Atelier humide - Définition
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Introduction
L'atelier humide est une concept de réalisation économique d'une station spatiale étudié par les équipes de Wernher von Braun à l'époque de la conception de la station spatiale Skylab consistant à réutiliser un étage de fusée à ergols liquides après sa mis en orbite. Un étage de fusée se compose principalement de deux grands réservoirs de carburant étanches : ceux-ci peuvent être théoriquement transformés en quartiers d'habitation une fois placés en orbite. Cette solution est théoriquement économique dans la mesure où elle permet de placer en orbite une grande partie de la masse de la station alors que celle-ci contribue à sa propre satellisation. Toutefois la modification en orbite de l'étage de la fusée s'avère difficile et coûteuse et cette solution n'a pas été retenue .
L'autre scénario de réalisation de la station Skylab était déisgné sous l'appellation d'« atelier sec » : il consistait à équiper le troisième étage d'une fusée Saturn au sol avec tous les aménagements pour ses futurs occupant et à placé cet étage en orbite sans contribuer que celui-ci contribue à la propulsion. C'est cette solution qui sera retenue par pour la station Skylab.
Cette méthode de construction a été étudiée pour la conception de la station spatiale internationale mais n'a pas été retenu notamment parce qu'il était particulièrement complexe de réaménager les réservoirs en une station fonctionnelle.
Concepts
Passage qui nécessite une réécriture
Dérivés Apollo
Wernher von Braun a proposé un concept d'atelier humide lancé par Saturn V. Son design modifie le deuxième étage S-II de la fusée Saturn V pour lui permettre d'être utilisé comme espace de vie une fois sur son orbite. Puisque l'étage inférieur S-IC de Saturn V ne peut pas atteindre l'orbite de sa propre initiative, le S-II serait mis à feu, puis déchargerait tout son carburant restant une fois qu'il aurait atteint l'orbite. Pour permettre cela, les planchers de la station ont été faits d'une grille ouverte qui permet au carburant de passer facilement à la tuyauterie à la base des réservoirs. La structure présentait également main courante et échelons.
Puisque la charge du combustible serait nécessaire pour atteindre l'orbite, des équipements supplémentaires de soutien vie ne pourrait pas être stockés à l'intérieur du S-II lors de son lancement. Le concept de von Braun place tous ces équipements auxiliaires dans un grand transporteur cylindrique, qui serait mené au sommet de l'étage S-II à la place du S-IVB normalement mis là. Après avoir atteint son orbite et évacué son carburant, une grande trappe d'accès au sommet du réservoir d'hydrogène du S-II serait ouverte. Le module cylindrique de fret serait alors insérée dans le réservoir à travers cette ouverture, scellée ensuite, puis le réservoir serait repressurisé pour former un grand espace de vie. La puissance serait fournie par des cellules solaires à l'extérieur du S-II.
Pendant les années 1960, comme la mission Apollo traversait la phase du développement des lancements, un certain nombre de groupes à l'intérieur de la NASA ont étudié l'ère post-Apollo. Beaucoup d'idées pour continuer à utiliser le matériel existant Saturn ont été proposées, et certaines d'entre elles étaient recueillies dans le cadre de la bannière "Apollo X". Mais au moment où Apollo X a commencé à chercher des financements, les lignes de Saturn V avaient prévu de fermer après avoir produit juste assez de Saturn V pour les missions lunaires seules. Toutefois, pendant la même période de temps, les essais en orbite des systèmes Apollo se déroulait beaucoup mieux que prévu, et un certain nombre de propositions de missions n'étaient plus nécessaires. Il restait un petit nombre de lanceurs Saturn IB disponibles.
La fusée Saturn IB se compose de deux étages principaux, le booster et un étage S-IVB au-dessus, les deux devant être mis à feu en vue de parvenir à l'orbite. Un étage S-IVB pourrait être modifié de façon similaire aux propositions initiales de von Braun, pour faire une station plus petite, mais parfaitement utilisable. Dans ce cas, l'équipement serait réalisé sur le dessus du S-IVB à l'emplacement normalement réservé au Module Lunaire, mais l'absence d'un port d'accès large signifiait que le module cylindrique de fret resterait là au lieu d'être inséré dans le réservoir. Des travaux considérables sur cette conception ont été effectués.
Ironiquement, lorsque les dernières missions Apollo ont été annulés (18 à 20), une offre de Saturn V est devenu disponible. A cette époque, beaucoup de travail avait été fait sur le système S-IV-dérivé que l'on a décidé de poursuivre dans cette voie au lieu de reprendre le concept S-II .Saturn V avait assez de puissance pour placer la station en orbite sans mettre à feu l'étage S-IVB, et la conception a été effectuée "l'atelier sec" Skylab, même si elle a conservé beaucoup de ses caractéristiques originales humides conception de l'atelier, notamment les mailles ouvertes du plancher.
Un autre projet d'atelier humide dérivé du programme Apollo est le Survol habité de Vénus, utilisant aussi le S-IVB.
Plusieurs conversions similaires du réservoir externe de la navette spatiale ont également été étudiées. Lors du lancement de la navette, le réservoir externe accélère à environ 98% de la vitesse orbitale, avant d'être largué et délibérément tourné afin d'accroître sa traînée pour faciliter sa retombée sur Terre. Un certain nombre de personnes ont proposé de conserver le réservoir externe attaché à la navette jusqu'en orbite, rejetant tout le carburant restant dans les moteurs principaux, qui resteraient ouverts. Un essai de ce type avait été prévu, mais a été annulé après que l'accident de la navette spatiale Challenger ait radicalement changé les règles de sécurité.
Le réservoir externe fournirait un énorme espace de travail, et un problème majeur avec les différents dessins d'atelier humide est de quoi faire avec tout cela. Le réservoir d'oxygène, le plus petit des deux réservoirs à l'intérieur du réservoir externe, est lui-même beaucoup plus grand que l'ensemble de la station spatiale Freedom, même dans sa forme entièrement développée. En outre, accéder à l'intérieur est possible grâce à des "regards" destinés aux inspections pendant la construction, mais il n'est pas si réaliste que beaucoup de matériaux de construction pourraientt être insérés dans le réservoir après atteint son orbite. Néanmoins, le problème a été étudié à plusieurs reprises.
Un concept similaire, le "Aft Cargo Carrier", a été étudiée par Martin Marietta en 1984. Il s'agissait d'un conteneur de fret cylindrique de boulonné sur la partie inférieure du réservoir externe, qui offrirait le même volume que la soute de l'orbiteur de la navette spatiale, mais serait en mesure d'emporter des charges plus larges, plus volumineuses. La même disposition de base a également été utilisé comme base pour la conception d'une station de courte durée. Bien que n'étant pas un atelier humide dans le sens classique du terme, la station se greffe sur le réservoir de carburant et est donc liée à un certain degré.
L'idée d'habitat humide dérivée du réservoir externe de la navette spatiale américaine a également été reprise par la société américaine Space Island Group dans son projet d'hôtel orbital: celui-ci est composé des réservoirs externes assemblés en une roue tournant sur elle-même (une station spatiale en forme de roue tournant sur elle-même), et aménagés en chambres.
