Poutre (station spatiale internationale)

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Éléments de la station en juin 2008

La poutre de la Station spatiale internationale est une structure métallique de plus de 100 mètres de long qui porte les radiateurs qui dissipent l'excès de chaleur de la station et les panneaux solaires qui lui fournissent son énergie. La poutre sert également de réceptacle à des palettes destinées à recevoir des expériences scientifiques. Elle supporte une voie ferrée sur laquelle circule le support du bras Canadarm 2 qui permet l'assemblage et la maintenance de la station.

Du fait de son encombrement et de sa masse (plus de 100 tonnes) la poutre et les éléments qui s'y rattachent ont été montés par éléments par la navette spatiale américaine et assemblés au cours de sorties extravéhiculaires par les occupants de la Station spatiale internationale.

La poutre est rattachée via le module central Unity à la partie pressurisée de la station spatiale. Elle est perpendiculaire à l'axe de progression de la station spatiale et donc à l'axe formé par les principaux modules pressurisés.

La poutre a été construite par Boeing tandis que les radiateurs, les panneaux solaires et les radiateurs ont été réalisés par Lockheed Martin pour le compte de la NASA.

Composants

Les étapes de l'assemblage des éléments de la poutre entre 2000 et 2009
Élément	Mission chargée du montage	Date de lancement	Longueur (m)	Largeur (m)	Hauteur (m)	Masse (kg)
Poutre Z1	3A - STS-92	11 octobre 2000	4,9	4,2		8,755
Poutre P6 - Panneaux solaires^(a)	4A - STS-97	1^er décembre 2000	10,67	4,87	4,9	15,873
Poutre S0	8A - STS-110	8 avril 2002	13,4	4,6		13,970
Poutre S1	9A - STS-112	7 octobre 2002	13,7	4,57	3,96	12,572
Poutre P1	11A - STS-113	24 novembre 2002	13,7	4,57	3,96	12,477
Poutres P3/P4 - Panneaux solaires	12A - STS-115	9 septembre 2006	13,8	4,88	4,75	15,900
Poutre P5	12A.1 - STS-116	10 décembre 2006	3,37	4,55	4,24	1,864
Poutres S3/S4 - Panneaux solaires	13A - STS-117	8 juin 2007	13,8	4,88	4,75	16,183
Poutre S5	13A.1 - STS-118	8 août 2007	3,37	4,55	4,24	1,819
Déplacement de la poutre P6^(a)	10A - STS-120	23 octobre 2007	-	-	-	-
Poutre S6 - Panneaux solaires	15A - STS-119	15 mars 2009	13,4	4,9	4,9
(a) : La poutre P6 et ses panneaux solaires furent initialement fixés sur Z1 en décembre 2000, puis furent relocalisés sur P5 en octobre 2007. Les poutres S2 et P2 ont été annulées.

L'assemblage de la poutre s'est effectué en plusieurs étapes entre 2000 et 2009. Compte tenu de son encombrement et de sa masse, il a fallu amener la poutre par tronçons dans la soute de la navette spatiale américaine. Sur place, les tronçons ont été assemblés par les astronautes au cours de sorties extra-véhiculaires, aidés pour la manipulation par les bras téléopérés.

Poutre Z1

Poutre Z1 (en haut) et le module Unity (en bas) depuis STS-92 en octobre 2000

La première poutre, Z1, fut lancée en octobre 2000 par le vol STS-92 et fut utilisée comme point de montage temporaire pour la poutre P6 et des panneaux solaires attachés lors du vol suivant de la navette STS-97. La poutre Z1 est la première armature permanente installée sur la station, fournissant la base pour les additions futures des autres poutres. Elle contient le contrôle gyroscopique, des circuits électriques, des équipements de communications et deux générateurs de plasma destinés à neutraliser l'énergie électrique statique produite par les panneaux solaires.

Poutre S0

La Poutre S0 (en haut) depuis STS-110 (17 avril 2002)

La poutre S0 est longue de 13,40 m et large de 4,60 m. Elle pèse 13 971 kg . Elle forme la partie centrale de la poutre et solidarise celle-ci aux modules pressurisés via des poutrelles solidement fixées au module Destiny.

Poutres P1/S1

Poutre S1 en cours d'installation durant STS-112 (10 octobre 2002)

Poutre P1 en cours d'installation durant STS-113 (28 novembre 2002)

Les poutres P1 et S1 sont attachées de part et d'autre de la poutre S0. Chacune est longue de 13,70 m, large de 4,60 m, haute de 3 m et pèse environ 14 tonnes. La poutre P1 a la même longueur et largeur. Chacune porte trois radiateurs orientables utilisés par le système de régulation thermique des modules pressurisés et dans lesquels circulent 290 kg d'ammoniac anhydre.

Un chariot conçu pour supporter le bras Canadarm2 et accroître facilement son rayon d'action peut circuler à petite vitesse sur une voie ferrée fixe sur une des faces des poutres S0, P1 et S1.

Poutres P3/P4, S3/S4

Sur la partie bâbord, les poutres P3 et P4 supportent deux paires de panneaux solaires, un radiateur destiné à dissiper la chaleur générée par les transformateurs électriques, et entre P3 et P4 un joint tournant (le joint tournant alpha - Solar Alpha Rotary Joint - SARJ) qui permet aux panneaux solaires de toujours faire face au Soleil. L'ensemble des segments de poutre situés à l'extérieur de P3 fait un tour complet à chaque orbite. Les panneaux eux-mêmes peuvent s'orienter grâce à un deuxième joint tournant dit bêta. Les poutres S3 et S4 présentent les mêmes caractéristiques à tribord.

Poutres P5/P6, S5/S6

Les poutres P6/S6 supportent un ensemble de panneaux solaires et de radiateurs similaires à P4/S4. Les petits segments de poutres P5/S5 sont uniquement destinés à prolonger P4/S4 et à créer un espace suffisant entre les deux ensembles de panneaux solaires. La poutre P6, avec ses panneaux solaires, fut lancée et mise en place très tôt (décembre 2000) par rapport aux autres éléments situés aux extrémités de la poutre (P5, S5, S6, et les panneaux solaires associés) ; elle fut temporairement fixée sur la poutre Z1, avant d’être déplacée à l’extrémité de l’élément P5 en octobre 2007.

Images

Galerie montrant les étapes de l’assemblage de la poutre :

Image de synthèse de l’ISS après la mission STS-92 (octobre 2000), montrant, entre autres, l’élément Z1 fixé au-dessus du module-nœud Unity.
Image de synthèse de l’ISS après STS-97 (décembre 2000) : l’élément P6, avec ses panneaux solaires, a été fixé sur l’élément Z1 selon une direction perpendiculaire à l’axe de la future poutre.
Image de synthèse de l’ISS après STS-110 (avril 2002) : l’élément S0 a été fixé devant l’élément Z0 et au-dessus du module laboratoire Destiny (lui-même mis en place lors de STS-98).
Image de synthèse de l’ISS après STS-112 (octobre 2002) : l’élément S1 a été rajouté à côté de S0, sur la gauche de l’image (partie tribord de la station).
Image de synthèse de l’ISS après STS-113 (décembre 2002) : rajout de l’élément P1 à côté de S0, sur la droite de l’image (partie bâbord de la station).
Image de synthèse de l’ISS après STS-115 (septembre 2006) : l’élément P3/P4, avec ses panneaux solaires, a été rajouté à l’extrémité de P1 (à droite sur l’image, ou partie bâbord de la station).
Image de synthèse de l’ISS après STS-116 (décembre 2006) : ajout de l’élément P5 (petite partie tout à droite de l’élément P3/P4, entre les deux couples de panneaux solaires).
Image de synthèse de l’ISS après STS-117 (juin 2007) : l’élément S3/S4, avec ses panneaux solaires, a été rajouté. Notez que l’élément P6 est toujours dans sa position première, perpendiculaire au reste de la poutre (ses panneaux solaires sont représentés repliés).
Image de synthèse de l’ISS après STS-118 (août 2007) : ajout de l’élément S5 (petite partie tout à l’extrémité de l’élément S3/S4, en bas à gauche, entre les panneaux solaires).
Image de synthèse de l’ISS après STS-120 (novembre 2007) : l’élément P6 et ses panneaux solaires ont été déplacés vers leur position définitive à l’extrémité de la poutre (en haut à droite de l’image, partie bâbord de la station).
Image de synthèse de l’ISS après STS-119 (mars 2009) : les derniers éléments, la poutre S6 avec ses panneaux solaires, ont été rajoutés (à gauche sur l’image, partie tribord de la station).

Articles connexes

Éléments de la Station spatiale internationale
Modules pressurisés	Compartiment d'amarrage Pirs (2001) - Compartiment d'amarrage Poisk (2009) - Compartiment d'amarrage Rassvet (2010) - Cupola (2010) - Laboratoire Destiny (2001) - Laboratoire Columbus (2008) - Laboratoire Kibô (JEM) (2008) - Module d'accouplement pressurisé (1998-2000) - Nauka (2011) - Noeud 1 Unity (1998)- Noeud 2 Harmony (2007) - Noeud 3 Tranquility (2010) - Module Logistique Multi-Usages^[1] (2011) - Sas de sortie Quest (2001) - Zarya (1998) - Zvezda (2000)
Structure et bras	Poutre (2000-2009) - Plateformes de stockage externe x3 (2001-2007) - Bras Canadarm 2 (2001) - Dextre (2008) - Bras télémanipulateur européen (2011) - ExPRESS Logistics Carrier x4 (2009-2011)
Équipements et expériences scientifiques	Réfrigérateur de laboratoire -80° - Spectromètre magnétique Alpha (2011) - SuitSat - ARISS - ELIPS - Atomic Clock Ensemble in Space - VASIMR (2013) - Robonaut 2 (2011)
Lanceurs utilisés pour l’assemblage de la station	Navette spatiale (25 vols^[2]) - Proton (2 lancements : Zarya et Zvezda) - Soyouz-U (2 lancements^[2] : Pirs et Poisk)
Véhicules de ravitaillement et de relève des équipages	Retirés : Navette spatiale (laquelle assurait le transport du Module Logistique Multi-Usages ou du Spacehab) Actuels : Soyouz - Progress - H-II Transfer Vehicle - ATV - Dragon Futurs/en projet : Cygnus - CST-100 - Dream Chaser
Composants	Module d'accouplement pressurisé - International Standard Payload Rack - Regenerative Environmental Control and Life Support System - Elektron - Systèmes d'amarrage : Système d'amarrage sonde-cône (partie russe de la station), Common Berthing Mechanism (partie non russe de la station), et Système d'amarrage périphérique androgyne (liaison entre parties russe et non russe ; accostage de la navette spatiale)
Composants annulés	Centrifuge Accommodations Module - Module d'accostage universel - Docking and Stowage Module - Habitation Module - Crew Return Vehicle - Module de propulsion - Science Power Platform - Module de recherche russe - Module de contrôle intérimaire
Voir aussi	Chronologie d'assemblage de la Station spatiale internationale - Liste des vols habités vers la Station spatiale internationale - Liste des vols inhabités vers la Station spatiale internationale - Advanced Re-entry Vehicle - Space Station 3D
Notes	↑ Il s’agit là de la version modifiée et destinée à un arrimage permanent, alors que ces modules multi-usages étaient initialement destinés au ravitaillement avec arrimage temporaire. ↑ ^{a et b} Le nombre indiqué correspond aux lancements qui participèrent à l’assemblage de la station (voir Chronologie d'assemblage de la Station spatiale internationale). Il n’inclut pas les missions (effectuées avec les mêmes lanceurs) qui avaient pour unique but le ravitaillement et la relève d’équipage.