LA STATION I.S.S

LES ELEMENTS RUSSES

MODULE DE SERVICE ZVEZDA

Second module russe servant aussi bien d'habitation et de contrôle en orbite, le module de service est en fait à l'origine le module de base de la station MIR 2. Nommé Service Module, il est baptisé en mai 1999 Zvezda (étoile).

Zvezda c'est une station MIR de secours. Il est équipé d'un compartiment de transfert, de travail et d'instrumentation. L'avant est occupé par un noeud d'amarrage sphérique avec des pièces de jonction axiales et radiales qui peuvent servir de sas pour les EVA. Le diamètre du compartiment de travail va de 2,9 à 4,1 m pour 10 m de long. A l'autre bout le compartiment de transfert permettant le passage du Soyouz dans le module et équipé du système de contrôle d'attitude.

L'énergie électrique est fournie par deux panneaux solaire de 10 kW qui recharge 8 batteries nickel-cadmium fournissant 28 volts sous 110 Ampère-heure. Ce courant électrique alimente l'éclairage bien sûr, mais aussi les système de recyclage tels que Elektron qui produit par électrolyse de l'oxygène à partir d'eau, ainsi que les systèmes de climatisation. 

La partie habitation comprend une salle d'eau, un atelier avec toute une panoplie d'outils, une salle à manger et des cabines individuelles équipées d'un sac de couchage, d'une tablette et d'une chaise (ça fait un peu annonce immobilière tout ça!). 

Zvezda permet le maintient de la station en orbite, par des corrections régulières d'altitude, et le contrôle du positionnement. Pour ce faire, à l'arrière du module se trouvent deux moteurs principaux de 3070N de poussée, plus 32 moteurs d'orientations répartis tout autour du cylindre. Des capteurs stellaires assurent le contrôle de l'attitude à 0°01' d'angle près. Tous ces moteurs sont alimentés par 700 kg d'ergols contenus dans 6 réservoirs. 

La construction du SM commence dans les années 1980 associé aux station Saliout DOS. A partir de 1996, il sera le principal retard dans l'assemblage de la station. A cause de manque de finance, le module prends 8 mois de retard. Le lancement prévu en avril 1998 est repoussé à décembre, puis un an après il est repoussé à avril 1999. Le 1er juin 1998, le module arrive à RKK Energia pour être équipé et subir divers tests électriques. La NASA doit mettre la main à la poche et donner 60 millions $ aux russes pour terminer le module. 

En mai 1999, le module est envoyé à Baikonour. Un retard est annoncé en juin qui fait glisser le lancement à novembre. Fin 1999, des problèmes avec le Shuttle retardent le lancement. Zvezda sera lancé après une mission STS de maintenance. Mais en octobre 1999, la défaillance d'un lanceur Proton et du moteur du second étage contraint les russes à interdire les vols Proton. Heureusement le rapport d'enquête conclut à une contamination du moteur du second étage à l'usine de fabrication. Une procédure est lancé afin de reprendre les vols ce qui retarde un peu plus le lancement de Zvezda. Après deux lancements de Proton en février et avril 2000 réussit, le lancement de Zvezda peut avoir lieu. En juillet, le module est monté sur le lanceur est amené sur le pad. Le 12 juillet, 4 h 56 TU, Zvezda part pour l'espace...

Après le lancement des deux premiers éléments russes, qui sont en fait les premiers de la station, l'avenir des futurs modules parait légèrement compromis. Seul le module d'amarrage Pier est sur le chemin de l'espace.

Les plans originaux d'assemblage de la station présentés en 1994 (révision A) prévoyaient que chaque module soit attaché à Zarya et Zvezda de façon autonome assisté en orbite par un remorqueur. Le Piers sera lancé par un Soyouz et manoeuvre par un remorqueur Progress M tandis que les autres modules le seront par un Zenith et un remorqueur Progress M2. Le concept de ces modules suit les plans de MIR 2, avec des modules long de 6,5 m pesant 8 tonnes. 

Le DSM Docking & Stowage Module est un module de stockage pour les équipements amenés par les Progress. Il possède un port d'amarrage arrière pour le Soyouz et le CRV américain. Le LSM Life Support Module embarque des éléments éprouvés sur MIR comme le générateur d'oxygène et de recyclage des urines ainsi qu'un petit sauna. Les premiers plans pour les modules de recherches RM Research Module prévoyaient un module technologique, biotechnique et télédétection.

La plateforme SPP Science Power Plateform est une version simplifiée de celle étudiée pour MIR 2 en 1991-92 avec ses concentrateurs solaires et ses 4 panneaux solaires. Les concentrateurs sont enlevés en 1993 et le nombre des panneaux solaires augmenté de 4 à 6. Sa mise en orbite sera assuré par deux Progress M. Cette configuration reste inchangée jusqu'en janvier 1996, au moment où la Russie décide de ne plus utiliser le lanceur Zenith pour assembler ISS. Les raisons sont autant financières que politiques.

La révision B en septembre 1996 spécule que le module UDM sera réalisé sur la base du FGB 2. Les modules DSM et LSM seront réalisés en deux exemplaires et assemblés en tandem sur le FGB et l'UDM. Il reste deux modules de recherches et la plateforme SPP qui sera lancée par le Shuttle (mission 9A.1 et 14A). La transformation du module FGB 2 en module d'amarrage UDM retardera l'assemblage des modules russes et limitera les activités EVA dans les premiers temps d'assemblage, parce que le sas du Docking Compartiment va utiliser le UDM comme port d'amarrage. Cette situation oblige les russes à construire deux compartiment d'amarrage DC. Le premier sera connecter à Zarya et retombera dans l'atmosphère quand l'UDM sera sur orbite. Le nouvel DC sera lancé pour se connecter avec l'UDM.

En 1997 le centre Khrunichev et RKK Energia commencent le développement de l'UDM basé sur le FGB 2. Mais rapidement, il devient évident qu'il faut repartir à zéro, les modifications étant trop importantes. L'UDM a besoin de 5 ports d'amarrage alors que le FGB 2 n'en a que deux, ce qui limite les capacités de replis lors des EVA. Contrairement au FBG 2, l'UDM n'aura pas de rôle de dépôt de carburant et de fournisseur d'énergie et n'a besoin que de 4 réservoirs de carburant contre les 6 du FGB et de petits panneaux solaires au lieu de gros motorisés.

Le concept de l'UDM change dans la première moitié de 1998. Les ports d'amarrage avant sont tournés de 45° et les batteries NI-Cd remplacées par des Ni-H2 montées à l'extérieur, laissant 2,5 m3 de volume en plus. En avril, les modules LSM sont annulés et remplacés par un module unique DSM Docking & Stowage Module basé sur le FGB 2. Les 6 gyroscopes de l'UDM sont transférés sur le DSM laissant de la place dans le module pour installer des équipements prévus sur les modules de recherche LSM comme le générateur d'oxygène, le système de recyclage des urines, des toilettes et un sauna. Ces changements sont validés  lors de la révision D en mai 1998. Les travaux sur le module UDM sont mi en vielle dans l'été à cause du manque d'argent et des problèmes internes entre RKK et Khrunichev.

Le nouveau DSM basé sur le FGB 2 reprend les fonctions de stockage des équipements auxquelles s'ajoute un rôle de contrôle d'attitude grâce a ses gyroscopes et ses moteurs. Il assurera le transfert de carburant entre Zvezda et Zarya. Des canalisations d'ergols passeront à travers le DSM pour alimenter les Progress ammaré à son port pour remplir les réservoirs de Zarya.

Cependant, l'avenir des modules de recherches restent incertains. De nombreux concepts alternatif sont proposés notamment en coopération avec l'Ukraine.

Fin 1998, il devient évident que le seul module russe qui soit capable de rejoindre l'ISS sera le FGB 2, mais sa modification en DSM souffre d'un cruel manque de fonds russes. Khrunichev propose de faire du FGB 2 un Multipurpose Module MTM pour remplacer le DSM capable d'accueillir les équipements prévus dans les modules US et japonais.

Début 1999, les négociations sont en cours entre Khrunichev et Boeing pour le partage des coûts. En mai, RKK Energia propose de construire le MTM sur de nouvelle base et de le lancer avec des Zenith de Baikonour. 

Au début de l'été, Boeing renonce à participer au MTM. RKK et Khrunichev se retourne vers le privé et Spacehab Inc pour développer un module commercial pour ISS. Ce CDSM Commercial Docking & Stowage Module est baptisé Enterprise. Ce module sera équipé d'un studio multimédia pour la réalisation de films éducatifs et récréatifs vendus aux télévisions et distribué par Internet. En avril 2000, la Russie annonce que Enterprise sera lancé par un Zenith au lieu d'un Yamal, espérant une petite participation de l'Ukraine au projet.

Dans l'été 2000, Khrunichev relance Boeing pour construire un autre module commercial le CSM Commercial Space Module, construit sur la base du FGB 2. Il offrira 20 m3 de volume habitable pour les équipements. Il est clair maintenant que les modules Enterprise et CSM  feront partie du segment russe ISS remplaçant les modules "officiels" DSM et UDM.

En octobre, la Russie annonce que le Proton lancera le module Enterprise. Du fait des capacités du lanceur, il sera placé sur orbite avec 3200 kg d'équipement au lieu des 500 kg avec le Zenith, ce qui limitera les lancements de logistique. Entreprise mesure 8,9 m de long pour 2,9 m de diamètre et offre 48 m3 de volume habitable. Il est divisé en deux sections pour le stockage et les expériences. Une salle à l'extérieur permet d'exposer 1500 kg d'expériences. A l'avant un port d'amarrage pour les Soyouz et Progress. En fait Enterprise reprendra les principales fonctions du DSM.

En mars 2001, Energia et Spachab signent l'accord final avec l'agence spatiale russe pour construire Enterprise et l'amarrer au port nadir de Zarya.

DOCKING COMPARTIMENT PIER

Le compartiment d'amarrage DC est le premier élément ajoutés russe. Conçue dans les années 1980 pour la navette Bouran et similaire au ODS américain équipant le Shuttle, il sert aussi bien pour les jonctions avec les autres vaisseaux que de sas pour les EVA. En effet les vaisseaux Soyouz et Progress ne pouvaient s'amarrer à la station que sur deux ports, à l'arrière de Zvezda et au nadir de Zarya. Les deux autres ports de Zvezda (au nadir et au zénith) ont des interfaces incompatibles avec les systèmes d'amarrage des Soyouz-Progress. Avec seulement deux ports d'amarrage, la rotation entre les Soyouz et les Progress obligeait à détacher le Progress avant l'arrivée d'un Soyouz. Le module Pier amarré au nadir de Zvezda permet désormais l'amarrage d'un Soyouz.  

Il est constitué d'une sphère de 2,55 m de diamètre avec de chaque coté un tunnel cylindrique de 2 m de diamètre  avec une pièce de jonction "cône-tige" compatible avec les Soyouz et Progress. Sur la partie sphérique, deux écoutilles de 1 m de diamètre permettent les sorties dans l'espace. Cette écoutille s'ouvre vers l'intérieur ce qui réduit le volume utile du sas mais permet plus de sécurité en cas de problème de dépressurisation.

La mise en orbite est réalisé par le module moteur d'un vaisseau Progress modifié qui se sépare par la suite.

La  construction du module commence en 1998 à RKK Energia et se termine en 2000. Le 16 juin 2001, il est envoyé à Baikonour. Baptisé PIER, il est intégré au Progress M S01 et lancé le 14 septembre 2001 à 23 h 34 TU. Après un vol autonome de 2 jours, il s'amarre au port nadir de Zvezda. Le sas emporte 800 kg d'équipement dont les scaphandres Orlan M et la grue Strela destinée à faciliter les mouvements en dehors de la station.