Columbus (station spatiale internationale)

Columbus (station spatiale internationale) - Définition et Explications

Introduction

Le module cylindrique Columbus, en place sur l’ISS.

Le laboratoire européen Columbus (ou Columbus Orbital Facility, plus souvent appelé simplement Columbus) est un laboratoire scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) pressurisé qui fait partie de l'architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) de la Station spatiale internationale (La Station spatiale internationale (en anglais International Space Station ou ISS) est un habitat placé en orbite terrestre basse, occupé en permanence par un équipage international qui...) (ISS).

Conçu par l'Agence spatiale européenne (L’Agence spatiale européenne (ASE) (en anglais European Space Agency : ESA) est une agence spatiale intergouvernementale fondée le 31 mai 1975. Elle est...) (ESA), il est dédié à la recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne également...) en micropesanteur (La micropesanteur, dans le domaine de l'astronautique, est l'état d'un corps tel que l'ensemble des forces d'origine gravitationnelle et inertielle auxquelles il est soumis possède une...).

Son lancement, initialement prévu fin 2004, avait été reporté principalement en raison de la destruction de Columbia et de l'arrêt des lancements qu'elle avait entraîné.

Le lancement a finalement eu lieu le 7 février 2008 par la navette spatiale américaine (La navette spatiale américaine (en anglais Space shuttle ou Space Transportation System, STS) est une navette spatiale conçue et utilisée par l'agence spatiale américaine (NASA) dont le...) Atlantis lors de la mission STS-122 et il est arrimé à la station depuis le 11 février.

Utilisations

Illustration de la station ISS après la mission STS-122, après la mise en place du module Columbus.

Ses utilisations scientifiques sont multiples et portent sur la science des matériaux (La science des matériaux repose sur la relation entre les propriétés, la morphologie structurale et la mise en œuvre des matériaux qui...), la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique désigne la connaissance de la nature ;...) des fluides, les sciences de la vie (La vie est le nom donné :), la physique fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) et de nombreuses autres technologies. Plusieurs centaines d'expériences par an seront réalisées au sein de Columbus.

La mise en fonctionnement du laboratoire permet à l'ESA de disposer d'un prorata de tantièmes d'utilisation de 6 à 7 % sur tous les équipements et les ressources de l'ISS.

Mais le plus important est le fait que les chercheurs européens peuvent désormais y mener des expériences scientifiques en continu et non plus, au coup par coup, selon les disponibilités des autres copropriétaires.

Caractéristiques

D'une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la...) de 10,275 tonnes à vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) et 21 tonnes en charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné, et qui donne lieu à un paiement ou un bénéfice non pécuniaire pour être transporté.), Columbus se présente sous la forme d'un cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant...) de 6,87 mètres de long et 4,49 mètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce segment. Pour indiquer qu'une...), pour un volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une durée variable selon le "Diplôme...) de 75m³ où un maximum de trois personnes peuvent y être hébergées. Tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) comme le laboratoire japonais Kibō et Destiny, il est fixé au nœud de jonction Harmony par une de ses extrémités.

Son coût, hors frais de lancement, s'élève à 880 millions d'euros répartis sur les 26 ans qu'a duré ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une grande diversité de...) (dont 658 M€ pour la phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de développement proprement dite qui a duré 11 ans). Il a été assuré en majorité par l'Allemagne à hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de 51%, viennent ensuite l'Italie (23%) et la France (18%).

Dès son raccordement à l'ISS, le laboratoire est contrôlé au sol par le Centre de contrôle (Un centre de contrôle, dans le domaine de l'astronautique, est une salle d'où sont coordonnées les actions qui concourent à l'accomplissement d'une...) Columbus, se trouvant dans les locaux du Centre allemand d'opérations spatiales (GSOC), à Oberpfaffenhofen. Il est alimenté en énergie électrique (Un apport d'énergie électrique à un système électrotechnique est nécessaire pour qu'il effectue un travail : déplacer une charge, fournir de la lumière, calculer. Ce travail est proportionnel...) par les torons de puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) transitant par le noeud ("node") auquel il est relié, qui lui fournit également les fluides nécessaires au support vie.

Charges utiles

Vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) intérieure: le spationaute (Un spationaute, terme non utilisé réellement, indique en fait "astronaute" ou "cosmonaute" qui sont utilisés dans le monde. C'est un membre de l'équipage d'un spationef, c’est-à-dire d'un appareil...) allemand Hans Schlegel durant la mise en service de Columbus.

Un volume de 23 m3 est dédié aux charges utiles, le laboratoire peut contenir dix bâtis de charges utiles standardisés (ISPRs pour International Standard Payload Racks) de type scientifiques d'une masse maximale de 998 kg chacun. Quatre bâtis se trouvent à l'avant, quatre à l'arrière et deux en haut. A cela s'ajoute à l'extérieur du module, dans le vide spatial, quatre palettes scientifiques pour une masse maximale de 370 kg chacune. La mise en place des expériences est assurée par le bras robotisé de l'ISS.

Installations internes

Cinq installations sont en place :

  • le Biolab. Cette installation comprend des expériences sur des objets vivants: micro-organismes, cultures de cellules, plantes et petits insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office...). Par exemple, l'expérience WAICO sur les plantes, a été la première à être mise en œuvre. Elle va permettre entre autres, de démontrer l'effet de la pesanteur (Le champ de pesanteur (ou plus couramment pesanteur) est un champ attractif auquel sont soumis tous les corps matériels au voisinage de la Terre : on observe ainsi qu'en un lieu donné tous les...) sur la croissance des racines d'une petite plante (Les plantes (Plantae Haeckel, 1866) sont des êtres pluricellulaires à la base de la chaîne alimentaire. Elles forment l'une des subdivisions (ou règne)...): Arabidopsis thaliana.
  • l'équipement européen de modules de physiologie. Il va permettre d'étudier les effets de l'impesanteur (L'impesanteur est l'état d'un corps tel que l'ensemble des forces gravitationnelles et inertielles auxquelles il est soumis possède une résultante et un moment résultant nuls....) sur le corps humain (Le corps humain est la structure physique d'une personne.) et sur son système immunitaire (Le système immunitaire d'un organisme est un ensemble coordonné d'éléments de reconnaissance et de défense qui discrimine le « soi » du « non-soi ». Ce qui est reconnu comme...).
  • le laboratoire en science des fluides. Il permet d'étudier le comportement des métaux et des liquides légers ainsi que la fusion (En physique et en métallurgie, la fusion est le passage d'un corps de l'état solide vers l'état liquide. Pour un corps pur, c’est-à-dire pour une substance constituée...) d'alliages et de semi-conducteurs.
  • le laboratoire modulaire pluridisciplinaire EDR (European Drawer Rack ou étagère à tiroir européen). Des tiroirs vont pouvoir accueillir différentes expériences de disciplines diverses, dans des rangements standardisés.
  • le transporteur européen. Il servira de rangement et de plan de travail.

Installations externes

Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) des dispositifs externes SOLAR et EuTEF sur Columbus

Dès l'installation de Columbus, deux charges utiles externes sont installées :

  • SOLAR, qui étudie l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) solaire et son impact sur le climat (Le climat correspond à la distribution statistique des conditions atmosphériques dans une région donnée pendant une période de temps donnée. Il se distingue de la météorologie qui...) grâce à trois instruments :
    • SOLSPEC pour les rayonnements allant des ultraviolets à l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.)
    • SOVIM, qui étudie l'irradiance du Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification...)
    • SOL-ACES, qui mesure l'ultraviolet (Le rayonnement ultraviolet (UV) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde intermédiaire entre celle de la lumière visible et celle des...) lointain.
  • European Technology Exposure Facility (EuTEF), qui comprend 9 dispositifs expérimentaux pour l'étude du comportement de divers matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) dans l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le...) spatial. Parmi ceux-là il est prévu une exposition de champignons et de lichen pendant 1 an et demi aux radiations solaires pour étudier leurs capacités de survivabilité. Une autre expérience, de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) appliquée à l'exobiologie (L'exobiologie (aussi appelée astrobiologie par les anglo-saxons) est une science interdisciplinaire qui a pour objet l'étude des facteurs et processus, notamment géochimiques et biochimiques, pouvant...), est aussi installée à l'extérieur de Columbus. Il s'agit de l'expérience PROCESS (autre lien). En exposant (Exposant peut signifier:) à l'environnement spatial et au rayonnement solaire (En plus des rayons cosmiques (particules animées d'une vitesse et d'une énergie extrêmement élevées), le Soleil rayonne des ondes...) différents composés organiques, son objectif et l'étude de la chimie organique (La chimie organique est une branche de la chimie concernant la description et l'étude d'une grande classe de molécules à base de carbone : les composés organiques.) des comètes, astéroïdes, ou encore de l'atmosphère de Titan (L’atmosphère de Titan est, à la différence de celle des autres satellites du système solaire, développée avec une taille comprise...) (lune) ou à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu avec sa mesure, sa...) de Mars (planète). Mieux comprendre la chimie de ces objets peut nous aider à comprendre comment la vie est apparue sur Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus...) et si elle a pu aussi apparaitre ailleurs.
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