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LES ELEMENTS AMERICAINS
LA STRUCTURE Z1
La structure Z1 est une structure
carré montée à l'extérieur de la station sur le Node 1 Unity. Elle permet de monter temporairement les premiers panneaux solaires
de la station. Mis
en orbite au cours de la mission STS 92 (mission 3A) en octobre 2000, elle est
fixée sur le port Zenith du module Unity. Un des éléments du Z1 est le
système de contrôle des mouvements MCS constitué de 4 gyroscopes destinés à
assurer la stabilisation de la station afin que les panneaux soient toujours
orientés vers le soleil. La structure comporte aussi un système de
communication en bandes S et Ku. Elle comprend également de nombreuses
interfaces pour la structure P6, le stockage provisoire du PMA 3. La structure Z1 fabriquée par
Boeing à Huntington Beach arrive au KSC en février 1998 en même temps que le
PMA 3.
LES STRUCTURES ITS
Les structures ITS Integrated
Truss Structure, appelées poutres servent de support pour les panneaux solaire
alimentant la station en énergie électrique et les radiateurs de dissipation
de chaleur.
Assemblés en plusieurs étapes, les gigantesques générateurs électriques sont les plus grands qui aient jamais
été construits. Ils fourniront en moyenne jusqu'à 110 kW à la station.
Afin d'avoir de l'électricité
le plus rapidement possible pour faire fonctionner le module Destiny, la NASA
lance une première paire de panneau solaire, P6 (2B et 4B) en novembre 2000 (STS 97,
mission 4A) qu'elle monte sur une structure provisoire Z1 au dessus de Unity en attendant
l'assemblage des autres panneaux. La poutre P6
(15 900 kg) a quatre fonctions
primaires: la production, l'emmagasinage, la régulation et la
diffusion d'énergie électrique pour la station spatiale.
Les panneaux solaire de P6,
dimensions 35 x
15 m
8 poutres sont prévues sur la
station. Elles sont assemblé de part et d'autre d'une structure centrale S0,
amené en février 2002 par STS 110, mission 8A. Cette poutre de 13 000 kg
permet le raccordement avec les autres éléments. Elle est monté sur le module
Destiny. Les poutres S1 et P1 sont
installées de chaque coté, respectivement à tribord et bâbord en octobre et
novembre 2002 par STS 112, mission 9A et STS 113. Sur ces poutres de 12 600 kg
sont fixées les radiateurs servant à la dissipation de la chaleur emmagasinée
par les équipements de bord. Chaque
radiateur est constitué de 7 panneaux de 1,8 m sur 3,6 totalisant 25 m de long
déployé. De l'ammoniac y circule pour récupérer et évacuer la chaleur des
éléments fonctionnant dans la station. Les poutres abritent aussi tout le
système de commande, de régulation
et de conversion électrique et le système de refroidissement des unités de
routage, les buss principaux.
Les poutres P3-P4 sont lancées
en 2006 (STS 115), après trois années de retard dues à l'accident de Columbia. Pesant
15 900 kg, elles sont équipées de 2 panneaux solaire (2A
et 4A) et d'un radiateur dissipateur. Vient ensuite P5, une structure intermédiaire de 12600 kg similaire à
P1-S1 lancé par STS 116, les poutres S3-S4 sur le coté tribord (2 panneaux 1A
et 3A et un radiateur), la
structure S5 et le panneau S6 (2 panneaux 1B et 3B), semblable à S3-S4. Une fois monté, la structure
porteuse ITS aura une longueur de 100 m. Elle sert aussi de chemin de roulement
pour le transporteur mobile MT du bras robot de la station SSRMS.
| La structure de la
poutre P1 est essentiellement constituée d'aluminium. Pour un
poids de 12477 kg, elle mesure 13,7 m, est large de 4,6 m et
haute de 4 m. Elle est installée sur le côté tribord de la
poutre S0 et à l'opposé de la poutre S1. Une fois raccordée
à la poutre S0, le transporteur mobile américain, sur lequel
est installée la base mobile canadienne qui supporte le
Canadarm2, disposera de près de 40 m de rails et donc en mesure
de se déplacer le long des poutres S1, S0 et P1.
Comme la poutre S1,
la poutre P1 a été conçue structurellement pour supporter le
système de régulation actif de la Station External
Thermal Control System (ETCS) comprenant trois
radiateurs de huit panneaux chacun. En outre, elle est équipée
d'un système de transmission en bande UHF (antenne) et offre
des emplacements pour installer des caméras et des systèmes d'éclairage.
Lors d'une prochaine mission, la NASA procédera à
l'installation, sur P1, d'un système de liaison en bande S
actuellement installé sur la poutre P6.
Au terme de son assemblage, l'Integrated Truss Structure (ITS)
sera composée de 9 pièces maîtresse pour une longueur de 109
m. L'ITS supportera alors les huit paires de panneaux solaires
américains (40m x 13 m chacun, 32 m pour une largeur de 11 m
hors mât de support), les radiateurs et dissipateurs de
chaleur, le système de rails où évolue le transporteur mobile
américain sur lequel est installée la base mobile canadienne
qui supporte le Canadarm2.
ISS vue en
novembre 2002, S1, P1 de part et d'autre de S0. P6 est
déployé.
P3
et P4
P4
assemblé au bout de P1 en juillet 2006
S3
et S4
P5 et P6. P5 est
monté sur P4 en décembre 2006
S5 et S6
L'alimentation
d'ISS se fait par les panneaux solaire qui éclairés par le soleil produisent
de l'électricité qui est stocké par des batteries situées dans la structure
porteuse. Des bus amènent l'électricité vers les DDCU, DC to DC Converter Units
qui recevant du 160 V continu le convertissent en 125 V. Le circuit passe
ensuite dans les différents modules, contrôlé par les Remote Power Controller
Modules (RPCMs), équivalent de nos interrupteurs maison. Deux circuits
principaux relie les panneaux à la station, désignés 1-4 et 2-3. Chacun est
aussi refroidit par son circuit associé. Chaque aile solaire SAW Solar Air Way
est identifiées comme A ou B. Ainsi sur P6, les canaux sont nommés 2B et 4B et
sur P4, 2A et 4A. Même chose pour les panneaux S4, 1A et 3A et S6, 1B et
3B.
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Les quatre
MBSU Main Buss Switching Unit sont situés dans la poutre S0.
Quatre DDCU sont situés
sur S0 (1A, 2B, 3B et 4B), les deux autres sur S1 (S1-4B) et P1 (P1-3A).
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Le système de
refroidissement ATCS (Active Thermal Control System)
utilise un système de pompage pour collecter, transporter et
évacuer la chaleur due au fonctionnement des équipements de bord. La
chaleur résiduelle est enlevée de deux façons, à travers de plaques et
d'échangeurs de chaleur, chacun refroidit par des boucles dans lesquelles
circule de l'ammoniac en dehors de la station. L'ammoniac réchauffé
circule dans de larges radiateurs situés au dehors de la station et
rayonne sa chaleur dans l'espace. Le système de refroidissement à l'intérieur
des modules est constitué de tubes dans lesquels circule l'ammoniac. Il
échange sa chaleur avec le système externe. 9 boucles assurent ce rôle
dans les modules US et des partenaires internationaux.
Le Photovoltaic Thermal Control System (PVTCS)
est destiné à transporter la chaleur des équipements électrique EPS
des panneaux solaire et à l'évacuer par des radiateurs situés sur
P4-P6, S4-S6. Le système est constitué de 11 plaques de refroidissement,
deux pompes et un radiateur (capacité de 6000 W). Il est mis en service
lors de la mission STS 116. Chaque radiateur est formé de 7 éléments
mesurant 13 m sur 3 pour une masse de 740 kg. Quatre seront disponible à
terme, un sur chaque panneau.
L'évacuation de la chaleur
des équipements de bord se faisait depuis 1998 par l'intermédiaire du
module Destiny et d'un système de circulation d'ammoniac sur son cône
arrière et de deux radiateurs situé de chaque coté de la poutre P6
(capacité de 14 kW). Chaque radiateur est constitué de 7 éléments et
mesure 13 m sur 3. Le système principal de refroidissement permettra à
terme d'évacuer la chaleur de tous les modules de la station et des
équipements logés dans les poutres S0, S1 et P1. Deux circuits assurent
le refroidissement de la station (35 kW chacune), du coté gauche et droit
ainsi que le refroidissement des panneaux solaire. Deux jeux de trois
radiateurs ORU sont disposés sur S1 et P1. Totalement mobile, ils sont
constitués de 8 panneaux et mesure 23 m de long pour 3 m de large.
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