ISS : de nouveaux panneaux solaires et des sorties spatiales pour Thomas Pesquet

Les 16 et 20 juin, Thomas Pesquet a réalisé avec Shane Kimbrough, deux nouvelles sorties spatiales planifiées à la Station Spatiale Internationale dans le cadre de sa seconde mission Alpha. S’en est suivie une le 25 juin qui n’était pas prévue.

Elles s’ajoutent aux 2 EVA, Extra Vehicular Activities (activités extravéhiculaires) réalisées lors de la mission Proxima. Thomas vient ainsi de battre avec 33 heures et 0 minutes cumulées en 5 EVA, le record de temps passé en sortie dans l’espace détenu jusqu’à présent par un astronaute français, Philippe Perrin, avec 3 sorties et 19 heures et 31 minutes. Par contre, Thomas reste derrière le record à ce jour d’un astronaute de l’ESA avec Luca Parmitano et 33 heures et 9 minutes mais devant Christer Fuglesang longtemps détenteur du record européen (avec un total de 31 heures et 54 minutes en 5 EVA).

A l’issue de l’EVA 76 du 2 juin, Thomas Pesquet totalise 33 heures en sorties dans l’espace (crédit NASA)

Des EVA pour installer de nouveaux panneaux solaires

L’objectif des 2 sorties spatiales planifiées en ce mois de juin 2021 par la NASA était d’installer la première paire de panneaux solaires nouvelle génération sur l’ISS.

Conçus pour une durée de vie de 15 ans, les panneaux solaires fonctionnent en continu depuis le déploiement de la première paire en décembre 2000 , avec des paires de panneaux supplémentaires livrées en septembre 2006, juin 2007 et mars 2009. Alors que l’ISS n’a cessé de s’agrandir et de voir de plus en plus d’expériences scientifiques réalisées à bord depuis 20 ans d’habitation continuelle, les panneaux solaires n’ont plus le rendement attendu.

Pour garantir le maintien d’une alimentation électrique suffisante, la NASA a décidé d’ajouter 6 nouvelles paires de panneaux solaires plus petits mais très performants.

Les nouveaux panneaux solaires seront positionnés devant six des panneaux actuels et utiliseront les systèmes actuels de suivi du Soleil et de canaux de distribution d’énergie. Les nouvelles paires ombrageront légèrement plus de la moitié de la longueur des panneaux existants et seront connectées au même système d’alimentation pour augmenter l’alimentation existante. 

Les huit panneaux de première génération sont actuellement capables de générer jusqu’à 160 kilowatts d’électricité pendant la journée orbitale (16 x 45 minutes), dont environ la moitié est stockée dans les batteries de la Station pour être utilisée lorsque l’ISS n’est pas exposée au soleil. Chaque nouveau panneau solaire produira plus de 20 kilowatts d’électricité, pour un total de 120 kilowatts de puissance augmentée pendant la journée orbitale. De plus, les parties des panneaux d’origine partiellement découverts et les 4 paires de panneaux non affectés par cette nouvelle installation continueront de générer environ 95 kilowatts d’électricité pour un total de jusqu’à 215 kilowatts de puissance disponible pour soutenir les opérations de la Station lorsque les 6 nouveaux couples seront installés. À titre de comparaison, un ordinateur et un moniteur allumés peuvent utiliser jusqu’à 270 watts, et un petit réfrigérateur utilise environ 725 watts.

Six panneaux solaires iROSA dans la configuration prévue augmenteront la puissance des panneaux existants sur la Station spatiale internationale (crédit Boeing Space)

Ces panneaux solaires sont fabriqués par Boeing Space et sont basés sur la technologie Roll-Out Solar Array (ROSA), des panneaux solaires stockés sous forme de rouleaux dont une démonstration technologie avait été réalisée avec succès sur la Station en juin 2017.

Les 2 premières paires de nouveaux panneaux solaires ont été amenées par le cargo Dragon CRS-22 le 5 juin.

Les deux premiers des six nouveaux panneaux solaires de la Station Spatiale Internationale ont été chargés dans le coffre (trunk) du cargo Dragon CRS-22 – photo du 25/05/21 par SpaceX

L’objectif des sorties spatiales de Thomas Pesquet et de Shane Kimbrough était d’installer ces 2 nouvelles paires sur les emplacements 2B et 4B, tout au bout de la poutre centrale de l’ISS, sur le côté bâbord de la station, sur l’emplacement nommé P6 :

L’objectif des sorties spatiales initialement planifiées : déployer les panneaux solaires sur les emplacements 2B et 4B (crédit NASA)

Préalablement aux sorties, le bras robotique Canadarm2, contrôlé depuis le sol, avait extrait les panneaux de la soute du cargo Dragon et les avait mis en position d’attente à l’extérieur de l’ISS.

Extraction des panneaux iRosa depuis le cargo Dragon CRS-22 par le bras robotique Canadarm2 (crédit NASA)

Une première sortie compliquée le 16 juin

Pour ces sorties spatiales, Thomas Pesquet était désigné comme le ExtraVehicular crew member 1 (EV 1), portant un scaphandre muni de rayures rouges et Shane Kimbrough était le Extravehicular crew member 2 (EV 2),portant un scaphandre sans rayures.

Shane Kimbrough (à gauche) et Thomas Pesquet (à droite) avec Mark Vande Hei lors de la préparation des scaphandres avant l’EVA 74 du 16 juin (crédit NASA / Megan McArthur)

Tout avait bien commencé lors de la sortie spatiale du 16 juin, l’EVA 74, les 2 astronautes ayant libéré la première paire de panneaux solaires du système de transport du cargo. Thomas s’est ensuite installé sur l’extrémité du bras robotique Canadarm2 pour déplacer le panneau vers Shane, puis Thomas s’est repositionné pour recevoir le matériel de Shane et le déplacer vers son emplacement d’installation final. 

Thomas Pesquet installé au bout du Canadarm2 manipulé par Megan McArthur depuis l’intérieur de l’ISS (crédit NASA–M. McArthur)

Mais environ 3 heures après le début de la sortie, l’astronaute Shane Kimbrough a dû retourner au sas Quest de l’ISS pour reconnecter sa combinaison spatiale à une connexion ombilicale et la redémarrer. La réinitialisation a corrigé les problèmes avec le module d’affichage et de contrôle de sa combinaison spatiale qui lui fournit des informations sur l’état de sa combinaison spatiale. Du temps perdu pour les astronautes, mais la sécurité avant tout !

Au bout de 7 heures et 15 minutes de sortie spatiale, les deux astronautes avaient réussi à installer la paire de panneaux solaires dans son support de montage sur le port P6 et au canal 2B. Mais un problème d’interférence les a empêchés de séparer les deux moitiés de la paire afin de permettre le déploiement. Au vu des heures passées dans cet exercice difficile qu’est une EVA, Pesquet et Kimbrough ont reçu l’ordre des contrôleurs au sol de laisser l’iROSA dans sa configuration pliée et non connectée.

Panneaux solaires déployés le 20 juin

L’EVA 75 du 20 juin avait pour objectif de continuer ce qui n’avait pu être fait lors de la sortie précédente : déplier la première paire de panneaux solaires.

Lors de cette sortie sans aucun souci notable à noter, Shane et Thomas ont déployé avec succès le panneau solaire, l’ont boulonné en place et ont connecté les câbles à l’alimentation électrique de la Station. La connexion électrique a dû être faite alors que l’ISS survolait la face nocturne de la Terre, lorsque l’ancien panneau solaire P6 ne générait aucune électricité, afin d’éviter tout court-circuit.

Spacewalkers (from left) Shane Kimbrough and Thomas Pesquet
Shane à gauche et Thomas à droite lors du montage de l’iRosa (crédit NASA)

Le déploiement des panneaux solaires s’est effectué sans moteur : le « rouleau » s’est progressivement déroulé en utilisant l’énergie de déformation du cadre en fibre de carbone supportant le réseau de cellules solaires, contraint contre sa forme déployée pour le lancement. 

Début du déploiement du premier iRosa (capture NASA TV)

Après cette première étape, les 2 astronautes ont libéré le deuxième iROSA de la structure de transport en cargo. Son installation avait alors été décalée lors d’une 3e sortie spatiale ajoutée au programme après les aléas rencontrés lors de l’EVA 74.

Timelapse de la sortie spatiale du 20 juin pris par Aki Hoshide

Une 3e sortie pour finir le travail

Afin de terminer les activités commencées lors de l’EVA 75, l’objectif de cette 3e sortie spatiale était de connecter la deuxième unité iROSA au canal d’alimentation 4B sur le côté opposé de la poutre P6 de la nouvelle paire de panneaux solaires déployée précédemment.

Small balcony
Les pieds de Thomas Pesquet au-dessus de la Terre lors de l’EVA 76

6 heures après le début de la sortie, la 2e paire de panneaux solaires étaient correctement déployée.

45 minutes après, les 2 astronautes rentraient à bord, concluant l’installation du premier iROSA au réseau P6/2B, incliné de 10 degrés par rapport aux panneaux d’origine et du deuxième iROSA attaché de la même manière au panneau P6/4B.

Sortie du sas Quest le 16/06/21 photographiée par Oleg Novitskiy

Désormais, ce seront d’autres équipages qui assureront le montage des prochaines paires de panneaux solaires.Il s’agissait de la neuvième sortie dans l’espace de 2021 à l’ISS, la cinquième pour Thomas Pesquet et la neuvième pour Shane Kimbrough, avec une durée totale à 59 heures et 28 minutes, le plaçant à égalité au sixième rang parmi les plus expérimentés au monde.


Les photos de couverture :

Image impressionnante de la paire de panneaux solaires déployée sur l’ISS avec les 2 astronautes en bas à droite, prise par le cosmonaute Oleg Novitskiy
Spacewalker Thomas Pesquet during solar array installation
Thomas photographié par Shane le 20/06/21 (crédit NASA)

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