Chroniques de l’ISS – #11

Les poutres et panneaux solaires

[18 juillet 2021]

Rappelons-nous de la structure de l’ISS, avec cette photo d’ensemble prise une fois presque tous les éléments montés.

Crédit : NASA

La partie horizontale qui porte les panneaux solaires et les refroidisseurs (couleur métal) est ce que l’on appelle la poutre (truss en anglais), c’est une structure métallique d’une centaine de m de long. En plus des éléments précédents, elle peut porter aussi diverses expériences. Comme pour presque toutes les parties de l’ISS, elle peut abriter le bras robotisé Canadarm 2. La poutre est associée à l’autre partie de l’ISS par le module laboratoire Destiny. La partie métallique perpendiculaire à la poutre est la zone de vie de l’ISS qui contient tous les modules pressurisés, et où les astronautes ont accès. La poutre est constituée de plusieurs éléments mis bout à bout et installés progressivement grâce à des vols navette. La poutre elle-même est fournie par Boeing et les panneaux solaires par Lockheed Martin.

Crédit : NASA

La partie horizontale qui porte les panneaux solaires et les refroidisseurs (couleur métal) est ce que l’on appelle la poutre (truss en anglais), c’est une structure métallique d’une centaine de m de long. En plus des éléments précédents, elle peut porter aussi diverses expériences. Comme pour presque toutes les parties de l’ISS, elle peut abriter le bras robotisé Canadarm 2. La poutre est associée à l’autre partie de l’ISS par le module laboratoire Destiny. La partie métallique perpendiculaire à la poutre est la zone de vie de l’ISS qui contient tous les modules pressurisés, et où les astronautes ont accès. La poutre est constituée de plusieurs éléments mis bout à bout et installés progressivement grâce à des vols navette. La poutre elle-même est fournie par Boeing et les panneaux solaires par Lockheed Martin.

Ensuite l’élément central S0 est accroché sur le laboratoire Destiny pendant la mission STS-110 d’Avril 2002, et sert de point de départ pour l’agencement des autres éléments. On voit sur cette photo la poutre de base S0 accrochée au module Destiny.

Crédit : NASA

Progressivement on rajoute les éléments suivants, la poutre se concrétise comme il avait été prévu par ses concepteurs. L’ensemble de la poutre (11 segments) une fois montée, fait plus de 100 m de long ! Elle va accueillir notamment les panneaux solaires et les refroidisseurs (l’ISS produit trop de chaleur, il faut réguler, donc il faut avoir la possibilité d’évacuer vers l’espace). La poutre est équipée d’un rail pour le déplacement du bras robotisé. (pour tout savoir sur les différents éléments de poutres voir ici).

Les panneaux solaires
L’ISS (partie US) est équipée de 8 panneaux solaires doubles (SAW ou Solar Arrazy Wing) chacun d’une longueur de 35 m et de 12 m de large. Chaque ensemble double peut produire un max de 31 kW (en courant continu 120 V), soit pour l’ensemble avec une exposition solaire max approx 240 kW (soit la moitié en moyenne). Superficie totale des panneaux : 2500 m2.

Les panneaux sont orientés automatiquement et individuellement par paire vers le Soleil. Il est possible dans certains cas pour augmenter la trainée de la station (pour la faire baisser d’orbite) d’orienter les panneaux pour qu’il en soit ainsi. Les panneaux sont numérotés pairs (2 et 4) du côté gauche (port) et impairs (1 et 3) du côté droit (starboard). Labelisés A et B de l’intérieur de l’ISS vers l’extérieur. Ces panneaux chargent des batteries utilisées pour les parties du vol dans l’ombre de la Terre.
Les panneaux commencent à vieillir, c’est la raison pour laquelle Thomas et son collègue Shane, viennent d’installer un nouveau système de panneaux déroulables, les IROSA (ISS Roll-Out Solar Array 20 kW chacun). Ils devraient rajouter une centaine de kW supplémentaires lorsqu’ils seront tous installés.

L’électricité est contrôlée en permanence par un logiciel informatique appelé SPARTAN (Station Power, Articulation and Thermal Control). Sur cette photo, on voit un astronaute de la mission STS 120 réparer le panneau solaire P6 de l’ISS. En effet, il a été endommagé par un débris spatial.

Crédit : NASA

On peut découvrir la signalisation des panneaux sur ce site. La partie russe de la station utilise 4 panneaux solaires rotatifs situés sur les modules Zvesda et Zarya. La puissance électrique est distribuée en 28 V courant continu, comme la puissance n’est pas suffisante, les modules russes utilisent une partie de l’électricité US avec réduction à 28 V.

Les refroidisseurs
La présence humaine à bord ainsi que certaines expériences fournissent des surplus de chaleur qu’il faut évacuer. De même les variations jour/nuit provoquent des variations de température -120°C/+150°C qu’il faut réguler.
C’est l’objet du système de régulation thermique et des radiateurs métalliques exposés à l’espace. Chaque radiateur peut évacuer près de 10 kW. De l’ammoniac circule dans ces radiateurs afin de transporter la chaleur vers ces radiateurs. Ce liquide est très dangereux et c’est la panique à bord si une petite fuite se produit.

Jean-Pierre Martin
Prochaine chronique : Destiny et la Coupole