MKS | Les premières années1. Lancement du module ZariaLe premier module de la Station Spatiale Internationale (MKS) est lancé le 20 novembre 1998 depuis le cosmodrome de Baïkonour. Il s'agit du Module Fonctionnel de Fret (FGB) « Zaria », développé par la Russie sous contrat de la NASA. Le lanceur Proton-K place Zaria sur une orbite 184,3km x 362,2km x 51,6°. Immédiatement, le système de commande Komparouss A3 est mis en service de façon automatique, et il commence à envoyer des données vers le Centre de Contrôle des Vols (TsUP). 
Fig. 1.1 : Vue d'artiste de Zaria peu après son arrivée sur orbite. A T0+603", les diverses éléments extérieurs, comme les antennes, commencent à se déployer, et le module est mis en rotation lente autour de son axe longitudinal de façon à le réchauffer. Le déploiement des deux panneaux solaires est commandé à T0+801", et il dure environ deux minutes. C'est ensuite au tour de la tige de la pièce d'amarrage arrière SSVP-M, qui servira pour la rencontre avec le Module de Service Zvezda, dont le lancement est prévu à l'été 1999. Le premier programme de vol, qui définit l'orientation du module, devait être chargé dans l'ordinateur de bord lors de la deuxième orbite, mais un incident avec le système de commande Komparouss a obligé le TsUP à reporter l'opération à la troisième orbite. Ce n'est pas très grave, étant donné que de toute manière, les panneaux solaires s'orientent constamment en direction du Soleil grâce aux capteurs B-12. Lors de la cinquième orbite, à 12h53 GMT, le système d'orientation est éteint, et Zaria est placé en rotation lente (0,18°/s autour de chacun des axes X et Y). 
Fig. 1.2 : Le repère associé à Zaria. Le 21 novembre 1998, le TsUP remet le système de contrôle en fonctionnement afin de lancer un essai des moteurs principaux. L'objectif est à la fois d'en vérifier le bon fonctionnement et de rehausser le périgée de l'orbite. Le moteur DKS n°37 est mis en service une première fois à 05h14'41" GMT (dV=2,061m/s) et une seconde fois à 07h27'26" GMT (dt=100,9", dV=20,53m/s). Suite à cet essai concluant, le système de contrôle est arrêté et le module est remis en rotation lente sur ses deux axes. Le premier problème de l'histoire de la Station Spatiale Internationale apparaît le 22 novembre. Les techniciens du TsUP détectent en effet un niveau de charge anormalement bas dans l'un des six ensembles de batteries du système électrique (le n°1). Les analyses montreront que le temps de charge est insuffisant, ce qui rejette la faute sur le convertisseur PTAB-2. D'autre part, un capteur (GA) qui analyse la composition de l'atmosphère indique un taux d'humidité anormalement élevé dans le Compartiment Hermétique des Instruments (PGO). L'erreur provient vraisemblablement d'un défaut de calibrage du GA. Enfin, le TsUP réalise que deux des quatre antennes AM1 du système d'amarrage manuel TORU ne se sont pas déployées comme prévu après la mise sur orbite. Il s'agit des deux vibrateurs. Lors de la 34ème orbite, la tige de la pièce d'amarrage arrière SSVP-M est rétractée. Le moteur DKS n°37 est de nouveau mis en service pour une double correction d'orbite le 23 novembre 1998 à 05h26'30" GMT pendant 31,58" (dV=6,53m/s) et à 06h23'25" GMT pendant 116,44" (dV=24,03m/s). L'orbite de Zaria est maintenant 313,2km x 400,4km x 51,614°. Une dernière correction est réalisée le 24 novembre. Le DKS n°37 est allumé à 06h25'38" GMT pendant 118,82" (dV=24,66m/s). L'orbite est maintenant 385,8km x 404,6km x 51,619°. Plus tard dans la journée du 24 novembre, le TsUP force la charge de l'ensemble batterie n°1. Le PTAB-2 défaillant sera remplacé par l'équipage de la navette américaine STS-88. Le 27 novembre, le module Zaria est placé dans l'orientation qui lui permettra d'être saisi par la navette Endeavour STS-88, qui s'apprête à le rejoindre. Il est positionné « tête en haut », c'est-à-dire le GA orienté vers l'Espace, et l'axe +Y dans le sens du vecteur vitesse. Dans la nuit du 29 au 30 novembre, le système de rendez-vous automatique Kours-P est testé avec succès. Le système de propulsion consomme chaque jour entre 100 et 150 grammes d'ergols pour maintenir Zaria en rotation lente (0,18°/s). 
2. Arrivée de la navette spatiale Endeavour STS-88La première navette spatiale américaine en direction de la Station Spatiale Internationale, Endeavour STS-88, décolle de Cap Canaveral le 4 décembre 1998 à 08h35'34,019" GMT. L'objectif principal de la mission est d'amarrer à Zaria le module Unity ainsi que les deux adaptateurs pressurisés PMA-1 et PMA-2. 
Fig. 2.1 : Décollage d'Endeavour STS-88. L'équipage est constitué du commandant Robert CABANA, du pilote Frederick STURCKOW et des spécialistes de mission Nancy CURRIE, Jerry ROSS, James NEWMAN et Sergueï KRIKALIOV. Le 5 décembre 1998 à 22h25 GMT, Nancy CURRIE saisit l'ensemble constitué de Unity et des deux PMA avec le bras Canadarm. Elle le soulève jusqu'à 4m au-dessus de la soute d'Endeavour et le fait tourner de 90°, afin de mettre le PMA-2 en vis-à-vis du système d'amarrage ODS de la navette. 
Fig. 2.2 : Unity est arrimé à Endeavour par le PMA-2, 5 décembre 1998. Elle maintient Unity à quelques centimètres de l'ODS, et le commandant CABANA actionne les moteurs d'Endeavour de manière à faire « remonter » celle-ci, et ainsi à réaliser l'amarrage au PMA-2 à 23h45 GMT. Quelques instants plus tard, le vestibule entre l'ODS et le PMA-2 est pressurisé, et les astronautes CABANA et ROSS pénètrent dans le PMA-2. Le lendemain, Endeavour arrive en vue de Zaria. Bob CABANA se place en-dessous de lui, puis décrit un demi-cercle pour passer au-dessus. Il entame alors l'approche finale, jusqu'à une distance de 180m. Il s'approche encore jusqu'à 75m, et là Nancy CURRIE utilise le bras Canadarm pour saisir l'Adaptateur Hermétique (GA) de Zaria par son point d'attache EFGF. La capture intervient le 6 décembre 1998 à 23h47'15" GMT. 
Fig. 2.3 : Vue d'artiste d'Endeavour et Unity s'approchant de Zaria. Elle amène alors le module russe sur le PMA-1, situé au sommet de Unity. L'amarrage entre les deux premiers modules de la station spatiale internationale a ainsi lieu le 7 décembre 1998 à 02h07 GMT. Les astronautes Jerry ROSS et James NEWMAN débutent la première sortie dans l'Espace de l'Histoire de la station le 7 décembre 1998 à 22h10 GMT. Avec leurs scaphandres EMU, ils sortent par le sas situé dans la soute d'Endeavour. Leur première activité consiste à connecter des câbles entre le PMA-2 et Unity, ainsi qu'entre le PMA-1 et Unity. Cela permet aux astronautes restés à l'intérieur de procéder à l'activation du module américain. ROSS et NEWMAN s'occupent ensuite de connecter d'autres câbles, reliant cette fois le PMA-1 et Zaria. L'électricité peut maintenant passer entre les deux modules. Lors d'un passage au-dessus de la Russie, le TsUP met en service les deux convertisseurs RACU, qui permettent d'envoyer une partie de la puissance générée par les panneaux solaires de Zaria vers le module américain. L'électricité y est disponible le 8 décembre 1998 à 03h49 GMT. 
Fig. 2.4 : James NEWMAN près des connecteurs de Unity, 7 décembre 1998. A l'extérieur, la dernière tâche de ROSS et NEWMAN consiste à ôter les couvertures thermiques qui protègent les deux ordinateurs MDM situés sur la coqué du PMA-1. Maintenant que les réchauffeurs sont alimentés, les couvertures ne sont plus nécessaires. Avant de rentrer, NEWMAN va examiner les deux antennes du système d'amarrage manuel TORU de Zaria qui se sont mal déployées après la mise en orbite. Il prend des photos qui permettront aux ingénieurs de décider quelles actions entreprendre. La sortie se termine le 8 décembre 1998 à 05h31 GMT; elle a duré 7h21. Le 8 décembre, à 20h35'34" GMT, les moteurs RCS de la navette sont allumés pendant 23 minutes et 26 secondes afin de rehausser l'orbite (dV=3,14m/s). La deuxième sortie dans l'Espace débute le 9 décembre 1998 à 20h33 GMT. ROSS et NEWMAN commencent par installer six mains courantes qui permettront aux astronautes de se déplacer plus facilement lors des futures sorties dans l'Espace. Ils installent ensuite deux boîtiers antennes sur les pièces d'amarrage latérales de Unity, ainsi qu'un câble qui les relie à Zaria. Les antennes font partie du Système de Communications Précoce ECS, qui permettra au segment américain de la station de communiquer avec les satellites relais TDRS sans attendre que tout le système de télécommunications soit opérationnel. Ce système précoce sera démonté lors de la mission STS-100, en avril 2001. 
Fig. 2.5 : Cette image permet de visualiser plusieurs des tâches réalisées Quand ils en ont fini avec l'ECS, les astronautes démontent des verrous sur les quatre pièces d'amarrage CBM de Unity. Ensuite, ils mettent en place un écran de protection solaire sur les deux MDM du PMA-1. Ils installent également des couvertures thermiques sur les doigts de maintien qui retenaient Unity dans la soute d'Endeavour lors du lancement. NEWMAN monte sur le bras Canadarm d'Endeavour qui l'emmène sur le module Zaria. Là, il utilise un crochet pour débloquer l'une des deux antennes AM1 (celle qui est sous le module) du système TORU qui ne s'était pas déployée. La sortie se termine le 10 décembre à 03h35 GMT; elle a duré 7h02. Le 10 décembre 1998, à 19h54 GMT, Robert CABANA et Sergueï KRIKALIOV pénètrent pour la toute première fois dans le module Unity. ROSS et NEWMAN y installent le système de télécommunications ECS, dont ils avaient déjà fixé les antennes lors de leur deuxième sortie. 
Fig. 2.6 : KRIKALIOV travaille sur le PTAB-2, 11 décembre 1998. A 21h12 GMT, ils ouvrent l'écoutille qui donne sur Zaria et pénètrent dans le module russe. KRIKALIOV et CURRIE démontent le convertisseur PTAB-2 d'un ensemble batteries Bloc 800A qui a montré des dysfonctionnements après la mise en orbite. Ils le remplacent par un nouvel exemplaire, et cette fois tout fonctionne parfaitement. Les cosmonautes retournent dans la navette Endeavour et ferment l'écoutille donnant sur Zaria le 11 décembre à 22h41 GMT. La dernière écoutille est scellée le 12 décembre à 00h26 GMT. La troisième sortie dans l'Espace débute le 12 décembre 1998 à 20h33 GMT. ROSS et NEWMAN fixent sur le module Unity, à la base du PMA-1, un casier rempli d'outils qui seront utilisés lors de STS-96. Ils démontent également un câble qui a servi à commander la pièce d'amarrage APAS qui relie le PMA-1 à Zaria, et qui ne sera plus jamais manœuvrée. Ensuite, ils installent une main courante sur Zaria (compartiment PGO-2) afin de faciliter les déplacements de leurs collègues lors des futures sorties, et ROSS se dirige sur le dessus du module russe afin de débloquer la seconde antenne TORU. Les deux astronautes terminent également l'installation du système ECS en tirant quatre nouveaux câbles. Avant de rentrer dans le sas, ils testent le système de secours SAFER de leurs scaphandres, qui leur permettrait de revenir vers la navette au cas où ils seraient perdus dans le vide. La sortie se termine le 13 décembre à 03h32 GMT; elle a duré 6h59. Après la sortie, le vestibule entre le système d'amarrage ODS de la navette et le PMA-2 est dépressurisé. Endeavour se sépare du PMA-2 le 13 décembre 1998 à 22h25 GMT et atterrit le 16 décembre 1998 à 03h53'28,386" GMT. 3. Les événements de début 1999Peu de temps après le départ de la navette Endeavour STS-88, le TsUP va procéder à un essai des deux moteurs principaux de Zaria, appelés DKS. L'un d'eux, le DKS n°37, avait déjà été allumé à cinq reprises avant la visite d'Endeavour, mais le second, le DKS n°38, n'a jamais été utilisé. Quand Zaria était seul, il était en effet possible de ne mettre en fonctionnement qu'un seul DKS, car le système de contrôle du module était capable de corriger la déviation. Maintenant que Unity est amarré, les caractéristiques massiques et inertielles de l'ensemble sont telles que le système de contrôle de Zaria ne pourrait pas corriger la déviation engendrée par une propulsion asymétrique. Il faut toutefois signaler que le centre de gravité de l'ensemble Zaria + Unity est légèrement décalé par rapport à l'axe longitudinal. Pour contrer le moment que provoquerait ce petit décentrage, les deux DKS n'ont pas été placés de manière exactement symétrique sur la coque de Zaria. Les deux moteurs DKS sont donc allumés le 16 décembre 1998 à 19h19'22" GMT, et ils fonctionnent pendant 10,66". Un autre allumage est réalisé le 21 décembre. Les deux moteurs DKS sont mis en service à deux reprises ce jour-là, à 17h13'00,4" GMT (dt= 6") et à 17h56'52,9" GMT (dt= 4,52"). Entre le 7 et le 10 janvier 1999, le TsUP détecte une décharge anormale des six batteries de Zaria. Afin de limiter la perte, les réchauffeurs HTR du PMA-1 sont mis hors service. Le 11 janvier, le signal Umin apparaît, ce qui a pour conséquence de mettre hors service plusieurs détecteurs de fumée de Zaria afin d'économiser encore plus d'énergie. Le TsUP engage alors plusieurs cycles de décharge-charge complets sur chaque batterie, ce qui permet de revenir à des paramètres optimums. Les HTR et les détecteurs de fumée peuvent donc être remis en service. Le 27 janvier 1999, un essai du système de télécommunications ECS, installé lors de STS-88, est mené à bien. Il consiste à envoyer des données numériques à Zaria depuis le TsUP, mais en passant par le centre de Houston, l'ECS et les ordinateurs MDM de Unity. Les moteurs DTS n°30 et n°32 sont mis en service le 2 février 1999 pendant 4,7" afin de réduire la vitesse angulaire de la station (de 0,42°/s à 0,32°/s). Le problème sur les batteries de Zaria n'est toujours pas résolu, et le TsUP doit constamment réaliser des cycles charge-décharge pour maintenir une tension correcte. Le problème viendrait des intégrateurs de courant MIRT-3 qui équipent chaque batterie. Ils est décidé qu'ils seront remplacés lors de la prochaine mission de la navette spatiale américaine, STS-96. Les Américains remarquent aussi un petit problème sur leur système ECS : l'antenne tribord ne fonctionne pas à son maximum selon l'orientation de la station, ce qui peut conduire à une baisse de 15% de la capacité de l'ECS à recevoir des informations. Les 20-21 avril, un nouveau problème apparaît sur l'ECS. Lors d'un essai, les communications sont perdues avec les antennes à gain élevé. Chacune des deux antennes de l'ECS est en fait constituée de deux antennes : une à gain élevé, et une à faible gain. La situation n'est pas critique, car le moyen de communication principal est le système russe. De plus, les Américains peuvent toujours utiliser les antennes à faible gain de l'ECS, mais à un débit nettement plus faible. Toujours les 20-21 avril, un autre incident survient quand une commande erronée est envoyée à Zaria. La station n'étant pas à portée des antennes du TsUP, un ingénieur transmet par téléphone la commande, constituée de trois chiffres, à une station relais. Mais il y a erreur sur l'un des chiffres, et la station relais envoie donc la mauvaise commande. Celle-ci met en service l'alimentation électrique du moteur de l'un des panneaux solaires de Zaria. Heureusement, comme il n'y a pas de commande de rétractation proprement dite, le panneau ne bouge pas. De plus, l'ordinateur de Zaria comprend que la commande est erronée, et il coupe de lui-même l'alimentation du moteur. Le 12 mai, en prévision de l'arrivée de la navette Discovery, la station est placée dans l'orientation qu'elle aura lors de l'amarrage dans le cadre d'une répétition générale. En temps normal, la station est « à la verticale », avec Zaria dirigé vers l'Espace et Unity vers la Terre, le tout étant mis en rotation lente. Pour l'essai, la station est d'abord placée « à l'horizontale », avec le module Zaria dirigé dans le sens du mouvement. Ensuite, la station est redressée pour être à nouveau à la verticale, mais avec Unity en direction de l'Espace, et aucun mouvement de rotation. C'est cette posture qui sera utilisée pour l'amarrage avec Discovery.
4. Arrivée de la navette spatiale Discovery STS-96La navette spatiale américaine Discovery STS-96 décolle du Centre Spatial Kennedy, à Cap Canaveral en Floride, le 27 mai 1999 à 10h49'42,021" GMT. L'équipage est constitué du commandant Kent ROMINGER, du pilote Rick HUSBAND et des spécialistes de mission Ellen OCHOA, Tamara JERNIGAN, Daniel BARRY, Julie PAYETTE et Valeri TOKAREV. 
Fig. 4.1 : Décollage de Discovery STS-96. La mission de Discovery, appelée 2A.1, est principalement logistique. La navette apporte le premier module SPACEHAB (7290kg, version LDM) pour la station internationale, ainsi que la première plate-forme ICC (1383kg), développée par la RKK Energuia pour Astrotech. Discovery s'amarre au PMA-2 le 29 mai 1999 à 04h24 GMT. Les astronautes ouvrent ensuite les écoutilles du PMA-2 et pénètrent dans le module Unity. Daniel BARRY et Tamara JERNIGAN débutent la première et unique sortie dans l'Espace de la mission le 30 mai 1999 à 02h56 GMT. Equipés de scaphandres EMU, ils sortent par l'écoutille du TAA, l'adaptateur qui relie le SPACEHAB au système d'amarrage ODS. 
Fig. 4.2 : La plate-forme ICC pour la mission STS-96. Leur première activité est l'installation du mât de charge OTD (ORU Transfer Device), qui était stocké sur la plate-forme ICC. JERNIGAN se rend sur l'ICC au moyen du bras manipulateur RMS de Discovery, et elle est rejointe par BARRY, qui fait le trajet « à pieds ». Ils détachent l'OTD de l'ICC, et JERNIGAN l'emmène sur le PMA-1. Ils réalisent un nouvel aller-retour vers l'ICC pour aller chercher le poste-opérateur du mât de charge russe GStM-2. Ils doivent d'abord l'attacher à un adaptateur, puis JERNIGAN ramène le tout et fixe l'adaptateur sur le point d'ancrage FRGF du PMA-2. Il ne s'agit que du premier élément du GStM-2, qui sera complété lors de STS-101, avant d'être installé de manière définitive sur le module Pirs. 
Fig. 4.3 : JERNIGAN ramène le pose opérateur du mât GStM-2, 30 mai 1999. Quand JERNIGAN et BARRY ont terminé l'installation du GStM-2, ils retournent sur l'ICC chercher deux cale-pieds pour scaphandres Orlan et EMU, et vont les installer sur le PMA-1. Un dernier aller-retour vers l'ICC leur permet de rapporter sur Unity trois sacoches d'outils, qui étaient stockées dans le container SHOSS (SPACEHAB Oceaneering Space System). Avant de rentrer dans le sas du TAA, ils prennent des photos de la coque de Zaria, afin de permettre aux ingénieurs russes d'observer le comportement de la peinture, et ils inspectent l'antenne ECS tribord, qui rencontre des dysfonctionnements depuis quelques semaines. La sortie se termine à 10h51 GMT, elle a duré 7h55. Le 31 mai 1999, à 01h14 GMT, les astronautes ouvrent l'écoutille du module Unity et montent à bord, pour la première fois depuis la visite de STS-88 des 10 et 11 décembre 1998. Ils traversent ensuite le PMA-1 et ouvrent l'écoutille de Zaria à 02h07 GMT. Ils commencent à transférer le fret contenu dans le module SPACEHAB vers la station internationale. PAYETTE et TOKAREV remplacent les dix-huit boîtiers MIRT-3, qui sont responsables des problèmes de charge des six batteries du module Zaria. Pendant ce temps, BARRY et HUSBAND remplacent le processeur CTP (Command and Telemetry Processor) du système de communications ECS, qui est à l'origine des problèmes de fonctionnement de l'antenne tribord. 
Fig. 4.4 : HUSBAND et BARRY avec les différents boîtiers de l'ECS. Le transfert des 1621kg de fret du SPACEHAB dure encore trois jours complets, et le 3 juin 1999 à 8h44 GMT l'écoutille de Unity est refermée. A environ 09h30 GMT, Discovery allume ses moteurs RCS à dix-sept reprises afin de rehausser l'orbite de la station. Finalement, la navette se sépare du PMA-2 le 3 juin 1999 à 22h39 GMT et atterrit sans incident le 6 juin 1999 à 06h02'42,431" GMT. 5. Les événements de fin 1999 et début 2000Après la visite de Discovery STS-96, les deux systèmes défaillants de la station (les batteries de Zaria et l'ECS de Unity) fonctionnent à nouveau. Mais à la fin juin 1999, lors d'un cycle de décharge qui doit maintenant être réalisé tous les six mois, la batterie A71 refuse de se décharger complètement. En conséquence, elle est retirée du réseau électrique. La semaine suivante, début juillet 1999, c'est l'antenne bâbord de l'ECS qui cesse de fonctionner. La semaine du 16 août 1999, un essai du système Kours-A du module Zaria est réalisé en vue de l'arrivée du module Zvezda, prévue pour novembre 1999. Dans le cadre de l'essai, la station a été temporairement positionnée comme elle le sera lors de l'amarrage. A la fin du mois d'août 1999, la batterie A71 de Zaria est reconnectée temporairement à son tableau, mais elle montre encore un fonctionnement anormal. Début septembre, le TsUP réalise un essai du Système de Pompage et de Transfert des Réservoirs SPiPT du module Zaria. La pompe du SPiPT est mise en service pour transférer de l'azote, afin de simuler les transferts d'ergols qui auront lieu avant le rendez-vous avec Zvezda. La semaine du 20 septembre 1999, lors d'un nouvel essai de la batterie A71, la puissance du module Zaria baisse sensiblement. Certains systèmes non essentiels sont délestés, et la station est réorientée de façon à augmenter la production des panneaux solaires de Zaria. Les analyses montrent que la baisse de puissance était due à la simultanéité de plusieurs opérations, sachant que seules cinq batteries sur six sont en fonctionnement. En octobre 1999, le lancement de Zvezda est officiellement reporté à février 2000. Le 26 octobre 1999, pour la première fois dans l'Histoire de la Station Spatiale Internationale, une correction d'orbite doit être effectuée pour éviter un débris spatial, en l'occurrence les restes d'un lanceur américain Pegasus. Les moteurs DKS de Zaria sont mis en service à 14h03 GMT (dt=5", dV=1m/s, dh=1,5km). A la mi-novembre 1999, la batterie A72 de Zaria ne réussit pas un essai de décharge-charge, et elle est elle aussi déconnectée du tableau. Il n'y a donc plus que quatre batteries disponibles à bord. Le 28 novembre 1999, toutefois, le TsUP reconnecte la batterie A71 et ne détecte aucune anomalie dans son fonctionnement. La station a donc de nouveau cinq batteries disponibles. Les moteurs DKS de Zaria sont mis en service le 1er décembre 1999 à 21h57 GMT (dt=27", dV=5,4m/s) et à 22h45 GMT (dt=23", dV=4,7m/s) dans le but de corriger l'orbite de la station en vue de l'arrivée de Zvezda. Début décembre 1999, le fonctionnement de la batterie A71 redevient anormal, et la batterie est de nouveau déconnectée du tableau. A la même période, un test du Kours-A est réalisé, et met en évidence des problèmes de transmission des données concernant la vitesse relative. La cause est probablement un problème d'interférence électromagnétique. A la mi-janvier 200, la batterie A71 est reconnectée au tableau mais est conservée en secours. En janvier 2000, alors que le lancement de Zvezda est encore repoussé, la NASA décide de réaliser un vol de la navette spatiale non prévu au programme, afin de réaliser de la maintenance. Cette mission, baptisée 2A.2a, sera réalisée au printemps. Début février 2000, la batterie A75 commence à montrer les mêmes dysfonctionnements que la A71. Elle reste toutefois connectée au tableau. Deux nouveaux essais du Kours-A sont réalisés à la mi-février 2000, et l'anomalie observée deux mois plus tôt n'est pas reproduite. L'hypothèse des interférences électromagnétiques semble donc être confirmée. Le 14 mars 2000, les moteurs de Zaria sont mis en service afin de vérifier leur capacité à modifier l'orientation de la station, en vue de l'arrivée de la navette Atlantis STS-101. Un nouvel essai du système Kours-A et également mené, en vue de l'arrivée du module Zvezda.
6. Arrivée de la navette spatiale Atlantis STS-101La navette spatiale américaine Atlantis STS-101 décolle du Centre Spatial Kennedy, à Cap Canaveral en Floride, le 19 mai 2000 à 10h11'09,994" GMT. L'équipage est constitué du commandant James HALSELL, du pilote Scott HOROWITZ et des spécialistes de mission Mary WEBER, Jeffrey WILLIAMS, James VOSS, Susan HELMS et Youri OUSSATCHIOV. 
Fig. 6.1 : Décollage d'Atlantis STS-101. L'objectif ce de vol 2A.2a est principalement logistique. La soute contient un module SPACEHAB en configuration LDM ainsi qu'une plate-forme ICC. Atlantis s'amarre au PMA-2 du module Unity le 21 mai 2000 à 04h30'45" GMT. 
Fig. 6.2 : La station vue d'Atlantis, le 21 mai 2000. Le 22 mai 2000, à 01h48 GMT, Jeffrey WILLIAMS (EMU n°3013) et James VOSS (EMU n°3017) débutent la sortie dans l'Espace de STS-101. Ils sortent par l'écoutille du TAA (Tunnel Adapter Assembly), dans la soute d'Atlantis. La première activité consiste à finaliser l'arrimage du mât de charge OTD, qui avait été mal installé lors de la sortie du 30 mai 1999, lors de la mission STS-96. 
Fig. 6.3 : Jeffrey WILLIAMS près de l'OTD, 22 mai 2000. Les deux astronautes vont ensuite poursuivre l'installation du mât de charge GStM-2, qui avait été débutée lors de cette même sortie. Ils se rendent sur la plate-forme ICC et récupèrent le corps de mât, qu'ils vont fixer sur le poste-opérateur, installé sur le PMA-2 lors de STS-96. 
Fig. 6.4 : Installation du corps de mât du GStM-2, 22 mai 2000. Ensuite, ils fixent l'Elément Mobile MZ et l'anneau de Transport et de Fixation STU sur le corps de mât. Le GStM-2 est maintenant terminé, et les astronautes le désolidarisent du PMA-2 pour aller l'installer sur le PMA-1. WILLIAMS et VOSS partent ensuite sur le module Unity afin de remplacer l'antenne bâbord du système de télécommunications ECS, qui fonctionne mal depuis juillet 1999. Ils doivent également mettre en place huit mains courantes sur lesquelles les astronautes pourront s'accrocher lors des futures sorties, mais l'une des huit ne peut pas être fixée pour des raisons d'encombrement. La sortie se termine à 08h32 GMT, elle a duré 6h44. Plus tard dans la journée du 22 mai 2000, l'équipage d'Atlantis pénètre dans la station. Sa première activité consiste à déplacer plusieurs conduites de ventilation, afin d'améliorer la circulation d'air dans la station. Ensuite, OUSSATCHIOV et HELMS remplacent les batteries 800A n°A71 et A72 du module Zaria, qui fonctionnent mal depuis plusieurs mois. 
Fig. 6.5 : Susan HELMS remplace l'une des batteries de Zaria. Pendant ce temps, les astronautes remplacent le boîtier RFPDB (Radio Frequency Power Distribution Box) du système ECS dans le module Unity. Le 23 mai 2000, à 19h02 GMT, les moteurs RCS d'Atlantis sont mis en service à vint-sept reprises afin d'augmenter l'altitude de la station (dh=14km). Plus tard, les astronautes remplacent la batterie A73 de Zaria, et installent des câbles pour le système de télécommande et de télémesure Komparouss-A3, qui lui permettront d'être mis en ou hors service via le système américain ECS. Le 24 mai 2000, les astronautes remplacent la batterie A75 de Zaria, ainsi que l'enregistreur ZU1A de son système de télémesure BR-9TsU-8. Ils réalisent aussi une nouvelle rehausse de l'orbite de la station en mettant en service les moteurs RCS d'Atlantis à vingt-sept reprises à partir de 20h13 GMT. Une troisième manœuvre de ce type est réalisée le 25 mai 2000 à 18h36 GMT. L'équipage d'Atlantis transfère aussi sur la station le tapis roulant TVIS (Treadmill with Vibration Isolation Stabilization), qui sera installé dans le module Zvezda. 
Fig. 6.6 : Susan HELMS transfère le TVIS. La navette Atlantis se sépare du PMA-2 le 26 mai 2000 à 23h03 GMT et réalise un survol de la station. Elle atterrit sans incident au Centre Spatial Kennedy le 29 mai 2000 à 06h20'17,96" GMT. 
Fig. 6.7 : La station vue d'Atlantis après son départ. 7. Arrivée du module ZvezdaAprès la visite de la navette Atlantis STS-101, la station se porte bien. Toutes les batteries de Zaria fonctionnent désormais correctement, ainsi que le système de télécommunications ECS de Unity. La prochaine grande étape sera l'arrivée du module Zvezda, qui doit décoller de Baïkonour le 12 juillet 2000. Le 6 juin 2000, le TsUP réalise un essai du système d'amarrage manuel TORU de Zaria, qui sera utilisé pour l'amarrage avec Zvezda en cas de défaillance du système automatique Kours. Celui-ci est d'ailleurs testé avec succès le 15 juin 2000. Le 21 juin 2000, de l'UDMH est transféré des réservoirs de Zaria à basse pression BNDG1 et BNDG2 vers les réservoirs à haute pression TBG1 à 4. Le 23 juin 2000, c'est au tour du peroxyde d'azote d'être transféré des réservoirs BNDO1 et BNDO2 vers les réservoirs à haute pression TBO1 à 4. Le remplissage des réservoirs à haute pression est réalisé en amont de l'utilisation des moteurs DKS et DTS lors de l'amarrage à Zvezda. Début juillet 2000, la batterie A71 de Zaria est de nouveau déconnectée de son tableau suite à une défaillance de son convertisseur PTAB-2. Le problème, toutefois, vient probablement d'un capteur défaillant, plutôt que de la batterie elle-même. Le module Zvezda décolle de Baïkonour le 12 juillet 2000 à 04h56'36,002" GMT. Le 14 juillet 2000, les réservoirs de Zaria sont pressurisés à 15kgf/cm2. Une correction de l'orbite de la station est réalisée le 18 juillet 2000 à 02h59'22" GMT (dt=5", dV=1m/s). Ensuite, à 04h25'12" GMT, les moteurs de Zaria sont une nouvelle fois mis en service (dV=1m/s) pour réaliser une répétition de l'amarrage à Zvezda et, le 23 juillet 2000, la tige de la pièce d'amarrage de Zaria est déployée. Une nouvelle correction est réalisée le 25 juillet 2000 à 00h48'42" GMT. 
Fig. 7.1 : Décollage de Zvezda, le 12 juillet 2000. Zvezda arrive en vue de la station le 25 juillet 2000. La station réalise de nouvelles corrections à l'aide des moteurs DKS à 21h47'16" GMT (dt=7,4", dV=1,46m/s) et à 22h22'12" GMT (dt=7,3", dV=1,45m/s). L'amarrage est réalisé le 26 juillet 2000 à 00h44'44" GMT. 
Fig. . : Amarrage de Zvezda sur Zaria, le 26 juillet 2000. Le 30 juillet 2000, les ordinateurs du module Zvezda prennent le contrôle de l'ensemble de la station. Le 1er août 2000, le TsUP oriente la station avec son axe X en direction du centre de la Terre. Cette orientation permet d'utiliser le gradient de gravité pour stabiliser l'ensemble. Le but est d'économiser les ergols en cas d'incident avec le prochain vaisseau de ravitaillement. Mais il s'avère que cette orientation ne permet pas de diriger les panneaux solaires de façon optimale, et le TsUP décide de revenir à l'orientation habituelle dès le 3 août 2000. 8. Arrivée du vaisseau Progress M1-3Le premier vaisseau de ravitaillement de la Station Spatiale Internationale, Progress M1-3, décolle de Baïkonour le 6 août 2000. Il s'amarre à l'arrière de Zvezda le 8 août 2000 à 20h12'56" GMT à l'aide du système automatique Kours. 
Fig. 8.1 : Amarrage de Progress M1-3 sur Zvezda, le 8 août 2000. Le 9 août 2000, le TsUP prépare le premier transfert d'ergols des réservoirs de Progress M1-3 vers ceux de Zvezda. L'objectif est dans un premier temps d'inerter les tuyauteries à l'azote, mais les différentes vannes ne répondent pas aux commandes d'ouverture. Après analyse, les équipes du TsUP découvrent qu'un ordre permanent masquait les commandes, et le problème est donc rapidement réglé. Le premier transfert de 116kg d'UDMH peut donc être réalisé le 10 août 2000. Le moteur SKD du vaisseau Progress M1-3 est mis en service le 15 août 2000 à 15h36'00" GMT (dt=21", dV=1m/s) afin de tester sa capacité à rehausser l'orbite de la station. Suite au succès de cet essai, une correction d'orbite est réalisée le 17 août 2000 à 14h29'33" GMT (dt=81", dV=3,97m/s, dm=80kg), toujours avec le SKD de Progress M1-3. Le 19 août 2000, la batterie n°4 du module Zvezda ne se charge pas correctement, et elle est déconnectée. Le 21 août 2000, le TsUP tente de transférer du N2O4 de Progress M1-3 vers Zvezda, mais sans succès. Un capteur indique une pression basse dans le réservoir de Progress M1-3, ce qui interdit la mise en service du compresseur. Une nouvelle tentative a lieu le 22 août 2000, cette fois avec succès : 210kg de N2O4 sont transférés. Le 23 août 2000, un nouveau transfert de N2O4 se solde par un échec, avant de réussir à son tour le lendemain. Une nouvelle tentative de charge de la batterie n°4 de Zvezda est réalisée le 29 août 2000, mais sans succès. Le TsUP décide de la remplacer lors de la prochaine visite de la navette spatiale. Quelques jours plus tard, la batterie d°6 de Zaria cesse à son tour de fonctionner.
9. Arrivée de la navette spatiale Atlantis STS-106La navette spatiale américaine Atlantis STS-106 décolle du Centre Spatial Kennedy, à Cap Canaveral en Floride, le 8 septembre 2000 à 12h45'47,008" GMT. L'équipage est constitué du commandant Terrence WILCUTT, du pilote Scott ALTMAN et des spécialistes de mission Edward LU, Richard MASTRACCHIO, Daniel BURBANK, Youri MALENTCHENKO et Boris MOROUKOV. 
Fig. 9.1 : Décollage d'Atlantis STS-106. L'objectif principal de ce vol 2A.2b est de mettre le module Zvezda en configuration de vol. La soute d'Atlantis contient le système d'amarrage ODS, relié par le tunnel TAA à un module SPACEHAB en configuration LDM, ainsi qu'une plate-forme ICC. Cette dernière emporte la boîte à outils SHOSS (SPACEHAB-Oceaneering Space System) et l'expérience SOAR (SIGI Orbital Attitude Readiness), qui ont une masse totale de 1300kg. 
Fig. 9.2 : La soute d'Atlantis avant le décollage. Atlantis s'amarre à l'adaptateur PMA-2 du module Unity le 10 septembre 2000 à 05h51'16,1" GMT. Les astronautes photographient l'une des sections du panneau solaire bâbord de Zvezda qui ne s'est pas déployée correctement après la mise sur orbite. Ensuite, les préparatifs de la sortie dans l'Espace sont lancés. 
Fig. 9.3 : Sur cette image (prise après la séparation d'Atlantis), Le 11 septembre 2000, à 04h47 GMT, Edward LU (EMU n°3013) et Youri MALENTCHENKO (EMU n°3017) débutent la sortie dans l'Espace de STS-106. Ils sortent par l'écoutille du TAA (Tunnel Adapter Assembly), dans la soute d'Atlantis. Les deux astronautes commencent par récupérer leurs outils dans le container SHOSS, puis le bras Canadarm d'Atlantis les emmène à sa hauteur maximale, c'est-à-dire à environ 15m. Ils doivent continuer de progresser par leurs propres moyens pour atteindre le module Zvezda. 
Fig. 9.4 : La flèche montre la cible TORU qui vient d'être décoincée. Leur première activité consiste à débloquer la cible d'amarrage du système TORU sur Zvezda, qui ne s'est pas déployée correctement après la mise sur orbite du module. LU la décoince à la main, et elle est désormais dans sa position nominale. Les deux astronautes installent ensuite sur Zvezda un cale-pieds Yakor, puis ils installent le magnétomètre SM-8M qui permettra de déterminer l'orientation de la station par rapport au champ magnétique terrestre. Cet instrument est placé à l'extrémité d'une tige d'environ deux mètres de long. 
Fig. 9.5 : cette image (prise après la séparation d'Atlantis), LU et MALENTCHENKO passent ensuite à l'activité principale de la sortie, qui consiste à tirer plusieurs câbles entre Zvezda et Zaria :
- quatre câbles de 8,2m pour le système électrique. Ils serviront à faire transiter de la puissance entre les futures ailes solaires américaines et Zvezda. Quand ils ont terminé, les deux astronautes rejoignent le Canadarm près de Unity, puis ils déposent leurs outils dans le container SHOSS et rentrent dans le sas à 11h01 GMT. La sortie a duré 6h14. Toujours le 11 septembre 2000, à 12h23'49,9" GMT, les moteurs d'Atlantis sont allumés trente-six fois pour rehausser l'orbite de la station. L'écoutille entre l'ODS d'Atlantis et le PMA-2 est ouverte le 12 septembre 2000 à 02h40 GMT. L'équipage pénètre dans le module Zvezda pour la première fois à 05h51 GMT. MOROUKOV vérifie les paramètres atmosphériques et prend un échantillon de l'air ambiant. MASTRACCHIO et BURBANK démontent le système TORU de Zaria qui sera ramené sur Terre par Atlantis. 
Fig. 9.6 : L'équipage d'Atlantis à bord de Zvezda. MALENTCHENKO pénètre ensuite dans le vaisseau Progress M1-3. Le 13 septembre 2000, il installe avec LU l'une des trois batteries manquantes de Zvezda (le module a été lancé avec seulement cinq batteries sur huit, les n°1, 3 et 5 doivent être ajoutées par l'équipage de STS-106). Pendant ce temps, MOROUKOV et BURBANK remplacent la batterie n°6 de Zaria, qui ne fonctionnait plus. Le 14 septembre 2000, à 06h11'56,9" GMT, les moteurs d'Atlantis sont de nouveau allumés trente-six fois pour rehausser l'orbite de la station. Plus tard dans la journée, les astronautes installent dans Zvezda le système Elektron-VM qui avait été apporté par Progress M1-3, mais ils ne le mettent pas en service. Par ailleurs, BURBANK ne parvient pas à faire fonctionner la batterie n°5 de Zvezda. 
Fig. 9.7 : MOROUKOV et MALENTCHENKO à bord de Progress M1-3. Le 15 septembre 2000, à 06h42'32,9" GMT, les moteurs d'Atlantis sont de nouveau allumés à plusieurs reprises pour rehausser l'orbite de la station. Le lendemain, les astronautes installent le tapis roulant d'exercice TVIS dans le module Zvezda. Le 17 septembre 2000, l'équipage ferme toutes les écoutilles de la station et retourne dans la navette Atlantis. WILCUTT et ALTMAN réalise une dernière rehausse de l'orbite à 03h23'12,9" GMT. Atlantis se sépare de la station le 18 septembre 2000 à 03h45'58,17" GMT. Elle réalise un survol qui permet une inspection photographique, puis rentre sur Terre sans incident le 20 septembre 2000 à 07h56'43,9" GMT. 
Fig. 9.8 : La station vue d'Atlantis STS-106 après sa séparation. Le 29 septembre 2000, le moteur SKD de Progress M1-3 est mis en service à 19h10'47" GMT (dt=20,77", dV=1m/s) afin de rehausser l'orbite de la station. Ce même jour, la batterie n°4 de Zvezda ne fonctionne pas correctement. Elle est mise hors service la 2 octobre 2000.
10. Arrivée de la navette spatiale Discovery STS-92La navette spatiale américaine Discovery STS-92 décolle du Centre Spatial Kennedy, à Cap Canaveral en Floride, le 11 octobre 2000 à 23h17'00,011" GMT. L'équipage est constitué du commandant Bryan DUFFY, de la pilote Pamela MELROY et des spécialistes de mission Michael LOPEZ-ALEGRIA, William McARTHUR, Peter WISOFF, Koichi WAKATA et Leroy CHIAO. 
Fig. 10.1 : Décollage de Discovery STS-92. L'objectif principal de ce vol 3A est la livraison de l'adaptateur PMA-3 et de l'élément Z1 de la future poutre centrale ITS. Discovery s'amarre au PMA-2 le 13 octobre 2000 à 17h45'10" GMT. Quelques instants plus tard, LOPEZ-ALEGRIA ouvre les écoutilles donnant sur le module Unity et transfère du matériel qui sera utile pour l'équipage MKS-1, qui doit arriver d'ici deux semaines. 
Fig. 10.2 : L'ODS, le PMA-3 et le Z1 dans la soute de Discovery. Le 14 octobre 2000, WAKATA utilise le bras Canadarm pour saisir le Z1 qui était installé sur une plate-forme SLP (Spacelab Pallet) pendant le lancement. Il le fixe sur la pièce d'amarrage CBM zénith du module Unity à 18h20 GMT. 
Fig. 10.3 : Plus que quelques centimètres entre Unity et le Z1. Le 15 octobre 2000, à 14h27 GMT, Leroy CHIAO (EMU n°3006) et William McARTHUR (EMU n°3005) débutent la première sortie dans l'Espace de STS-92. Ils sortent par l'écoutille de l'ODS, dans la soute de Discovery. Les deux astronautes commencent par connecter six câbles électriques qui relient le Z1 au module Unity. Ils vont ensuite sortir l'antenne SASA (S-band Antenna Subassembly) de sa position de lancement pour la placer dans une position temporaire, où elle restera jusqu'au vol STS-97. Ils vont ensuite connecter quatre câbles supplémentaires entre le Z1 et Unity, puis ils déploient l'antenne SGANT (Space to Ground Antenna). 
Fig. 10.4 : CHIAO et McARTHUR avec l'antenne
SGANT, le 15 octobre 2000. Leur dernière activité consiste à installer sur le Z1 l'une des deux boîtes à outils ETSD (EVA Tool Stowage Device), qui étaient fixés sur la SLP pendant le lancement. Les deux astronautes rentrent ensuite dans le sas et le repressurisent à 20h55 GMT. La sortie a duré 6h28. Le 16 octobre 2000, à 14h15 GMT, Peter WISOFF (EMU n°3005) et Michael LOPEZ-ALEGRIA (EMU n°3009) débutent la deuxième sortie dans l'Espace de STS-92. Ils sortent par l'écoutille de l'ODS, dans la soute de Discovery. L'activité principale de la sortie consiste à superviser le déploiement du PMA-3 de la SLP vers la pièce d'arrimage nadir du module Unity. L'opération est réalisée au moyen du bras Canadarm de Discovery, mais, comme le débattement étant très faible, elle est réaliser sous la surveillance des deux astronautes en scaphandre. 
Fig. 10.5 : WISOFF et LOPEZ-ALEGRIA déboulonnent le PMA-3 WISOFF et LOPEZ-ALEGRIA doivent tout d'abord ouvrir les verrous qui maintiennent le PMA-3 en place, puis WAKATA le saisit avec le Canadarm et l'arrime à Unity à 17h35 GMT. Les deux astronautes rentrent dans le sas à 21h22 GMT. La sortie a duré 7h07. Le 16 octobre 2000, à 21h03'00" GMT, DUFFY et MELROY allument les moteurs de Discovery à dix-huit reprises pour rehausser l'orbite de la station. Chaque allumage a une durée de 1,4". Le 17 octobre 2000, à 14h30 GMT, Leroy CHIAO (EMU n°3006) et William McARTHUR (EMU n°3005) débutent la troisième sortie dans l'Espace de STS-92. Ils sortent par l'écoutille de l'ODS, dans la soute de Discovery. CHIAO monte sur le bras Canadarm qui l'emmène dans la soute de Discovery où il récupère les deux convertisseurs électriques DDCU Z1-3B et Z1-4B, puis va les installer sur le Z1. 
Fig. 10.6 : CHIAO récupère le DDCU Z1-3B dans la soute, 17 octobre 2000. 
Fig. 10.7 : CHIAO installe le DDCU Z1-4B sur le Z1, 17 octobre 2000. Les deux astronautes tirent des câbles pour relier Unity au PMA-3 et ils installent un cale-pieds APFR sur le Z1 en vue du vol STS-97. CHIAO installe aussi sur le Z1 la seconde boîte à outils ETSD. Ils rentrent dans le sas à 21h18 GMT, la sortie a duré 6h48. Quelques instants plus tard, à 22h45'59" GMT, DUFFY et MELROY allument les moteurs de Discovery à plusieurs reprises pour rehausser l'orbite de la station. Le 18 octobre 2000, à 15h00 GMT, Peter WISOFF (EMU n°3005) et Michael LOPEZ-ALEGRIA (EMU n°3009) débutent la quatrième sortie dans l'Espace de STS-92. Ils sortent par l'écoutille de l'ODS, dans la soute de Discovery. LOPEZ-ALEGRIA démonte le point d'attache FRGF du Z1 pendant que WISOFF teste le bon fonctionnement des verrous qui vont maintenir en place le segment P6 après son arrivée sur STS-97. Les deux astronautes mettent également en place un plateau qui va porter les câbles qui relieront le Z1 et Destiny, et ils testent la pièce d'amarrage CBM qui accueillera Destiny. 
Fig. 10.8 : Vue de l'avant du Z1 prise lors de STS-92. Ensuite LOPEZ-ALEGRIA et WISOFF testent à tour de rôle l'équipement SAFER de leurs scaphandres EMU. Ils rentrent dans le sas à 21h56 GMT. La sortie a duré 6h56. Quelques instants plus tard, à 22h23'32" GMT, DUFFY et MELROY allument les moteurs de Discovery à dix-huit reprises pour rehausser l'orbite de la station. Le 19 octobre 2000, l'équipage de Discovery travaille dans les modules Unity et Zaria, mais ne pénètrent pas dans Zvezda. Ils réalisent notamment des activités de câblage entre Unity et le Z1, et ils testent les roues à réaction CMG du Z1. Discovery se sépare du PMA-2 le 20 octobre 2000 à 15h08'21" GMT, et elle atterrit sans incident sur la base d'Edwards le 24 octobre 2000 à 20h59'42,0" GMT. Le 22 octobre 2000, deux ordinateurs de Zvezda, le TVM1 et le TsVM2 tombent en panne. Ils sont redémarrés par le TsUP et fonctionnent ensuite normalement. Tout est maintenant prêt pour accueillir le premier équipage permanent de la Station Spatiale Internationale ! |
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