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Les forces vives : le sous-système propulsif de l’ATV

L’ATV, en phase attachée, est un « kit » propulsif au service de l’ISS

Sur consigne des calculateurs de la Station, l’ATV active ses moteurs pour exécuter la manœuvre de reboost. L’opération de remontée est effectuée par le même système propulsif que celui utilisé par l’ATV pour ses propres manœuvres.

Le sous-système propulsif de l’ATV (appelé PRSS pour Propulsion & Reboost Sub-System) se compose :

  • de 4 moteurs « principaux », de 505 N de poussée chacun, appelés OCS (Orbit Control System), et utilisés pour le rehaussement de l’orbite ISS
  • de 28 moteurs, de 220 N de poussée chacun, appelés ACS (Attitude Control System), dont seulement 12 sont utilisés par l’ISS. Ces moteurs permettent de réaliser les manœuvres et le contrôle d’attitude en roulis, tangage et lacet. Les 16 autres moteurs, utilisés uniquement pour les propres manœuvres du véhicule ATV en phase orbitale, ne sont pas activés en phase attachée pour éviter toute pollution ou contamination de l’ISS

Ces 32 moteurs sont scindés en quatre chaînes physiques et fonctionnelles, chacune de ces chaînes étant connectée à un BUS données numériques (permettant notamment de commander les moteurs). En cas de panne d’un moteur, le groupe moteur incriminé est condamné. Mais la fonctionnalité de la propulsion reste pleinement assurée grâce aux trois autres groupes moteurs.

Le sous-système propulsif PRSS est un système biergol composé d’un carburant (MMH) et d’un comburant (MON) stockés chacun dans quatre réservoirs à tension de surface en titane offrant une capacité maximale d’environ 7 tonnes. Dans chacun d’eux, le dispositif de gestion des ergols PMD (Propellant Management Device) assure leur écoulement sans bulle jusqu’aux moteurs, quelles que soient les conditions de mission de l’ATV. Enfin, des plaques mobiles y réduisent la transmission des accélérations engendrées par le ballotement des masses d’ergols au système de régulation de la trajectoire.

Deux réservoirs haute pression (développant 310 bars de pression initiale) en matériaux composites à base de fibres de carbone contiennent l’hélium nécessaire à la pressurisation des réservoirs de MON et de MMH. Dans chaque réservoir, une unité de contrôle maintient la pression de fonctionnement à 18 bars.

Sous les réservoirs d’ergols, le système de distribution constitué de canalisations, de sondes manométriques et de vannes d’arrêt alimente les 28 micropropulseurs de contrôle d’attitude et les quatre moteurs principaux.

Les vannes d’arrêt et celles des moteurs sont contrôlées par l’électronique de commande de la propulsion PDE (Propulsion Drive Electronics), elle-même asservie aux calculateurs FTC (Fault Tolerant Computer) et MSU (Monitoring and Safing Unit).

Le rehaussement de l’orbite (« reboost ») de l’ISS est réalisé par deux des moteurs principaux développant chacun une poussée de 505 N. En cas de panne, la manœuvre pourra être poursuivie par les deux autres moteurs (redondance simple). Les moteurs principaux peuvent rester allumés pendant 2 500 secondes, mais le reboost du 25 avril 2008 n’a duré que 740 secondes pour un rehaussement d’altitude de l’ISS de 4,7 km.

 

Pour en savoir plus: Voir le dossier spécial (articles, interview, vidéos …) sur l’ATV-2 « Johannes Kepler »

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