Module de commande et de service Apollo - Définition
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Introduction
| North American Apollo CSM | ||
|---|---|---|
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| Description | ||
| Role: | Terre et orbite lunaire | |
| Equipage: | 3 : Commandant, pilote du CM, pilote du LEM | |
| Dimensions | ||
| Hauteur | 11,03 m | |
| Diametre | 3,9 m | |
| Volume | 6,17 m³ | |
| Masse | ||
| Module de commande | 5 809 kg | |
| Module de service | 24 523 kg | |
| Total | 30 332 kg | |
| Moteur fusée | ||
| CM RCS (N2O4/UDMH) x 12: | 409 N | |
| SM RCS (N2O4/UDMH) x 16: | 445 N | |
| Service Propulsion System (N2O4/Aerozine 50 ) x 1: | 97.9 kN | |
| Performances | ||
| Durée mission | 14 jours, 200 orbites | |
| Apogée | 386 200 km | |
| Périgée | 160 km | |
| Spacecraft delta v | 2 800 m/s | |
Le module de commande et de service Apollo (Command/Service Module ou CSM en anglais) est le véhicule spatial du programme Apollo conçu pour transporter les trois astronautes durant leur mission entre la Terre et la Lune. Sa conception démarre en 1961 au lancement du programme Apollo ; il a effectué son premier vol avec équipage en 1968 (mission Apollo 7) et son dernier dans le cadre de la mission Apollo-Soyouz en 1975. Pesant plus de 30 tonnes, il est pratiquement 10 fois plus lourd que le vaisseau Gemini de la génération précédente. La masse supplémentaire est en grande partie (21,5 tonnes) représentée par le moteur et les ergols qui fournissent un delta-v de 2 800 m/s permettant au vaisseau de s'insérer en orbite lunaire puis de quitter cette orbite.
Le vaisseau Apollo reprend une disposition inaugurée avec le vaisseau Gemini : un module de commande abrite l'équipage et un module de service contient le moteur de propulsion principal, l'essentiel des sources d'énergie ainsi que l’équipement nécessaire à la survie des astronautes. Le module de service est largué juste avant la rentrée dans l'atmosphère.
Sa conception a été marquée par l'accident Apollo 1, un incendie qui s'est produit au cours de tests au sol et qui a coûté la vie aux trois membres de l'équipage. Deux versions ont été fabriquées, dont seule la deuxième était à même de réaliser les missions lunaires.
Le module de commande
La structure
Le module de commande (Command Module ou CM en anglais) est la partie du vaisseau Apollo dans laquelle les trois astronautes séjournent durant la mission, sauf lorsque deux d'entre eux descendent sur la Lune au moyen du module lunaire. Pesant 6,5 tonnes et de forme conique, sa structure externe comporte une double paroi : une enceinte constituée de tôles et nid d'abeille à base d'aluminium qui renferme la partie pressurisée et un bouclier thermique qui recouvre la première paroi et dont l'épaisseur varie selon la partie concernée en fonction de son exposition à la chaleur durant la rentrée atmosphérique : le vaisseau rentrant dans l'atmosphère la pointe du cône tournée vers l'arrière c'est la base qui est la plus exposée et qui bénéficie donc du bouclier le plus épais. Le bouclier thermique est réalisé avec une résine insérée dans un nid d'abeille en acier.
Le volume pressurisé
L'espace pressurisé représente un volume de 6,5 m³. Les astronautes sont installés sur trois couchettes placées côte à côte et parallèles au fond du cône : elles sont suspendues à des poutrelles dotées de systèmes d'amortissement partant du plancher et du plafond (la pointe du cône). Les couchettes sont constituées d'un cadre métallique sur lequel a été tendu une toile ignifugée. Dans l'espace la couchette centrale peut être démontée pour libérer de la place. Les couchettes sont dotées d'appui_têtes réglables et les couchettes droite et gauche disposent de manches à balais permettant à leurs occupants de régler le fonctionnement des moteurs. Le plancher sous les couchette reçoit un certain nombre d'appareillages mais il reste suffisamment d'espace pour que les astronautes puissent y ranger la couchette démontée y dormir, ....
Les panneaux de commande
En position allongée les astronautes ont en face d'eux, suspendu au plafond, un panneau de commandes large de 2 mètres et haut de 1 mètre sur lequel se trouvent les principaux interrupteurs et voyants de contrôles. Les cadrans sont répartis en fonction du rôle de chaque membre d'équipage. Sur la gauche face au commandant du vaisseau se trouvent les cadrans de contrôle des moteurs de contrôle d'orientation et du moteur principal ainsi que les commandes d'un des calculateurs de navigation. Au centre face au pilote du vaisseau se trouvent les jauges des réservoirs de carburant du moteur principal et des moteurs d'orientation ainsi que les voyants contrôlent le système environnemental. Sur la droite face au pilote du module lunaire, se trouvent les commandes du système de communication, les jauges du système électrique et des réservoirs situés dans le module de commande. Sur les parois latérales se trouvent des baies dédiées à la navigation, d'autres panneaux de commande ainsi que des zones de stockage de nourriture et de déchets. Pour la navigation et le pilotage, les astronautes utilisent un télescope et un ordinateur de bord qui exploite les données fournies par une centrale inertielle.
Les écoutilles
Le vaisseau dispose de deux écoutilles : l'une située à la pointe du cône comporte un tunnel et est utilisée pour passer dans le module lunaire lorsque celui-ci est amarré au vaisseau Apollo. Le tunnel d'un diamètre de 80 cm est entouré par le compartiment des parachutes et surmonté du système d'arrimage composé de dispositifs de guidage et de verrouillage. Le tunnel est fermé côté cabine par une porte qui est démontée et rangée sous les couchettes lorsque le module lunaire est arrimé. L'autre écoutille située sur la paroi latérale est utilisée à Terre pour pénétrer dans le vaisseau et dans l'espace pour les sorties extra véhiculaires : pour ce type de manœuvre, le vide est effectué dans la cabine car il n'y a pas de sas. À la suite de l'incendie d'Apollo 1, cette écoutille qui était composée initialement de deux panneaux distincts a été remplacé par une écoutille unique à ouverture rapide montée sur des charnières qui assure à la fois l'étanchéité et la protection thermique.
Les hublots et les moteurs d'orientation
Les astronautes disposent par ailleurs de cinq hublots pour effectuer des observations et réaliser les manœuvres de rendez-vous avec le module lunaire. Un hublot de 23 cm dans l'écoutille latérale, deux fenêtres carrées de 33 cm situées de part et d'autre des couchettes pour les observations et la photographie et deux hublots triangulaires situés vers la pointe du cône pour les manœuvres de rendez-vous.
Le module de commande dispose de quatre grappes de petits moteurs d'orientation mais il dépend pour les principales manœuvres comme pour l'énergie et le support-vie du module de service.
Caractéristiques du module de commande
- Équipage : 3
- Volume de l'habitacle : 6,17 m³
- Longueur : 3,47 m
- Diamètre : 3,90 m
- Masse : 5 806 kg
- Masse de la structure : 1 567 kg
- Masse du bouclier : 848 kg
- Masse des moteurs de contrôle d'orientation : 400 kg
- Masse des équipements d'amerrissage : 245 kg
- Masse de l'équipement de navigation : 505 kg
- Masse de l'équipement de télémétrie : 200 kg
- Masse de l'équipement électrique : 700 kg
- Masse des équipements de télécommunications : 100 kg
- Masse des couchettes et de la nourriture : 550 kg
- Masse du système de contrôle environnemental : 200 kg
- Masse des différents système de secours : 200 kg
- Poussée des moteurs de contrôle d'orientation : 12 x 410 N
- Propergols des moteurs de contrôle d'orientation : N2O4/UDMH
- Masse des propergols moteurs de contrôle d'orientation : 122 kg
- Capacité de stockage de l'eau potable : 15 kg
- Capacité de stockage des eaux usées : 26,5 kg
- Filtre CO² : hydroxyde de lithium
- Désodorisant : charbon actif
- Batteries électriques : trois batteries de 40 ampères-heure argent/zinc, deux batteries de 0,75 ampère-heure argent zinc pour les dispositifs pyrotechniques
- Parachutes: deux parachutes de stabilisation coniques de 5 mètres de diamètre, trois parachutes extracteurs de 2,2 mètres de diamètre et trois parachutes principaux de 25,45 mètres de diamètre.
