Station spatiale internationale (ISS) — définition, construction et partenaires
Découvrez la Station spatiale internationale (ISS) : définition, construction, modules et partenaires internationaux (États-Unis, Russie, Europe, Japon, Canada).
Définition et principales caractéristiques
La Station spatiale internationale (ISS) est un laboratoire habité placé en orbite terrestre basse où des équipages internationaux vivent et travaillent pendant des mois. Elle est en service continu depuis novembre 2000 (présence humaine ininterrompue) et tourne autour de la Terre à environ 400 km d'altitude, avec une inclinaison orbitale de 51,6°. Sa vitesse est d'environ 28 000 km/h, ce qui lui permet d'effectuer près de 16 orbites par jour. Sa masse totale avoisine les 400 à 450 tonnes et sa taille, une fois tous les panneaux solaires déployés, dépasse cent mètres selon la configuration.
Construction et modules principaux
La construction de l'ISS a commencé en 1998 et s'est faite par assemblage progressif de modules lancés par différents lanceurs et navettes. La réalisation a été étalée sur plusieurs années et a continué d'évoluer après 2011 (année de la retraite de la navette spatiale américaine) grâce à des lancements russes, européens, japonais et commerciaux.
Parmi les modules et éléments importants :
- Zarya (module de propulsion et stockage initial, 1998)
- Unity (module nodal américain, 1998)
- Zvezda (segment russe, fournit la vie à bord et la propulsion d'appoint, 2000)
- Destiny (laboratoire américain)
- Columbus (laboratoire de l'Agence spatiale européenne)
- Kibo (module japonais pour la recherche)
- Truss et grandes ailes solaires (structure porteuse des panneaux solaires)
- Canadarm2 (bras robotique canadien pour les manipulations extérieures)
- Cupola (poste d'observation avec hublots pour l'observation de la Terre et les opérations robotisées)
- BEAM (module expérimental gonflable fourni par Bigelow Aerospace, amarré en 2016)
- Nauka et Prichal (modules russes ajoutés récemment pour renforcer le segment russe)
La composition précise évolue au fil des missions et des remplacements/ajouts.
Partenaires et contributions
L'ISS est un projet international coordonné principalement entre cinq agences spatiales :
- NASA (États-Unis)
- Roscosmos (Russie)
- ESA (Agence spatiale européenne — plusieurs États membres dont l'Italie)
- JAXA (Japon)
- CSA (Canada)
De nombreux autres pays participent indirectement via l'ESA ou des collaborations scientifiques et techniques. À noter : la Chine n'est pas partenaire de l'ISS et n'y a pas d'accès officiel en raison de restrictions politiques et réglementaires.
Missions, recherche et utilité
L'ISS sert de laboratoire unique pour des recherches qui profitent de l'environnement de microgravité : sciences de la vie, physiologie humaine, biologie, physique des fluides, combustion, sciences des matériaux, observation de la Terre et technologie spatiale. Les expériences aident à préparer de futures missions lointaines (Lune, Mars) et apportent des retombées pour la médecine, l'industrie et l'agriculture sur Terre.
En plus des recherches, l'ISS est utilisée pour tester des technologies (systèmes de support de vie, habitats gonflables, rendez-vous autonomes, robots) et pour l'éducation et la sensibilisation scientifique au niveau international.
Accès, équipages et véhicules de ravitaillement
La station accueille des équipages internationaux (généralement 3 à 7 personnes selon les périodes) qui se relaient par rotations. Les véhicules qui assurent le transport d'astronautes et le ravitaillement comprennent :
- Soyuz (Russie) — transport d'équipage pendant de nombreuses années
- Progress (Russie) — ravitaillement cargo automatique
- Dragon (SpaceX, États-Unis) — versions cargo et transport d'équipage
- Cygnus (Northrop Grumman, États-Unis) — cargo
- HTV (Japon) — cargo (opérations passées)
- ATV (ESA) — cargo (opérations passées)
Durée de vie et perspectives
Les partenaires internationaux ont régulièrement revu la durée de vie de l'ISS ; les opérations sont actuellement planifiées au moins jusqu'en 2030 avec des discussions pour aller au-delà. Plusieurs options coexistent pour l'après-ISS : exploitation commerciale de plateformes en orbite basse, stations privées (habitats commerciaux), ou projets nationaux indépendants. L'ISS restera un élément clé de la recherche spatiale et de la coopération internationale tant qu'elle sera opérationnelle.
Notes historiques et corrections importantes
Quelques clarifications par rapport aux idées reçues :
- La station n'a pas été « mise en orbite jusqu'en 2011 » : elle est en orbite depuis 1998 et a continué d'être assemblée et maintenue après 2011. L'année 2011 marque la retraite de la navette spatiale américaine, ce qui a ralenti certaines livraisons mais n'a pas interrompu ou mis fin à l'ISS.
- Le module BEAM (Bigelow) est un module expérimental gonflable ajouté en 2016 pour des tests ; il ne représente pas la « dernière partie » définitive de la station, car d'autres modules ont été ajoutés depuis (notamment des modules russes).
- La Chine n'est pas un partenaire de l'ISS et développe ses propres stations spatiales (programmes indépendants).
La Station spatiale internationale reste l'un des plus importants exemples de coopération scientifique et technologique internationale en orbite terrestre. Elle continue d'évoluer, d'accueillir des expériences et de préparer l'exploration humaine au-delà de l'orbite basse.
Origine
Au début des années 1980, la NASA a planifié la Space Station Freedom comme pendant des stations spatiales soviétiques Salyut et Mir. Elle n'a jamais quitté la planche à dessin et, avec la fin de l'Union soviétique et de la guerre froide, elle a été annulée. La fin de la course à l'espace a incité les responsables de l'administration américaine à entamer des négociations avec des partenaires internationaux - Europe, Russie, Japon et Canada - au début des années 1990 afin de construire une station spatiale véritablement internationale. Ce projet a été annoncé pour la première fois en 1993 et a été baptisé "Station spatiale Alpha". Il était prévu de combiner les stations spatiales proposées par toutes les agences spatiales participantes : la station spatiale Freedom de la NASA, la station russe Mir-2 (qui succède à la station spatiale Mir, dont le cœur est aujourd'hui Zvezda) et la station Columbus de l'ESA qui devait être un laboratoire spatial autonome.
Fabrication
Les composants de l'ISS ont été fabriqués dans diverses usines dans le monde entier, et ont tous été expédiés dans l'installation de traitement de la station spatiale au Centre spatial Kennedy pour les dernières étapes de fabrication, d'assemblage des machines et de traitement du lancement. Les composants sont fabriqués en acier inoxydable, en titane, en aluminium et en cuivre.
Assemblée
L'assemblage de la Station spatiale internationale est un grand événement dans l'architecture spatiale. Les modules russes sont lancés et amarrés par leurs fusées. Toutes les autres pièces ont été livrées par la navette spatiale. Au 5 juin 2011 [mise à jour], ils avaient ajouté 159 composants pendant plus de 1 000 heures d'EVA. Un grand nombre des modules qui ont été lancés par la navette spatiale ont été testés au sol dans l'installation de traitement de la station spatiale pour trouver et corriger les problèmes avant le lancement.
La première section, le Zarya Functional Cargo Block, a été mise en orbite en novembre 1998 à bord d'une fusée Proton russe. Deux autres pièces (le module Unity et le module de service Zvezda) ont été ajoutées avant l'envoi du premier équipage, Expedition 1. L'équipage Expedition 1 s'est amarré à l'ISS le 1er novembre 2000 et était composé de l'astronaute américain William Shepherd et de deux cosmonautes russes, Yuri Gidzenko et Sergey Krikalev.
| Assemblage de la station spatiale internationale | |||||||
| Pièces | Vol d'assemblage | Date de lancement | Véhicule de lancement | Vues séparées | Vue avec la station | ||
| Zarya (FGB) | 1A/R | 1998-11-20 | Proton-K |
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| Unité (nœud 1), PMA-1 et PMA-2 | 2A | 1998-12-04 | Navette spatiale Endeavour (STS-88) |
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| Zvezda (Module de service) | 1R | 2000-07-12 | Proton-K |
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| Poutrelle Z1 et PMA-3 | 3A | 2000-10-11 | Navette spatiale Discovery (STS-92) |
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| P6 Poutrelles et panneaux solaires | 4A | 2000-11-30 | Navette spatiale Endeavour (STS-97) |
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| Destiny (Laboratoire américain) | 5A | 2001-02-07 | Navette spatiale Atlantis (STS-98) |
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| Plate-forme de rangement externe-1 | 5A.1 | 2001-03-08 | Navette spatiale Discovery (STS-102) |
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| Canadarm2 (SSRMS) | 6A | 2001-04-19 | Navette spatiale Endeavour (STS-100) |
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| Quest (sas commun) | 7A | 2001-07-12 | Navette spatiale Atlantis (STS-104) |
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| Pirs (Compartiment d'amarrage et sas) | 4R | 2001-09-14 | Soyuz-U |
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| Poutrelle S0 | 8A | 2002-04-08 | Navette spatiale Atlantis (STS-110) |
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| Système de base mobile | UF2 | 2002-06-05 | Navette spatiale Endeavour (STS-111) |
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| Poutrelle S1 | 9A | 2002-10-07 | Navette spatiale Atlantis (STS-112) |
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| P1 Poutrelle | 11A | 2002-11-23 | Navette spatiale Endeavour (STS-113) |
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| ESP-2 | LF1 | 2005-07-26 | Navette spatiale Discovery (STS-114) |
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| P3/P4 Poutrelles et panneaux solaires | 12A | 2006-09-09 | Navette spatiale Atlantis (STS-115) |
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| P5 Poutrelle | 12A.1 | 2006-12-09 | Navette spatiale Discovery (STS-116) |
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| S3/S4 Poutrelles et panneaux solaires | 13A | 2007-06-08 | Navette spatiale Atlantis (STS-117) |
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| S5 Truss et ESP-3 | 13A.1 | 2007-08-08 | Navette spatiale Endeavour (STS-118) |
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| Harmony (Nœud 2) | 10A | 2007-10-23 | Navette spatiale Discovery (STS-120) |
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| Columbus (Laboratoire européen) | 1E | 2008-02-07 | Navette spatiale Atlantis (STS-122) |
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| Dextre (SPDM) | 1J/A | 2008-03-11 | Navette spatiale Endeavour (STS-123) |
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| Module pressurisé japonais (JEM-PM) | 1J | 2008-05-31 | Navette spatiale Discovery (STS-124) |
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| Poutrelle S6 et panneaux solaires | 15A | 2009-03-15 | Navette spatiale Discovery (STS-119) |
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| Facilité d'exposition japonaise (JEM-EF) | 2J/A | 2009-07-15 | Navette spatiale Endeavour (STS-127) |
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| Poisk (MRM-2) | 5R | 2009-11-10 | Soyouz-U |
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| Transporteurs logistiques ExPRESS 1 & 2 | ULF3 | 2009-11-16 | Navette spatiale Atlantis (STS-129) |
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| Coupole et | 20A | 2010-02-08 | Navette spatiale Endeavour (STS-130) |
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| Rassvet (MRM-1) | ULF4 | 2010-05-14 | Navette spatiale Atlantis (STS-132) |
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| Leonardo (PMM) et EXPRESS Logistics Carrier 4 | ULF5 | 2011-02-24 | Navette spatiale Discovery (STS-133) |
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| Spectromètre magnétique alpha, OBSS et transporteur logistique EXPRESS 3 | ULF6 | 2011-05-16 | Navette spatiale Endeavour (STS-134) |
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| Module d'activité extensible Bigelow | 2016-04-08 | Faucon 9 (SpaceX CRS-8) |
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| Pièces | Vol d'assemblage | Date de lancement | Véhicule de lancement | Vue séparée | Vue avec la station | ||
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Dessin de l'ISS (vue éclatée)
La vie dans l'espace
L'heure du coucher
Les gens qui vivent dans la station spatiale doivent s'habituer à toutes sortes de changements par rapport à la vie sur Terre. Il ne leur faut que 90 minutes pour faire le tour de la Terre, de sorte que le soleil semble se lever et se coucher 16 fois par jour. Cela peut être déroutant, surtout lorsqu'on essaie de décider de l'heure à laquelle ils doivent se coucher. Les astronautes essaient de toute façon de respecter un horaire de 24 heures. À l'heure du coucher, ils doivent dormir dans des sacs de couchage qui sont collés au mur. Ils doivent s'attacher à l'intérieur pour ne pas s'envoler pendant leur sommeil. En:wikt:Strap
Gravité zéro
En orbite, il n'y a pas de force G (c'est ce qu'on appelle la chute libre ou l'apesanteur). Pour aider les astronautes à se préparer à l'apesanteur, les formateurs de la NASA les mettent dans l'eau. L'eau faisant flotter les astronautes, c'est un peu comme s'ils n'étaient pas en gravité. Cependant, dans l'eau, ils peuvent pousser contre l'eau et se déplacer. En apesanteur, il n'y a rien à pousser, alors ils flottent simplement dans l'air. Une autre façon de s'entraîner est d'aller dans un avion et de faire tomber l'avion sur terre très rapidement. Cela permet aux gens de faire l'expérience de l'apesanteur pendant une très courte période. Cet entraînement peut rendre les gens très malades au début.
En apesanteur, les astronautes n'utilisent pas beaucoup leurs jambes, ils doivent donc faire beaucoup d'exercice pour ne pas devenir trop faibles. Sans gravité, les astronautes peuvent avoir le haut du corps gros et les jambes maigres. C'est ce qu'on appelle le syndrome de la cuisse de poulet. Les astronautes doivent faire beaucoup d'exercice, tous les jours, pour rester en bonne santé.
Manger dans le style spatial est difficile. L'eau et les autres liquides ne s'écoulent pas dans l'espace, donc si on en renversait dans la station spatiale, ils flotteraient partout. Les liquides peuvent ruiner les équipements électroniques, c'est pourquoi les astronautes doivent être très prudents dans l'espace. Ils boivent en aspirant l'eau d'un sac, ou d'un tube collé au mur. Ils ne peuvent pas mettre leur nourriture dans des assiettes parce qu'elle flotterait tout simplement, alors ils la mettent dans des sachets et mangent à partir de ces sachets. La nourriture qu'ils mangent est généralement séchée, car toute miette peut abîmer l'équipement.
Parfois, des fruits et des légumes frais sont envoyés aux astronautes, mais c'est très cher et difficile à envoyer, alors ils doivent apporter beaucoup de nourriture avec eux.
Salle de bains
En fait, dans l'espace, la salle de bains devrait plutôt s'appeler les toilettes, car on ne peut vraiment pas y prendre de bains. À la place, les astronautes utilisent des pistolets à eau pour prendre une douche. Une personne s'asperge avec un pistolet tandis que d'autres personnes se tiennent dehors avec un aspirateur à eau pour se débarrasser de toute l'eau qui flotte dans la douche. C'est assez difficile, alors les astronautes se contentent généralement de prendre un "bain à l'éponge" avec un chiffon humide.
Les toilettes peuvent constituer un autre problème. Les toilettes sont censées utiliser la gravité pour fonctionner. Lorsqu'on tire la chasse d'eau, la gravité fait descendre l'eau. Comme les astronautes à bord de l'ISS ne ressentent aucune gravité, les toilettes doivent être attachées aux astronautes et aspirer doucement tous leurs déchets.
Questions et réponses
Q : Qu'est-ce que la station spatiale internationale ?
R : La station spatiale internationale est un très grand satellite dans lequel des personnes peuvent vivre pendant plusieurs mois.
Q : Quand la dernière partie de la station spatiale internationale a-t-elle été ajoutée ?
R : La dernière partie, un module Bigelow, a été ajoutée en 2016.
Q : Quels sont les pays qui participent au projet de la station spatiale internationale ?
R : La Station spatiale internationale est un projet commun à plusieurs régions du monde : les États-Unis, la Russie, l'Europe, le Japon et le Canada.
Q : Quand la construction de la station spatiale internationale a-t-elle commencé ?
R : La construction de la Station spatiale internationale a commencé en 1998.
Q : Comment la Station spatiale internationale a-t-elle été construite ?
R : Des modules spatiaux russes et américains ont été assemblés pour construire la station spatiale internationale.
Q : D'autres pays travaillent-ils avec la station spatiale internationale ?
R : Oui, d'autres pays tels que le Brésil, l'Italie et la Chine travaillent également avec la station spatiale internationale dans le cadre d'une coopération avec d'autres pays.
Q : Où se trouve la station spatiale internationale ?
R : La station spatiale internationale est installée en orbite terrestre basse.
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