ISS obtient le déploiement de panneaux solaires après la navette

Les astronautes installent actuellement le premier des six nouveaux panneaux solaires sur la Station spatiale internationale (ISS), dans le but de renforcer la capacité de production d’énergie réduite des panneaux d’origine qui sont maintenant dans l’espace depuis plus de vingt ans. Mais sans la navette spatiale pour les mettre en orbite, développer des remplacements directs pour les « ailes » solaires emblématiques de 34 mètres (112 pieds) de la Station n’était tout simplement pas une option. La NASA s’est donc tournée vers des panneaux solaires de nouvelle génération qui se déroulent comme un ruban à mesurer et sont suffisamment légers et compacts pour que le SpaceX Dragon les transporte en orbite.

Navette spatiale Atlantide transportant une partie de la poutrelle de l’ISS.

Considérant à quel point la navette spatiale faisait partie intégrante de son assemblage, il n’est guère surprenant qu’aucun module majeur n’ait été ajouté à l’ISS depuis le retrait de la flotte de vaisseaux ailés en 2011. Les quelques petits éléments qui ont été installés, comme le nouvel International Les adaptateurs d’amarrage et le sas « Bishop » Nanoracks ont dû s’insérer dans le compartiment arrière non pressurisé de la capsule Dragon. Bien qu’il s’agisse d’une limitation considérable, la NASA avait prévu cette éventualité, la construction principale de l’ISS ayant toujours pour objectif de se terminer lors du retrait de la navette.

Mais la Station spatiale internationale n’a jamais été censée durer aussi longtemps qu’elle l’a fait, et certains composants commencent à montrer leur âge. Les panneaux solaires d’origine ont maintenant plus de cinq ans au-delà de leur durée de vie de quinze ans, et bien qu’ils produisent encore suffisamment d’énergie pour maintenir la station en fonctionnement dans sa configuration actuelle, leur efficacité opérationnelle a considérablement diminué avec l’âge. Ainsi, en janvier, la NASA a annoncé un calendrier ambitieux pour effectuer des mises à niveau que l’agence spatiale estime nécessaires pour faire face aux demandes énergétiques toujours croissantes du laboratoire en orbite.

Fabriqué à l’ombre

Remplacer les « Solar Array Wings » d’origine de la Station, ou SAW, par de nouvelles n’est pas vraiment une option. D’une part, ils sont beaucoup trop gros. Même dans leur position rétractée, chaque scie mesure plus de 4,5 m (15 pi) de long, considérablement plus grande que ce qui peut être inséré dans le coffre du Dragon. SpaceX aurait probablement pu proposer une variante de Dragon capable de transporter des charges utiles étendues, comme ils ont déjà été engagés dans le cadre du programme lunaire Artemis, mais le temps et les coûts impliqués auraient été prohibitifs.

Mais plus important encore, la suppression des SAW serait une entreprise énorme qui serait sans aucun doute en proie à des problèmes inattendus. La première étape serait de les rétracter, mais comme le retrait d’un seul des tableaux s’est avéré être un cauchemar de six heures lorsque les contrôleurs au sol l’ont tenté pour la dernière fois en 2006, les chances de les faire s’effondrer tous les huit dans une configuration plus gérable sembleraient assez pauvre. De plus, la procédure devrait être effectuée sans perturber les opérations normales à bord de la station, et par la suite, les anciens panneaux devraient être éliminés en toute sécurité d’une manière ou d’une autre.

Taille approximative des nouveaux panneaux par rapport au SAW d’origine.

Au lieu de cela, la NASA a décidé de choisir la solution de facilité : plutôt que de remplacer les anciens panneaux, elle installerait simplement des panneaux plus petits directement par-dessus. En ne modifiant pas les SAW d’origine, la procédure d’installation serait beaucoup plus sûre pour la Station et permettrait également aux nouveaux panneaux de tirer parti des supports de suivi du soleil existants. Naturellement, cela signifie qu’une partie importante des SAW d’origine serait à l’ombre en permanence, mais étant donné l’efficacité plus élevée des nouveaux panneaux, cela finit toujours par être un net positif en termes de production d’énergie.

Mais cela ne résout que la moitié du problème. Ces nouveaux panneaux solaires devraient encore être compressés sous une forme suffisamment petite et légère pour tenir à l’arrière du Dragon.

Déploiement de ROSA

La solution, développée grâce à une collaboration entre l’Air Force Research Laboratory et Deployable Space Systems, est le Roll Out Solar Array (ROSA). Sans les restrictions rigides et les charnières utilisées dans les panneaux solaires déployables traditionnels, le ROSA peut être rangé sous forme de cylindre étanche et déroulé une fois déplacé dans sa position finale. Les flèches intégrées de chaque côté des panneaux solaires sont en matériau composite et sont capables de déployer le réseau en utilisant rien de plus que l’énergie potentielle stockée lorsqu’ils ont été enroulés au sol. Cette capacité les rend très fiables et est particulièrement prometteuse pour les applications futures où l’intervention humaine peut ne pas être possible.

Un prototype ROSA en cours de test sur l’ISS en 2017.

Les deux premiers ROSA sont arrivés à la Station plus tôt ce mois-ci dans le cadre de la mission SpaceX CRS-22, les quatre autres devant être livrés avant la fin de l’année. L’installation de chaque ROSA nécessite deux sorties extravéhiculaires, une pour installer un kit de modification sur la structure SAW existante, et l’autre pour monter et déployer le panneau. La NASA dit qu’une fois déployé, chacun des ROSA de 18 m (60 pi) produira environ 20 kilowatts ; à peu près équivalent à ce que chaque SAW dégradé fournit actuellement.

Les astronautes préparent le premier ROSA pour l’installation.

Techniquement, il n’y a aucune raison pour laquelle les ROSA ne pourraient pas être installés sur les huit SAW d’origine, mais au moins pour le moment, la NASA pense que les 120 kilowatts supplémentaires que l’ISS recevra avec six baies améliorées seront suffisants pour répondre aux demandes d’énergie actuelles et futures. . Il est également probable que, à la manière classique de la NASA, ils souhaitent conserver une paire de SAW dans leur configuration d’origine au cas où il y aurait un problème avec les matrices modifiées.

Mais la Station spatiale internationale n’est qu’un début. En supposant qu’ils fonctionnent comme prévu en orbite terrestre basse, la NASA prévoit d’installer des réseaux de déploiement similaires sur l’avant-poste lunaire de Gateway. Cette petite station spatiale servira de point de ralliement pour les astronautes voyageant vers et depuis la surface de la Lune, ainsi que de terrain d’essai pour la technologie de prochaine génération qui pourrait éventuellement emmener les humains sur Mars et au-delà.