CHRONOLOGIE
SPACE SHUTTLE

CONSTITUTION GENERALE DU SPACELAB, 
ELEMENTS ET COMPOSANTS

MODULES

Le module pressurisé est constitué d' une combinaison d' un ou deux segments cylindriques, chacun de 4 m de diamètre et 2,7 m de long. Il est fermé de chaque coté par des sections coniques appelées " cône final ". La première configuration, module court est constituée d' un segment et de deux cônes. Avec deux segments, un principal, l' autre pour les expériences et deux cônes, on constitue le module long. L' entrée dans le module se fait à partir de la cabine de l' Orbiter par un tunnel de liaison qui l' alimente en énergie, eau, oxygène. Toutes les configurations de vol contiennent les mêmes arrangement intérieurs. Le sous système essentiel est installé dans le premier double " rack " sur chaque coté et sous le plancher du segment principal. Le reste de l' espace des " racks " du segment principal et de tous les " racks " du segment expérience peuvent être utiliser pour les expériences. Chaque segment est équipé au plafond d' un container de 1,3 m de diamètre intérieur destiné au logement du CPSE, l' équipement support de charge commune à savoir le haut du sas pour le segment expérience ou l' ensemble adaptateur hublot ou la fenêtre haute qualité/ l' ensemble hublot. Quand les hublots ne sont pas utilisés, il sont obturés par des couvercles plats. Le hublot de derrière donne une vue complète des palettes dans la soute.

PALETTES et IGLOO

Les palettes ont une section en forme de " U " . Elles sont pourvues de points d' attache solides pour le montage des expériences lourdes et de grands panneaux destinés à loger les éléments des charges légères. Les palettes mesurent 3 m de long sur 4 de large. Elles peuvent être toutes seules dans la soute de l' Orbiter ou assemblées en train avec trois éléments. Dans le cas d' un assemblage individuel, il y en a au maximum 5 reliées entres elles par une goulotte de servitude. 
En configuration palettes seules, les équipements du sous système sont logés dans un " Igloo " sur le devant de la première palette. L' igloo est un cylindre pressurisé équipé d' une cloison mobile donnant plein accès à l' intérieur. Le volume offert est de 2,2 m3, pour des mensurations de 2,4 m de haut et 1,1 m de diamètre.

TUNNEL DE TRANSFERT

Cet élément est fourni par la NASA. Le tunnel est capable de transférer l' équipage et les expériences de l' Orbiter au laboratoire. D' un diamètre intérieur de 1 m, il est équipé de lumière et de rampes pour les mains et son atmosphère est la même que dans la cabine et le module. Il permet le passage de deux hommes en sens inverse, en même temps. Deux tunnels peuvent équipés la soute de l' Orbiter, selon la position du module, un long de 5,75 m et un court de 2,66 m. Le tunnel est réalisé en feuilles d' aluminium 6061 forgé à la machine et les segments flexibles sont en Viton. 
Le tunnel est constitué de : 
_ A l' avant, une section adaptatrice de 64 cm de long, boulonnée à l' adaptateur du tunnel et scellée par un double anneau. 
_ Deux sections flexibles identiques de 23 cm de long et capable d' un ajustement de 7,6 cm. Elles peuvent être attachées à l' adaptateur avant ou arrière, et à l' un ou l' autre de la section cylindrique en " zigzag " . 
_ Une section cylindrique de 3 m de long, utilisée uniquement avec le long tunnel. 
_ Une section en " zizag " qui compense une différence de niveau de 1,07 m entre le sas de l' Orbiter et celui du Spacelab. 
_ Une section adaptatrice arrière, de 20 cm de long, scellé à la section flexible arrière par un double anneau et au module Spacelab par des joints scellés standard.

Le tunnel est attaché dans la soute par des tubes accrochés, assemblés sur les bords de la soute, au niveau de la section de 3 m et sur la partie en " zizag ". Extérieurement, le tunnel est recouvert d' une protection blanche, la même que sur le module.

CONFIGURATIONS

Il existe 8 configurations de vol, dont 4 de base : 

_ Module long, 7,2 m. 
_ Module court et trois palettes, 4,7 et 9 m. 
_ Trois palettes individuelles et un igloo, 3 m + 3 m + 3 m + 1,1 m. 
_ Cinq palettes, 3 et 2 et un igloo, 9 m + 6 m+ 1,1 m.
_ Module long et une palette, 7,2 m + 3 m. 
_ Module long et deux palettes, 7,2 m + 6 m. 
_ module court et deux palettes, 4,7 m + 6 m. 
_ Quatre palettes, 2 + 2 et un igloo, 6 m+ 6 m+ 1,1 m.

SERVICES POUR LES EXPERIENCES

Les expériences peuvent être logées dans le module ou sur les palettes (comprenant l' utilisation de l' IPS Instruments Pointing Systems et l' aire arrière du pont de vol de l' Orbiter OAFD).

STRUCTURE DE LOGEMENT DU MODULE

Dans le module, les expériences sont logées dans des " racks " simples ou doubles ou dans des containers en hauteur ( sous le plancher dans le segment expérience). Les expériences qui doivent être contrôlées directement par l' équipage sont logées soit dans le sas, soit sur les hublots, ou les deux à la fois pendant la mission (ils sont rangées à l' abri au lancement et au retour). Les racks standards sont des 19 pouces, soit 48 cm de large. Dans ces rangements sont fixées toutes les expériences et appareils de mesures, contrôle, visualisation… Ils sont réalisés en aluminium 7075 T73 et assemblés par rivets et boulons. Les points d' attache supérieur sont usinés en titane 6AL4V.

Deux doubles racks offrant un volume de 1,75 m3 et une capacité de 580 kg chacun, plus deux simples racks offrant 0,9 m3 et 290 kg chacun peuvent être installés dans le segment principal du module. Quatre doubles et deux simples racks peuvent être installés dans le segment expérience.

Le sas permet l' exposition des expériences dans l' environnement de l' espace depuis l' intérieur du module. Le sas est un cylindre de 1 m de diamètre sur 1 m de long. Des écoutilles le ferme de chaque coté, les expériences étant fixées sur une table coulissante qui sort de 96 cm dans l' espace. Les hublots ont 30 cm de diamètre, ils sont conçus pour les modules Spacelab et offrent un excellente vue de la terre et de l' espace. Ces hublots permettent aussi de réaliser des photos grâce à leur grandes qualités optique.

La deuxième section, appelée segment d'expérimentation, fournit une zone de travail préssurisée supplémentaire, de l'espace pour des supports d'expérimentation supplémentaires et des dispositions pour le montage de la fenêtre ou d'un sas scientifique conçu pour permettre d'exposer les expériences réalisées dans le module à l'environnement spatial.
Le segment central peut être piloté seul, dans ce qu'on appelle la configuration du module court, ou couplé en tandem avec le segment expérimental dans la configuration du module long. Le module court mesure 4,26 m de longueur hors tout et se compose du segment central et de deux segments coniques. Le module long, y compris les cônes d'extrémité, mesure 7 m de long.

L' ORBITER AFT FLIGHT DECK

L' aire arrière du pont de vol de l' Orbiter est divisée en trois zones de travail, Mission Station, On orbit Station et Payload Station. Les aires disponibles pour les charges du Spacelab dans l' OAFD sont très limitées et ne sont utilisées jusqu' à présent que pour les échantillons biologiques au dernier moment.

PALETTES

La charge maximale que peut transporté la palette sous des conditions normales est de : 

_ Une palette seule, 3110 kg sans igloo et 2880 kg avec l' igloo. 
_ Deux palettes en train, 5000 kg sans igloo et 5000 kg avec l' igloo. 
_ Trois palettes en train, 5000 kg sans igloo et 5000 kg avec l' igloo.

Sur les palettes sont montées 24 panneaux " intérieurs " et 24 panneaux " extérieurs " en nid d' abeille d' alliage d' aluminium. Les panneaux internes sont pourvus de points d' insertion taraudés permettant de fixer les matériels des sous systèmes. Chaque panneau peut supporter jusqu' à 50 kg par m2 de charges uniformément réparties. 24 points de fixations standards en titane usinés chromés sont prévus pour les charges utiles. Mais les charges peuvent " débordées " sous réserve que des dispositions spéciales soient prises pour leur installation.

L' IPS, Instrument Pointing System ou système de pointage des instruments est un appareil de pointage d' une grande souplesse d' emploi qui assurera à toutes les expériences scientifiques installées sur l' Orbiter une précision et une stabilité de pointage très fine. Grâce à son système à cardans stabilisés sur trois axes, il peut orienter des charges d' un poids maximal de 2000 kg avec une précision de l' ordre de la seconde d' arc.

COMMAND & DATA MANAGEMENT SYSTEM, CDMS

Le CDMS est le système gérant les commandes et les données principales du Spacelab. Il stocke, dispatche et transmet toutes les données.

ELECTRICAL POWER DISTRIBUTION SUBSYSTEM, EPDS

La puissance électrique disponible dans le Spacelab vient des piles à combustibles de l' Orbiter qui délivrent 7 kW sous 28 V continu. Le système distribue du courant continu et alternatif aux sous-systèmes du Spacelab et aux expériences sur un système de " buss " complètement séparé au travers du EPDB, Electrical Power Distribution Boxes.
Les interfaces au niveau des racks sont l' Experiment Power Switching Pannels. Ces caractéristiques sont :

En courant continu : 
_ 28 V plus ou moins 4 V. 
_ 2 sorties 60 A maxi chacune. 
_ 2 sorties 60 A maxi au total.

En courant alternatif : 
_ 3 phases + un neutre. 
_ 115/ 200 V rms à +5% neutre. 
_ 4 sorties 2,7 kVA au total en continu
_(3,5 kVA pour 120 secondes) 400 hz.

OPERATION AU SOL/ INTEGRATION

L' intégration de tous les éléments du Spacelab, module, palettes, rack, expériences est réalisée dans l' Operation & Checkout Building, l' O &C B situé dans la zone industrielle du KSC. Ce bâtiment hérité du programme Apollo sert à l' intégration des charges utiles STS à l' horizontale comme le Spacelab, qui est d' ailleurs la seule charge utile intégrée dans le bâtiment. Installé dans le Canister Transporter, le Spacelab est transporté dans l' OPF de l' Orbiter pour être mis dans la soute. 
La séquence d' intégration comprend 4 phases : 
_Niveau 4, intégration et test fonctionnel de l' équipement expérience dans le laboratoire, installation dans les racks ou sur les palettes, vérification de l' ensemble, montage des racks sur le plancher du module. Le Payload checkout Unit est utilisé dans cette phase. 
_ Niveau 3, association, intégration et vérification de tous les éléments et expériences montées. 
_ Niveau 2, intégration et vérification des équipements associés aux expériences, des éléments montés dans les racks et les palettes avec les sous systèmes de vol. 
_ Niveau 1, intégration et vérification du Spacelab/ charges utiles avec l' Orbiter.

Le premier pas dans l' intégration du Spacelab est la mise en place des composants du laboratoire tel que les palettes et les racks dans les conditions requises pour la mission dans une des deux aire de maintenance du bâtiment.

Intégration des expériences. Niveau 4.

Les équipements pour les expériences sont testés avant toute installation dans les racks ou les palettes par les expérimentateurs eux même si c' est possible. Les expériences sont connectées au simulateur des sous systèmes Spacelab, le PCU. Ces mêmes sous systèmes sont auparavant testés séparément et ensembles. L' ensemble est déplacé dans une des deux baies d' intégration de l' O & C B.

Intégration Spacelab/ expériences. Niveau 3 et 2.

Pour une mission avec un module, les expériences dans les racks et sous le plancher sont " roulés " dans le module qui est ensuite fermé à l' arrière par son cône. Toutes les connections sont réalisées avec les palettes et les expériences avec les sous systèmes Spacelab. Dans cette phase de nombreux tests sont effectués pour simuler la mission, le fonctionnement des appareils et des expériences. Une simulation avec une maquette de la soute de l' Orbiter est réalisée. Cette maquette , le CITE Cargo Integration Test Equipment, comporte tous les éléments de l' Orbiter, la soute et le cockpit et permet de vérifier la compatibilité Spacelab/ Orbiter. Le Cite permet aussi des tests de liaison avec le centre Spacelab de Houston, le POCC Payload Operation Control Center.

Intégration Spacelab/ Orbiter. Niveau 1.

A l' aide du " Strongback ", une structure rigide en tubes d' acier équipée de câbles et mécanisme d' attache et de balance pour s' accomoder à toutes les charges utiles STS, le Spacelab est soulevé de son stand et hissé dans le Canister transporter. Le Strongback est conçu pour des charges de 4,57 m de diamètre et 18 m de long pesant 29492 kg. 
Le Canister est une " soute sur roues " longue de 19, 7 m large de 5,5 m et haut de 5,67 m tirée par un camion tracteur. Le Canister transporte le Spacelab dans un environnement protégé et conditionné de l' O & C B au hangar d' intégration des Orbiter l' OPF, dans la zone du VAB à l' Est de ce dernier. Arrivé dans l' OPF, le Spacelab est hissé à l' aide du strongback dans la soute de l' Orbiter. Les connections mécaniques et électriques sont réalisées et vérifiées. Le tunnel de transfert est installé à son tour, puis après avoir installés les films à exposer, les cassettes, les batteries, les caméras dans le module, enlever les plateformes de travail dans la soute, les portes de soute sont refermées et l' environnement interne de la soute est maintenu par une purge d' air jusqu' au roll over.

L' opération rollover consiste à amener l' Orbiter dans le VAB pour l' assembler à son stack de propulsion.

Pendant le transport vers le pad de tir, la soute est purgée avec de l' air conditionné. Sur le pad, sont vérifiées les connections STS/ Spacelab et pad de tir, l' accès au laboratoire étant très limité. Pendant le compte à rebours, un dernier accès au Spacelab par le tunnel permet d' installer les expériences de dernières minutes et les spécimens biologiques. En aucun cas, un accès est prévu par la soute.

 LES OPERATIONS POST VOL

Le processus de désassemblage est essentiellement le processus inverse de l' intégration. Après l' atterrissage, seules les expériences présentes dans la cabine peuvent être retirées rapidement. Ce n' est que lorsque l' Orbiter est à nouveau dans l' OPF que l' accès à la soute et au module est possible. Le Spacelab est extrait de la soute par le Strongback et ramené dans l' O & C B dans le Canister. Enfin, les films, échantillons, les données et les expériences sont récupérées et renvoyées à leur investigateur. Le module et les palettes sont démontés, nettoyés, remis en état pour une autre mission.

Texte d' après le Spacelab Data Book une publication de l' ESA de septembre 1983 écrit par Norman Longton