Chroniques de l’ISS – #14

La complexité des ports d’amarrage

[23 août 2021]

On ne parle pas ici des systèmes de jonction entre éléments constitutifs de l’ISS. On distingue, au moins en anglais, deux notions d’amarrage : « docking » qui correspond à un amarrage actif, c’est-à-dire que le vaisseau effectue lui-même des manœuvres pour s’amarrer à la station et « berthing » (accostage pour faire la différence avec amarrage) qui correspond à un amarrage passif, le vaisseau s’approche de la station et par exemple un bras de la station vient le saisir et le place à l’endroit désiré.
Les systèmes peuvent être androgynes (à la fois mâle et femelle) ou non androgynes (mâle ou femelle).
Les systèmes d’amarrage sont relativement petits afin de minimiser les variations thermiques lors du contact.
Sur l’ISS, il existe les systèmes suivants pour les vaisseaux de transport d’astronautes ou de fret :
• Le système d’amarrage russe (SSVP en russe) qui est non androgyne. Il y en a 4 sur la partie russe de l’ISS, c’est le système le plus ancien, des Soyuz, Progress et ATV par exemple.
• Le système d’amarrage de la navette spatiale APAS 95 (Androgynous Peripheral Assembly System) androgyne
• Le système d’amarrage cargo CMB (Common Berthing Mechanism) pour HTV, Dragon et Cygnus
• Le futur système d’amarrage américain le NDS (Nasa Docking System) pour les futurs vols habités Orion etc..

Le système russe : on voit ici un vaisseau Progress (mais le même système est sur le Soyuz et sur les ATV) en train d’effectuer un amarrage à l’ISS. Le rendez-vous et l’arrimage fonctionnent automatiquement, néanmoins le commandant peut prendre les commandes à tout moment.

Crédit : NASA

Comme on le voit sur la photo, une perche extensible sort du nez du vaisseau pour aller contacter une pièce réceptrice dans le cône du port d’amarrage, jusqu’à l’instant de l’amarrage, cela enclenche ensuite le verrouillage du vaisseau et maintenant les contrôleurs peuvent annoncer la phrase convenue : « capture ».
Les Américains ont choisi une autre technique, le « berthing » c’est-à-dire l’accostage par bras télémanipulateur Canadarm2 pour les vaisseaux transporteurs de cargo, donc non habités. Comme les Cygnus, Dragon ou Japonais HTV.

Crédit : NASA

C’est le CMB Common Berthing Mechanism; son ouverture est grande (50 pouces = 1,27 m) et accepte une écoutille carré, plus pratique pour laisser passer des racks et appareils électroniques.
On voit bien sur cette photo d’une capsule de ravitaillement Dragon en train de sa faire agripper par le bras télémanipulateur, le système d’amarrage CBM (passif) avec l’écoutille carrée. Ce vaisseau va être amené à la bonne position sur le port désiré. Ces vaisseaux vont s’accrocher à l’ISS via les ports PMA (Pressurised Mating Adapters) équipés d’un système CBM actif pour attraper le cargo.
Pour les futurs vaisseaux, surtout ceux qui vont emporter des astronautes, la NASA met au point un nouveau système, le NDS (NASA Docking System). C’est une évolution du système (encore un !!!) IDSS. Il va être utilisé par les nouvelles capsules transportant des astronautes comme Orion (Nasa) ; Starliner (Boeing CST-100) ou par la nouvelle capsule Crew Dragon de SpaceX. Ce système nécessite l’emploi d’un adaptateur IDA (International Docking Adapter) qui s’installe sur les ports PMA-2 (Forward) et PMA-3 (Zénith) du module Harmony, afin d’accepter ce nouveau système.
C’est un système androgyne de 80cm de diamètre qui autorise les deux types d’amarrages de vaisseaux cargo ou avec astronautes. Il permet le transfert de carburant, d’air, d’électricité, et des communications et eau dans le futur. Ce système est proche du système APAS-95 employé à l’époque de la navette spatiale. Ce système est de type amarrage donc pas de bras nécessaire.
Ce système devrait permettre aussi l’amarrage de vaisseaux US à des ports russes.

Crédit : NASA

Le vaisseau Crew Dragon de SpaceX qui a déjà fait deux voyages d’astronautes vers l’ISS est équipé de ce nouveau système.
En conclusion, l’amarrage n’est pas une opération aussi simple à cause des différents types. N’importe quel vaisseau ne peut pas aller dans n’importe quel port. Il faudrait standardiser tout cela !

Jean-Pierre Martin