expériences scientifiques dans le vide.
Le JEM dispose de postes de travail permettant à deux personnes de travailler simultanément ; cependant, jusqu'à quatre membres d'équipage de l'ISS peuvent se trouver dans le laboratoire en même temps.
Les opérations et expériences du système menées à Kibō sont contrôlées depuis la salle de contrôle de mission du centre d'opérations de la station spatiale situé au centre spatial de Tsukuba (préfecture d'Ibaraki, Japon).
Le 30 mai 2003, le module PM a été transporté du Japon aux États-Unis, au Centre spatial John F. Kennedy. La NASA a lancé l'ensemble du complexe JEM en orbite en trois vols :
Section pressurisée du module logistique expérimental Kibō (ELM-PS) – temporairement fixé au port d'amarrage inférieur du module Harmony le 14 mars 2008, lors de la mission STS-123 ; après l'installation du PM le 6 juin 2008, il a été déplacé vers son emplacement final en haut du module PM.
Module pressurisé (PM), système de manipulation à distance (JEMRMS) – attaché au port (gauche) d'amarrage d'Harmony, puis connecté au JEM ELM-PS entre le 3 et le 8 juin 2008 (mission STS-124).
JEM se compose de quatre parties :
PM (Module pressurisé) Le module Kibō, composant principal du JEM, est un module hermétique sous pression. De forme cylindrique (11,2 m de haut et 4,4 m de diamètre), il comporte deux nœuds : un nœud horizontal, auquel il était fixé au nœud 2 (lors du vol 1 J/A), et un second nœud vertical où était installé l'ELM-PS. Il est également équipé d'un sas facilitant le remplacement de certains conteneurs de matériel expérimental sur la plateforme de recherche EF. La grue JEMRMS était également fixée au module principal. Le module Kibō est doté de 23 racks, dont 13 contiennent des équipements de surveillance des expériences, tandis que les 10 autres sont destinés aux objets expérimentaux (5 de ces derniers seront utilisés par la NASA et les 5 autres par la JAXA). Des réservoirs d'hélium, de dioxyde de carbone et d'argon sont installés à l'intérieur du module pour servir de composants expérimentaux.
EF (Installation exposée), L'installation découverte, également appelée simplement “ terrasse ”, est une plateforme de recherche fixée à l'extérieur du PM. Les charges utiles contenant des matériaux expérimentaux qui y sont placées sont exposées à l'environnement spatial (vide poussé, rayonnement cosmique intense, etc.).
Depuis l'intérieur de la station, les astronautes peuvent échanger les expériences menées à l'aide du manipulateur JEMRMS.
ELM (Module de logistique expérimentale) – modules d'alimentation et de stockage. Une section est hermétiquement scellée (ELM-PS, Section pressurisée) et est connecté au module PM. La deuxième section non couverte (ELM-ES, Section exposée) est rattaché à la plateforme EF.
Les deux parties ont été conçues pour servir simultanément de conteneurs pour le transport de fournitures vers/depuis la Terre (à bord des navettes spatiales), et de lieu de stockage pour les matériaux expérimentaux, les équipements du système, les outils, etc. (lorsque les ELM sont attachés à l'ISS). JEMRMS (Système de manipulation à distance) – un manipulateur robotisé équipé d'un dispositif fixé à un port du module PM. Il sert à déplacer du matériel entre la plateforme EF et le module ELM-ES, ainsi qu'à décharger le segment non pressurisé des navires HTV Kounotori.
Le système JEMRMS se compose de :
Bras principal – spécialisé dans le transport de charges utiles lourdes ; il est équipé d'une caméra de télévision qui permet aux astronautes de surveiller les opérations depuis l'intérieur du module PM.
Petit bras fin – peut être fixé à l'extrémité du bras principal ; conçu pour effectuer des opérations de précision et déplacer de petites charges utiles.
Console RMS – le poste de commande de la grue situé à l'intérieur du Module pressurisé. Il est équipé, entre autres, d'un moniteur et d'un panneau de commande pour la caméra montée sur le bras principal, d'un ensemble de joysticks contrôlant les mouvements de rotation et de translation du manipulateur, et d'un ordinateur portable.
Poisk Poisk est un sas russe installé sur la Station spatiale internationale. Sa structure est très similaire à celle du sas Pirs. Il était fixé au nœud supérieur du module Zvezda.
Initialement, il était prévu de le fixer à l'un des ports latéraux du module d'amarrage universel. La construction du sas a débuté en 2002 ; cependant, elle a été interrompue suite à la suspension puis à l'annulation du module d'amarrage universel. La décision de reprendre les travaux n'a été prise qu'en octobre 2007. La construction a repris en juin 2008 et s'est achevée début 2009.
Le module a été lancé le 10 novembre 2009 à 14 h 22 UTC par une fusée Soyouz-U. À l'instar du module Pirs, Poisk a rejoint la station grâce à un segment d'instrumentation et de propulsion modifié d'un vaisseau Progress. L'amarrage à l'ISS a eu lieu le 12 novembre 2009 à 15 h 41 UTC. Le 8 décembre 2009 à 0 h 16 UTC, le segment d'instrumentation et de propulsion s'est détaché du MRM-2 et s'est ensuite consumé dans l'atmosphère terrestre.
Tranquillité (Nœud 3)
Le dernier des modules de connexion prévus pour la Station spatiale internationale (ISS), qui, comme ses jumeaux Node 1 (Unity) et Node 2 (Harmony), sert de couloir entre différentes sections de la station.
Le module a été construit pour la NASA par Thales Alenia Space à Turin, dans le cadre d'un contrat avec l'Agence spatiale européenne. La construction du Node 3 a débuté en 2006, sa livraison étant initialement prévue pour mai 2008. Le module a été acheminé au Centre spatial John F. Kennedy en mai 2009 à bord d'un Airbus Beluga. Il a été arrimé à la Station spatiale internationale (ISS) en février 2010, en même temps que le module Cupola, par la navette Endeavour lors de la mission STS-130.
Les plans initiaux prévoyaient que le Node 3 serait un module quasiment identique (aux Node 1 et Node 2) ; cependant, il a été décidé par la suite que le Node 3 remplacerait partiellement le Transhab, projet abandonné. Selon la nouvelle conception, le module accueillerait de nombreux appareils initialement prévus pour le Transhab, notamment :
Un réfrigérateur-congélateur
Un tapis roulant
Une cuisine
Un espace de stockage
Réservoirs d'eau
Des toilettes (Compartiment à déchets et hygiène)
Compartiments spéciaux pour les vêtements, les médicaments et la nourriture
En outre, le module contient le système de revitalisation atmosphérique de la station, qui élimine les contaminants de l'air et surveille/contrôle la composition atmosphérique, ainsi qu'un système moderne de maintien de la vie (récupération des eaux usées, production d'oxygène).
Le module d'observation Cupola était fixé au module (à l'intérieur duquel se trouvait le poste de commande du manipulateur Canadarm2). Poste de travail robotisé—se trouve). Un module d'habitation annulé devait également être rattaché au nœud 3.
Coupole
Module d'observation de la Station spatiale internationale, conçu et construit par Alenia Spazio (aujourd'hui Thales Alenia Space) pour le compte de l'Agence spatiale européenne. Alenia Spazio était le maître d'œuvre et a coordonné le travail de six autres entreprises : APCO (Suisse), CASA (Espagne), EADS (Allemagne), SAAB Ericsson et Lindholmen Development (Suède), et Verhaert (Belgique).
L'intérieur de la coupole a été spécialement conçu pour abriter l'un des deux RWS identiques (Poste de travail robotisé) postes de travail, qui contrôlent le fonctionnement du bras robotique Canadarm2.
La coupole offre une vue panoramique directe depuis l'intérieur de la station sur les opérations du manipulateur robotisé, les sorties extravéhiculaires des astronautes, les manœuvres d'amarrage de la navette spatiale et les inspections techniques des équipements externes. Elle constitue également un excellent point d'observation de la Terre et des autres corps célestes.
La coupole mesure environ 2 mètres de diamètre et 1,5 mètre de hauteur. Elle est dotée de six fenêtres latérales trapézoïdales et d'une fenêtre supérieure circulaire de 80 cm de diamètre (toutes en verre blindé). Chaque fenêtre est équipée d'un volet pour se protéger des impacts de micrométéorites et de débris spatiaux.
Rassvet Il s'agit d'un module russe de la Station spatiale internationale. Il sert principalement au stockage de fret et à l'amarrage à la station. Il a été livré à l'ISS lors de la mission STS-132 de la navette spatiale Atlantis en mai 2010.
Rassvet, adapté pour un lancement par une navette américaine dans le cadre d'accords d'échange, a été achevé en 2009 et livré en Floride le 17 décembre pour les derniers tests et la préparation du vol. Chargé de provisions, le module a été lancé avec le reste du fret et l'équipage de la mission depuis le complexe de lancement 39 du Centre Kennedy le 14 mai 2010. Conformément au plan, le cinquième jour de la mission (18 mai 2010), Rassvet a été amarré à la station par l'équipage de la mission STS-132. Il a été sorti de la soute de la navette à l'aide du bras de la navette Atlantis, puis arrimé au nœud inférieur (nadir, face à la Terre) du module Zarya grâce au bras manipulateur Canadarm2. L'écoutille reliant le nouveau module à la station a été ouverte pour la première fois le 20 mai. Des cosmonautes, équipés de protections spécifiques, sont entrés dans Rassvet pour retirer les éventuelles particules métalliques.
En termes de construction, le module est étonnamment similaire au module d'amarrage de la navette qui a fonctionné de 1995 à 2001 sur la station Mir. Sa conception initiale, sous le nom de SGM (Stykowoczno-Gruzowoj Moduł) / DCM (Module d'amarrage et de chargement), était prête en 2006. Rassvet est équipée de deux nœuds d'amarrage : l'un est attaché à Zarya, tandis que le second (désigné SO-3/DC-3) est utilisé pour l'amarrage des véhicules Soyuz et Progress, ce qui était devenu difficile après l'attache du module Tranquility à la station.
Les nœuds utilisés (type SSWP G4000) permettent le transfert de carburant d'un véhicule Progress attelé au module Zvezda. De plus, le module est équipé d'un petit sas et d'un radiateur pour le futur module laboratoire polyvalent russe Nauka, ainsi que d'une extension pour le bras robotique européen, dont le lancement était prévu en 2015.
Rassvet a été construit en deux ans par la société “ Energia ”, nommée d'après SP Korolev, en utilisant un compartiment d'équipement pressurisé d'un élément non réalisé du segment russe de l'ISS - la plateforme scientifique et énergétique (NEP).
Le petit module de recherche 1 comprend cinq postes de travail polyvalents pour la réalisation de recherches dans la section pressurisée. Quatre d'entre eux sont équipés d'instruments scientifiques : une boîte à gants, des thermostats biotechnologiques polyvalents (basse et haute température) et une plateforme antivibratoire. Le cinquième poste de travail sera équipé d'adaptateurs permettant le raccordement d'équipements scientifiques spécialisés (étagères modulaires coulissantes spéciales). Plusieurs expériences ont été planifiées avant le lancement. À l'intérieur, un poste de travail sera également aménagé pour la réalisation d'expériences sur la surface externe du module.
Module logistique polyvalent (MPLM) – Un grand conteneur pressurisé utilisé lors des missions de ravitaillement de la navette spatiale américaine pour transporter du fret vers et depuis la Station spatiale internationale (ISS). Le module était mis en orbite dans la soute de la navette et amarré à l'un des nœuds d'amarrage libres du module Unity pour la durée de la mission ; il était ensuite déchargé des outils et équipements nécessaires à la station, puis rempli de composants usagés et de déchets. À la fin de la mission, le module retournait dans la soute de la navette.
Trois modules logistiques jumeaux ont été créés et nommés : Léonard de Vinci, Raphaël, et Donatello.
Comparativement aux vaisseaux Progress, les modules MPLM offrent un volume de stockage bien supérieur, permettant le transport d'éléments plus volumineux parmi les provisions. Leur équipement comprend notamment 16 racks, dont des congélateurs spéciaux pour le transport d'échantillons expérimentaux. Un module MPLM peut transporter environ 9 tonnes de charge utile. Aucun des modules ne possède son propre système d'alimentation électrique ; cependant, chacun est pressurisé, maintenant une atmosphère artificielle pendant le vol vers l'orbite et lors du retour sur Terre (un module MPLM peut rester en orbite pendant 16 jours maximum lorsqu'il est amarré à l'ISS).
Après la mission STS-131, le MPLM Léonard de Vinci a été transformé en Module multifonctionnel permanent (PMM), Le module PMM, qui a volé lors de la mission STS-133 (le dernier vol de la navette Discovery), a subi des modifications, notamment le renforcement de ses blindages pour le protéger des impacts de micrométéorites. Cette conversion a permis une connexion permanente à l'ISS, sans limitation de durée ; le PMM sert ainsi d'espace de stockage supplémentaire à bord de la station.
Les modules MPLM ont été construits pour la NASA par l'Agence spatiale italienne (ASI) et sont la propriété des États-Unis. En contrepartie, l'ASI a obtenu l'accès à une partie du temps de recherche américain à bord de l'ISS. L'idée même de la création de ce module est née lors de la phase de conception de la Station spatiale internationale, qui n'a jamais été construite. Liberté. Initialement, le projet devait être réalisé par Boeing, mais en 1992, ASI annonça être prête à entreprendre ce type de projet. Les plans préliminaires furent modifiés et, en 1993, un projet pour ce module, dans une version deux fois plus grande, fut créé et finalement accepté. La construction de Léonard de Vinci Sa production a débuté en avril 1996 à l'usine Alenia Spazio de Turin. Elle a été livrée au KSC en août 1998 par un avion Airbus Beluga. Raphaël a été livré en août 1999, et Donatello en février 2001.
Le Donatello Ce module n'a jamais été utilisé en vol, et certaines de ses pièces ont servi à la conversion du Léonard de Vinci module dans le PMM.
Le MPLM lui-même se présente sous la forme d'un “ grand conteneur ” cylindrique pressurisé, mesurant 6,4 m de long et 4,6 m de diamètre. Son volume est de 31 $m^3$. À vide, il pèse 4082 kg, mais il peut transporter 9,1 tonnes de marchandises.
Module d'activité extensible Bigelow (BEAM) – Un module d'habitation gonflable expérimental, élément de la Station spatiale internationale depuis 2016, développé par la société Bigelow Aerospace dans le cadre d'un contrat avec la NASA. Ce module a servi de prototype pour tester, entre 2016 et 2018, la viabilité de ce type de construction pour les vols habités. La société prévoit de construire un second module identique, qui fera office de sas pour sa future station spatiale commerciale.
Début 2010, la NASA a réexaminé l'idée d'utiliser des habitats gonflables similaires au concept Transhab. À cette époque, l'utilisation des conceptions de la société Bigelow, qui avait repris cette technologie, a été envisagée. Les plans prévoyaient notamment un module toroïdal appelé Bigelow Expandable Activity Module. Ce type de module était destiné à servir de prototype de centrifugeuse pour le projet Nautilus-X. En janvier 2011, Bigelow prévoyait que la construction et la préparation au vol débuteraient dans les 24 mois suivant la signature du contrat.
Le 20 décembre 2012, la NASA a attribué à Bigelow un contrat de 17,8 millions de dollars ($) pour permettre la construction du module dans le cadre du programme Advanced Exploration Systems de l'agence.
Les plans de la NASA ont été annoncés en 2013, avec une date de lancement prévue pour le nouveau module en 2015. Le délai de construction a été respecté. Le lancement du module, initialement prévu pour septembre 2015, a été retardé suite à l'explosion d'une fusée Falcon 9 peu après son décollage lors d'une mission de ravitaillement de la Station spatiale internationale le 28 juin 2015. Finalement, le module BEAM a été lancé dans l'espace le 8 avril 2016, à bord d'une fusée Falcon 9. Poussée maximale version, dans le cadre de la mission de ravitaillement CRS-8.
Bigelow Aerospace prévoit de construire un second module BEAM, qui servira de sas pour la station spatiale commerciale qu'elle envisage de construire. La structure du module permettra d'accueillir jusqu'à trois personnes simultanément, soit une de plus que les sas de l'ISS.
La version du module commandée par la NASA est de forme cylindrique et plus petite que le tore initialement prévu. Dans le cadre du contrat signé en mai 2013, la société Sierra Nevada a fabriqué le mécanisme d'amarrage commun $2 millions, utilisé pour arrimer le module à l'ISS.
Module de laboratoire polyvalent “ Nauka ”
Module de laboratoire polyvalent “ Nauka ” – un module financé par l’agence russe Roscosmos, qui a été lancé en orbite terrestre et amarré à la Station spatiale internationale en 2021.
La coque du module “ Nauka ” a été construite dans les années 1990, sur la base de la conception du vaisseau spatial de transport TKS de la fin des années 1960. Le module, alors nommé FGB-2 (Bloc de chargement fonctionnel-2Le module FGB-2 (80%) a été construit par le Centre spatial d'État de recherche et de production Khrounitchev comme unité de secours en cas de perte du module FGB “ Zarya ”. “ Zarya ” a été placé en orbite en 1998, marquant le début de la Station spatiale internationale, tandis que le module FGB-2 complet (80%) est resté sur Terre. La Russie a proposé de l'utiliser pour remplacer le module américain “ Destiny ”, dont le lancement avait été retardé, mais qui a finalement atteint l'orbite en 2001. Il a également été envisagé de convertir le FGB-2 en module d'amarrage universel, mais cette idée a été abandonnée.
En 2004, il a été décidé de convertir le module de secours en laboratoire pour le segment orbital russe de la Station spatiale internationale et de l'envoyer en 2007. Cette transformation nécessitait une reconstruction complète. Les travaux ont pris du retard ; la date de lancement a été reportée à 2009, puis à 2012. En décembre 2012, le module a été transféré du Centre Khrounitchev à RKK Energia pour des essais.
En 2013, une série de défauts ont été détectés sur le module. Une fuite a été découverte au niveau d'une vanne du système de propulsion, causée par des copeaux de métal présents dans les conduites de carburant. Un audit officiel a conclu que ces copeaux résultaient d'un non-respect des procédures de travail (des sources non officielles laissaient entendre que les ouvriers étaient persuadés que les composants du module étaient destinés à la ferraille). À la fin de l'année, le module a été renvoyé au Centre Khrounitchev ; la date de lancement a été reportée à 2016.
En 2017, des particules métalliques similaires ont été découvertes dans les réservoirs de carburant du module. Les tentatives de nettoyage ayant échoué, toutes les conduites et vannes d'origine ont finalement été démontées. En 2020, le lancement était prévu pour mai 2021. Après la finalisation des tests, le module était enfin prêt à être lancé en juillet 2021.
Le 3 septembre 2021, les cosmonautes Oleg Novitsky et Piotr Dubrov, vêtus de combinaisons spatiales Orlan, ont effectué une sortie extravéhiculaire pour installer des câbles sur Nauka. Le 9 septembre 2021, une seconde sortie extravéhiculaire a eu lieu afin de connecter des équipements spatiaux au module de liaison principal (MLM). Le 19 janvier 2022, les cosmonautes Anton Chkaplerov et Piotr Dubrov ont effectué une troisième sortie extravéhiculaire pour établir des connexions entre Nauka et Prichal.
Le 21 novembre 2023, le sas de Nauka a été intégré au segment russe de la Station spatiale internationale, marquant ainsi le 25e anniversaire du lancement de Zarya vers l'ISS.
Le module a finalement été mis en orbite terrestre le 21 juillet 2021 à 16h58 CEST. Une fusée Proton-M l'a transporté depuis le cosmodrome de Baïkonour, au Kazakhstan. Le module s'est séparé de la fusée et a déployé ses antennes de communication et ses panneaux solaires.
Peu après le lancement, des problèmes sont apparus avec le module “ Nauka ”. Il a été impossible de démarrer ses moteurs principaux, mais l'équipe au sol est parvenue à rehausser l'orbite grâce aux propulseurs de secours. Un problème est également survenu avec le système d'amarrage Kurs, conçu pour assurer un amarrage sécurisé à la station.
“Le module ” Nauka “ devait s'amarrer au port d'amarrage nadir de l'adaptateur du module ” Zvezda “. Depuis 2001, le sas ” Pirs “ était amarré à ce port. Il s'est détaché et a brûlé dans l'atmosphère terrestre avec un vaisseau cargo Progress. En raison des problèmes rencontrés avec ” Nauka “, le détachement du sas a été retardé de plusieurs jours par rapport au calendrier prévu. ” Nauka » s'est amarré à la station le 29 juillet 2021 à 13h29 UTC (15h29 heure polonaise).
Les problèmes ne s'arrêtèrent pas là. Quelques heures après l'amarrage à l'ISS, le module démarra ses moteurs de manière inattendue, comme s'il tentait de s'éloigner de la station. La cause : une erreur logicielle. Le module perdit alors le contrôle de son orientation et effectua une rotation d'environ [valeur manquante]. $540^\circ$. Pour stopper la rotation, les moteurs du module “ Zvezda ” et du vaisseau “ Progress ” furent mis en marche. Les moteurs de Nauka s'arrêtèrent au bout de 15 minutes et la station retrouva son orientation initiale.
“ Nauka ” est le plus grand module du segment orbital russe de l'ISS. Il sert principalement de laboratoire et dispose également d'un sas permettant les sorties extravéhiculaires. Le module comprend des installations sanitaires, un système de régénération d'air et peut accueillir un cosmonaute.
Pour la recherche en laboratoire, le module Nauka offre plus de 30 postes de travail universels (PTU). Le haut degré d'automatisation du MLM-U Nauka réduit le nombre de sorties extravéhiculaires coûteuses : de nombreuses opérations à l'extérieur de la cabine peuvent être effectuées sans quitter la station. À l'extérieur du module, on trouve 13 postes de travail universels externes (PTU-N) et le manipulateur ERA pour la manutention ou la maintenance automatisées. Dans le compartiment pressurisé de Nauka, 20 postes de travail universels internes (PTU-W) sont organisés. Parmi ces postes, on compte quatre postes avec étagères coulissantes, dont une boîte à gants, un cadre avec une plateforme anti-vibration à rotation automatique et un poste doté d'un hublot de 426 mm de diamètre pour les observations visuelles, instrumentales et autres.
Avec “ Nauka ”, le Bras robotique européen (ERA) est arrivé à la station, qui dessert la partie russe de la Station spatiale internationale, opérant à l'extérieur. En novembre 2021, un nouveau module de connexion, “Prichal,”, était fixé au port nadir du MLM-U.
Pirs – un sas russe qui a fait partie de la Station spatiale internationale (ISS) de 2001 à 2021. Il permettait des sorties extravéhiculaires sans qu'il soit nécessaire de dépressuriser au préalable les sections avant des modules “ Zarya ” et “ Zvezda ”. Il a été construit par RKK Energia.
Le vaisseau Pirs a été lancé en orbite dans le cadre de la mission 4R par une fusée Soyouz-U. Le lancement a eu lieu le 14 septembre 2001 à 23h34min55s UTC depuis le cosmodrome de Baïkonour, au Kazakhstan. Le 17 septembre à 1h05 UTC, grâce à un système de propulsion dérivé des vaisseaux Progress-M (le complexe incluant Pirs lors de son voyage vers la station spatiale internationale était désigné Progress-M-S01), il s'est amarré automatiquement au nœud vertical inférieur du module Zvezda. Après cette opération, la section de propulsion qui acheminait le sas vers le port de Zvezda a été larguée, car devenue inutile, et s'est consumée dans l'atmosphère.
Outre sa fonction de sas, Pirs servait également de port d'embarquement pour les vaisseaux habités Soyouz et les vaisseaux cargo Progress. Le carburant livré à la station par les cargos russes y était également acheminé.
Comparé aux autres modules russes, Pirs était de petite taille. Sa masse au lancement était de 4 350 kg, tandis que sa masse en orbite était de 3 580 kg. Le module mesurait 4,91 m de long et son diamètre maximal était de 2,55 m. Son volume interne était d'environ 13 $m^3$. Le module Pirs comportait deux écoutilles extérieures d'un mètre de diamètre, dimensions largement suffisantes pour permettre aux cosmonautes de sortir confortablement de la station en combinaison spatiale russe Orlan. Ces écoutilles étaient équipées de fenêtres de 228 mm de diamètre intérieur. Des mains courantes étaient disposées autour des écoutilles, à l'extérieur comme à l'intérieur du module, afin de faciliter le passage des cosmonautes.
Le module Pirs était équipé de son propre système de ventilation ainsi que d'un local pour les combinaisons spatiales. À l'extérieur du sas, l'équipement de base se composait de deux grues Strela. En 2012, ces deux grues furent détachées de Pirs et déplacées vers le sas Poisk (Strela-1) et le module Zarya (Strela-2). Cette opération était nécessaire car Pirs devait libérer l'espace pour le nouveau module MLM Nauka en 2013. Après de nombreux retards de construction, Nauka atteignit l'ISS en 2021. En raison de problèmes avec ce nouveau module, le désamarrage de Pirs fut reporté. Pirs fut finalement détaché le 26 juillet 2021 à 10h55 UTC et désorbité quatre heures plus tard à 14h51 UTC.
Navires de ravitaillement
Outre les relèves d'équipage, il est essentiel d'approvisionner la station en nourriture, pièces de rechange, matériel et équipements de recherche. Face à la perspective du retrait des navettes spatiales américaines en 2011, il est devenu nécessaire, dès la fin de la première décennie du XXIe siècle, de trouver d'autres moyens de ravitailler la station. Les vaisseaux de transport russes Progress, du fait de leur faible capacité de chargement, ne pouvaient assurer pleinement ces missions. Par conséquent, les partenaires de la station – l'ESA européenne et la JAXA japonaise – ont entrepris la construction de nouveaux vaisseaux de transport plus grands, lancés en orbite par leurs propres fusées, baptisés respectivement ATV et HTV (Kounotori).
Après avoir effectué avec succès cinq missions de ravitaillement entre 2008 et 2015, les navires ATV ont été retirés du service. Quant aux navires HTV, qui ont également effectué cinq missions entre 2009 et 2015, ils devaient rester opérationnels jusqu'en 2019.
Par ailleurs, dans le cadre du programme de ravitaillement commercial, des vaisseaux spatiaux commerciaux construits par des entreprises privées du secteur aérospatial atteignent la Station spatiale internationale (ISS) : Cygnus, d’Orbital Sciences Corporation, et Dragon, de SpaceX. À ce jour, plus de 22 lancements de ces vaisseaux ont eu lieu, dont plus de 20 ont permis de livrer avec succès des provisions à la station dans le cadre de ce programme.
