Station spatiale internationale (International Space Station)

La Station spatiale internationale (ISS), une station spatiale située en orbite terrestre basse (LEO), représente l'aboutissement du programme de la Station spatiale internationale. Il est exploité en collaboration par cinq agences spatiales partenaires : NASA (États-Unis), Roscosmos (Russie), ESA (Europe), JAXA (Japon) et CSA (Canada). Cette installation constitue la première station spatiale construite, entretenue et dotée d'un équipage grâce à la coopération internationale, et il s'agit du plus grand vaisseau spatial humain jamais construit. Fonctionnant comme une station de recherche orbitale, elle facilite les expériences scientifiques en microgravité et permet des études approfondies de l'environnement spatial. Depuis le 2 novembre 2000, l'ISS a connu la plus longue présence humaine continue dans l'espace. Avec Tiangong, c'est l'une des deux seules stations spatiales opérationnelles actuellement en orbite.

La Station spatiale internationale (ISS) est une station spatiale en orbite terrestre basse (LEO). Il est le produit du programme de la Station spatiale internationale et est exploité par cinq agences spatiales partenaires : NASA (États-Unis), Roscosmos (Russie), ESA (Europe), JAXA (Japon) et CSA (Canada). Il s'agit de la première station spatiale construite, entretenue et dotée d'un équipage grâce à la coopération internationale et du plus grand vaisseau spatial habité jamais construit. Il s'agit d'une station de recherche orbitale, où sont menées des expériences scientifiques en microgravité et où l'environnement spatial est étudié. Depuis le 2 novembre 2000, elle accueille la plus longue présence continue d'humains dans l'espace. Aux côtés de Tiangong, c'est l'une des deux seules stations spatiales actuellement en activité.

La station maintient une orbite entre 51,64° de latitude nord et sud, à environ 400 kilomètres (250 miles) au-dessus de la Terre, positionnée sous les ceintures de rayonnement de Van Allen et la majorité des débris spatiaux. Voyageant à une vitesse approximative de 7,67 km/s (27 600 km/h ; 17 200 mph), il effectue une orbite autour de la Terre environ toutes les 93 minutes, ce qui équivaut à 15,5 orbites par jour. Avec des dimensions de 109 mètres (358 pieds) (y compris les panneaux solaires) sur 73 mètres (239 pieds), son échelle est comparable à celle d'un terrain de football ou de soccer grandeur nature. Le volume interne mesure 1 005 m³ (35 491 pieds³), ce qui est analogue à celui d'un avion de ligne Boeing 747.

La station se caractérise par sa conception modulaire, comprenant deux sections principales : le segment orbital russe (ROS), développé par Roscosmos, et le segment orbital américain (USOS), construit par la NASA, l'ESA, la JAXA et le CSA. Un élément structurel important de l'ISS est la structure en treillis intégrée, qui relie le vaste système de panneaux solaires et de radiateurs de la station à ses modules sous pression. Ces modules prennent en charge diverses fonctions, notamment la recherche scientifique, l'habitation de l'équipage, le stockage, le contrôle des engins spatiaux et les opérations de sas. L'ISS est équipée de huit ports d'amarrage et d'amarrage pour les vaisseaux spatiaux en visite, et au total, la station se compose de 43 modules et éléments distincts.

La Station spatiale internationale est apparue comme le résultat politique de l'évolution de la coopération internationale dans l'espace à l'ère spatiale. La station intègre deux stations en orbite terrestre avec équipage déjà prévues : la station spatiale américaine Freedom et la station spatiale Mir-2 de l'Union soviétique. Le module initial de l'ISS a été lancé en 1998, avec des composants majeurs livrés par les fusées Proton et Soyouz, ainsi que par la navette spatiale. L'occupation à long terme a commencé avec l'arrivée de l'équipage de l'Expédition 1 le 2 novembre 2000. Depuis lors, l'ISS est restée habitée de manière continue pendant 25 ans et 148 jours, marquant la plus longue présence humaine ininterrompue dans l'espace. En août 2025, 290 personnes de 26 pays avaient visité la station.

Les plans prospectifs pour l'ISS impliquent l'intégration d'au moins un module supplémentaire, le Payload Power Thermal Module, qui formera le segment commercial de la station, développé par Axiom Space. La station devrait rester opérationnelle jusqu'à la fin de 2030, date à laquelle certaines parties seront destinées à être utilisées par la station Axiom et la station-service orbitale russe. Après cette période, la désorbite de l'ISS devrait être effectuée à l'aide du véhicule de désorbitation américain ; cependant, les critiques de ce plan et la proposition de garer la station sur une orbite plus stable et plus élevée avaient recueilli le soutien du Congrès en 2026.

Conception

Objectif

L'intention initiale de l'ISS était de servir de laboratoire, d'observatoire et d'usine, tout en assurant également le transport, la maintenance et une base de transit en orbite terrestre basse pour d'éventuelles futures missions vers la Lune, Mars et les astéroïdes. Néanmoins, tous les objectifs initialement énoncés dans le protocole d'accord entre la NASA et Roscosmos n'ont pas été pleinement atteints. Dans la politique spatiale nationale des États-Unis de 2010, l'ISS s'est vu attribuer des rôles supplémentaires, englobant des objectifs commerciaux, diplomatiques et éducatifs.

Recherche scientifique

L'ISS fournit une plate-forme robuste pour mener des recherches scientifiques, offrant de l'énergie, des données, du refroidissement et le soutien de l'équipage pour les expériences. Même si les vaisseaux spatiaux sans équipage peuvent faciliter certaines expériences, en particulier celles impliquant la microgravité et l'exposition à l'espace, les stations spatiales offrent un environnement durable dans lequel des études peuvent être réalisées pendant des décennies, combiné à un accès facile pour les chercheurs humains.

La Station spatiale internationale (ISS) rationalise les procédures expérimentales individuelles en permettant à plusieurs groupes de recherche de partager des opportunités de lancement et des ressources d'équipage. Les recherches couvrent diverses disciplines, telles que l'astrobiologie, l'astronomie, les sciences physiques, la science des matériaux, la météorologie spatiale, la météorologie et la recherche humaine, englobant la médecine spatiale et les sciences de la vie. Les scientifiques terrestres bénéficient d'un accès rapide aux données expérimentales et peuvent proposer des modifications à l'équipage à bord. Si des expériences ultérieures s'avéraient nécessaires, le calendrier régulier des missions de réapprovisionnement facilite la livraison relativement simple de nouveaux équipements. Les expéditions durent généralement plusieurs mois, avec un équipage de six personnes contribuant environ 160 heures-personnes de travail par semaine ; cependant, une partie importante de ce temps est consacrée à la maintenance de la station.

Le spectromètre magnétique alpha (AMS) est sans doute l'expérience la plus importante à bord de l'ISS, conçue pour détecter la matière noire et répondre à d'autres questions cosmologiques fondamentales. La NASA a assimilé l'importance de l'AMS à celle du télescope spatial Hubble. Ses besoins importants en matière de puissance et de bande passante ont empêché son déploiement facile sur une plate-forme satellite en vol libre, nécessitant son amarrage actuel sur la station. Le 3 avril 2013, les chercheurs ont annoncé des indications potentielles de détection de matière noire par l'AMS. Les scientifiques ont déclaré : "Les premiers résultats du spectromètre magnétique alpha spatial confirment un excès inexpliqué de positons de haute énergie dans les rayons cosmiques liés à la Terre."

L'environnement extraterrestre présente une hostilité significative envers les organismes biologiques. L’exposition non protégée à l’espace est définie par un champ de rayonnement intense, principalement composé de protons et d’autres particules chargées subatomiques provenant du vent solaire, ainsi que de rayons cosmiques, en plus d’un vide poussé, de températures extrêmes et de microgravité. Certaines formes de vie simples, appelées extrémophiles, et de minuscules invertébrés, en particulier les tardigrades, possèdent la capacité de supporter ces conditions en entrant dans un état extrêmement desséché.

Les investigations médicales font progresser notre compréhension des impacts physiologiques d'une exposition prolongée à l'espace sur le corps humain, englobant l'atrophie musculaire, la déminéralisation osseuse et la redistribution des fluides. Ces données collectées éclaireront les évaluations concernant la faisabilité de vols spatiaux habités prolongés et de colonisation extraterrestre. Une analyse de 2006 sur la perte osseuse et l'atrophie musculaire a indiqué un risque substantiel de fractures et de troubles de la mobilité pour les astronautes lors d'un atterrissage planétaire après un voyage interplanétaire prolongé, comme la période de transit de six mois vers Mars.

Des recherches médicales sont menées sur l'ISS sous les auspices de l'Institut national de recherche biomédicale spatiale (NSBRI). Un exemple notable est l’étude Advanced Diagnostic Ultrasound in Microgravity, dans laquelle des astronautes effectuent des examens échographiques guidés par des spécialistes à distance. Cette recherche porte sur le diagnostic et la gestion des conditions médicales dans l'environnement spatial. Compte tenu de l’absence typique de médecin à bord de l’ISS, le diagnostic des problèmes médicaux présente un défi considérable. Il est prévu que la technologie des ultrasons téléguidés trouvera des applications terrestres dans les contextes de soins d'urgence et en milieu rural où l'accès à des professionnels de la santé qualifiés est limité.

En août 2020, des chercheurs ont documenté que des bactéries terrestres, en particulier Deinococcus radiodurans, connues pour leur résistance exceptionnelle aux facteurs de stress environnementaux, ont démontré une survie pendant trois ans dans l'espace, selon des enquêtes réalisées sur la Station spatiale internationale. Ces observations donnent du crédit au concept de panspermie, une hypothèse selon laquelle la vie est omniprésente dans tout l'Univers, disséminée par divers mécanismes tels que la poussière spatiale, les météoroïdes, les astéroïdes, les comètes, les planétoïdes ou les vaisseaux spatiaux contaminés.

Après l'achèvement en 2011 du segment orbital américain, la télédétection de la Terre, les observations astronomiques et les recherches dans l'espace lointain menées à partir de la Station spatiale internationale (ISS) ont connu une croissance substantielle tout au long des années 2010. Au cours des deux décennies du programme ISS, les scientifiques, tant sur la station que sur Terre, ont analysé les composants atmosphériques tels que les aérosols, l'ozone, la foudre et les oxydes, ainsi que les phénomènes célestes tels que le Soleil, les rayons cosmiques, la poussière cosmique, l'antimatière et la matière noire. Les expériences notables de télédétection d'observation de la Terre déployées sur l'ISS comprennent l'Orbiting Carbon Observatory 3, ISS-RapidScat, ECOSTRESS, la Global Ecosystem Dynamics Investigation et le Cloud Aerosol Transport System. En outre, les instruments et expériences astronomiques basés sur l'ISS comprennent SOLAR, l'explorateur de composition intérieure des étoiles à neutrons, le télescope électronique calorimétrique, le moniteur d'images à rayons X du ciel entier (MAXI) et le spectromètre magnétique Alpha.

Environnement en microgravité

Les scientifiques étudient activement l'influence des conditions de quasi-apesanteur de la station sur les processus évolutifs, le développement, la croissance et les fonctions biologiques internes de la flore et de la faune. Des données préliminaires ont incité la NASA à explorer l'impact de la microgravité sur la culture de tissus tridimensionnels semblables à ceux des humains et la formation de cristaux de protéines uniques dans l'environnement spatial.

La recherche sur la physique des fluides dans des conditions de microgravité devrait produire des modèles améliorés pour le comportement des fluides. Étant donné que les fluides peuvent atteindre une miscibilité presque complète en microgravité, les physiciens étudient les substances qui résistent généralement à un mélange complet sur Terre. De plus, l'analyse des réactions atténuées par une gravité réduite et des températures basses fera progresser la compréhension de la supraconductivité.

La science des matériaux constitue un effort de recherche important sur l'ISS, visant à générer des avantages économiques en affinant les techniques terrestres. D'autres domaines d'investigation incluent l'impact de la gravité réduite sur la combustion, en examinant spécifiquement l'efficacité de la combustion et la régulation des émissions et des polluants. De telles découvertes pourraient améliorer la compréhension de la production d'énergie, conduisant à des avantages à la fois économiques et environnementaux.

Exploration

La Station spatiale internationale (ISS) offre une plate-forme stratégiquement située dans la sécurité relative d'une orbite terrestre basse pour tester les systèmes d'engins spatiaux essentiels aux missions prolongées vers la Lune et Mars. Cet environnement facilite l’acquisition d’une expertise opérationnelle, de maintenance et de réparation et de remplacement en orbite. Une telle expérience contribue à développer les compétences essentielles pour faire fonctionner des engins spatiaux à de plus grandes distances de la Terre, atténuant ainsi les risques de mission et améliorant les capacités des engins spatiaux interplanétaires. Faisant référence à l'expérience MARS-500, une étude sur l'isolement de l'équipage basée sur Terre, l'Agence spatiale européenne (ESA) affirme que si l'ISS est essentielle pour répondre aux demandes concernant les effets potentiels de l'apesanteur, des radiations et d'autres éléments spécifiques à l'espace, des aspects tels que l'isolement et le confinement prolongés sont étudiés plus efficacement grâce à des simulations au sol. En 2011, Sergey Krasnov, qui dirigeait les programmes de vols spatiaux habités pour l'agence spatiale russe Roscosmos, a proposé qu'une version condensée de MARS-500 puisse potentiellement être réalisée sur l'ISS.

En 2009, Sergey Krasnov a souligné la valeur inhérente du cadre de partenariat, affirmant que les efforts de collaboration, dans lesquels les partenaires développent des capacités et des ressources complémentaires, améliorent considérablement l'assurance du succès et de la sécurité de l'exploration spatiale. Il a en outre noté que l'ISS contribue à faire progresser l'exploration spatiale proche de la Terre et facilite la mise en œuvre de futurs programmes de recherche et d'exploration au sein du système solaire, comprenant des missions sur la Lune et sur Mars. Une mission avec équipage vers Mars devrait être une entreprise multinationale, impliquant potentiellement des agences spatiales et des pays au-delà du partenariat existant avec l'ISS. En 2010, le directeur général de l'ESA, Jean-Jacques Dordain, a indiqué que son agence était prête à proposer d'inviter la Chine, l'Inde et la Corée du Sud à rejoindre le partenariat ISS. Le chef de la NASA, Charles Bolden, a réitéré en février 2011 que toute mission vers Mars nécessiterait probablement un effort mondial. Actuellement, la législation fédérale américaine interdit à la NASA de collaborer avec la Chine sur des projets spatiaux sans l'approbation explicite du FBI et du Congrès.

Éducation et sensibilisation culturelle

L'équipage de la Station spatiale internationale (ISS) facilite les opportunités éducatives pour les étudiants du monde entier à travers diverses initiatives, notamment en menant des expériences conçues par les étudiants, en présentant des démonstrations pédagogiques, en permettant aux étudiants de participer à des adaptations en classe des expériences de l'ISS et en favorisant l'engagement direct via des communications radio et par courrier électronique. L'Agence spatiale européenne (ESA) soutient également l'éducation en fournissant une gamme complète de ressources pédagogiques gratuites, accessibles par téléchargement et mises en œuvre en classe. Une leçon remarquable permet aux étudiants de naviguer de manière interactive dans un modèle 3D des structures internes et externes de l'ISS, en faisant face à des défis spontanés en temps réel.

L'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) s'efforce de cultiver l'appréciation de l'artisanat chez les enfants et d'améliorer leur compréhension de l'importance de la vie et des obligations sociétales. Grâce à une série structurée de guides pédagogiques, les étudiants acquièrent un aperçu approfondi de la trajectoire historique et de l'avenir prospectif de l'exploration spatiale en équipage, ainsi qu'une connaissance approfondie de la Terre et des systèmes biologiques. Les expériences « Seeds in Space » de la JAXA étudient les impacts mutagènes des vols spatiaux sur les graines de plantes en cultivant des graines de tournesol qui ont passé environ neuf mois à bord de l'ISS. Au cours de la phase initiale d'utilisation du Kibō, s'étendant de 2008 à mi-2010, des chercheurs représentant plus d'une douzaine d'universités japonaises ont mené des expériences dans une multitude de disciplines scientifiques.

Au-delà des activités scientifiques et éducatives, les activités culturelles constituent un objectif important du programme ISS. Tetsuo Tanaka, directeur du Centre d'environnement et d'utilisation de l'espace de la JAXA, a exprimé ce sentiment en déclarant : « Il y a quelque chose dans l'espace qui touche même les gens qui ne s'intéressent pas à la science. »

La radio amateur sur l'ISS (ARISS) fonctionne comme une initiative bénévole conçue pour inciter les étudiants du monde entier à poursuivre des carrières dans les sciences, la technologie, l'ingénierie et les mathématiques (STEM) en facilitant les opportunités de communication radioamateur avec l'équipage de l'ISS. ARISS fonctionne comme un groupe de travail international composé de délégations de neuf pays, dont plusieurs pays européens, le Japon, la Russie, le Canada et les États-Unis. Dans les régions où l'utilisation directe d'équipements radio n'est pas pratique, des haut-parleurs sont utilisés pour relier les étudiants aux stations au sol, qui relaient ensuite ces communications vers la station spatiale.

Le long métrage documentaire de 2011, First Orbit, raconte la mission historique Vostok 1, qui a marqué le premier vol spatial en équipage autour de la Terre. Pour recréer la perspective vécue par Youri Gagarine lors de son voyage orbital pionnier, le documentariste Christopher Riley a collaboré avec l'astronaute de l'ESA Paolo Nespoli. Ils ont méticuleusement aligné l'orbite de l'ISS sur celle de Vostok 1, en optimisant la trajectoire au sol et l'heure de la journée, permettant ainsi la capture de ces images uniques. Ce matériel visuel contemporain a ensuite été intégré aux enregistrements audio originaux de la mission Vostok 1 obtenus des archives d’État russes. Nespoli a été reconnu comme directeur de la photographie du documentaire, ayant personnellement enregistré la majorité des images au cours de son mandat sur l'Expédition 26/27. Le film a été présenté en première mondiale sur YouTube en 2011, distribué sous licence gratuite.

En mai 2013, le commandant Chris Hadfield a produit un clip pour "Space Oddity" de David Bowie à bord de la Station spatiale internationale, puis l'a diffusé sur YouTube. Cette production a marqué le premier cas de vidéo musicale filmée dans le vide de l'espace.

En novembre 2017, alors qu'il servait dans l'expédition 52/53 à bord de l'ISS, Paolo Nespoli a créé deux enregistrements vocaux parlés, un en anglais et un dans son italien natal, spécifiquement destinés à être inclus dans les articles de Wikipédia. Ces enregistrements représentent le contenu inaugural produit dans l'espace dans le but explicite de contribuer à Wikipédia.

En novembre 2021, l'annonce a été faite pour « The Infinite », une exposition de réalité virtuelle conçue pour présenter la vie à bord de la Station spatiale internationale.

Coopération internationale

Englobant cinq programmes spatiaux distincts et quinze nations, la Station spatiale internationale constitue l'entreprise d'exploration spatiale la plus complexe de l'histoire, tant du point de vue politique que juridique. L’accord intergouvernemental fondateur de 1998 sur la station spatiale a établi le principal cadre de collaboration internationale entre les entités participantes. Une succession d'accords ultérieurs délimitent davantage diverses facettes opérationnelles de la station, abordant des questions allant des complexités juridictionnelles au code de conduite des astronautes en visite.

Le Brésil a également reçu une invitation à participer au programme, notamment en tant que seul pays en développement à proposer une telle offre. Dans le cadre de l'accord établi, le Brésil devait fournir six composants matériels, en échange desquels il acquerrait les droits d'utilisation de l'ISS. Néanmoins, le Brésil s’est avéré incapable de fournir aucun de ces éléments, principalement en raison d’un financement insuffisant et d’un manque de priorités politiques au niveau national. Par conséquent, le Brésil s'est officiellement retiré du programme ISS en 2007.

L'invasion russe de l'Ukraine en 2022 a soulevé des inquiétudes quant à la collaboration en cours entre la Russie et d'autres pays concernant la Station spatiale internationale (ISS). Dmitri Rogozine, alors directeur général de Roscosmos, a suggéré qu'un retrait russe pourrait conduire à une désorbite incontrôlable de l'ISS en raison de capacités de relance insuffisantes. Dans une série de tweets, il a demandé : « Si vous bloquez la coopération avec nous, qui sauvera l'ISS d'une désorbite non guidée qui pourrait avoir un impact sur le territoire des États-Unis ou de l'Europe ? Il existe également un risque d'impact de la construction de 500 tonnes en Inde ou en Chine. Voulez-vous les menacer d'une telle perspective ? L'ISS ne survole pas la Russie, donc tout le risque est pour vous. Êtes-vous prêt à cela ? Cette affirmation est cependant inexacte, car l’ISS traverse toutes les régions du monde situées entre 51,6 degrés de latitude nord et sud, ce qui se rapproche de la latitude de Saratov. Rogozine a ensuite déclaré via Twitter que la normalisation des relations entre les partenaires de l'ISS dépendait de la levée des sanctions, indiquant en outre que Roscosmos avait l'intention de présenter des propositions au gouvernement russe concernant la cessation de la coopération. La NASA a confirmé que Northrop Grumman, une société américaine, avait proposé une capacité de reboost pour maintenir l'ISS en orbite, si cela devenait nécessaire.

Le 26 juillet 2022, Yury Borisov, qui a succédé à Rogozine à la tête de Roscosmos, a présenté au président russe Poutine des projets de retrait du programme après 2024. Néanmoins, Robyn Gatens, la responsable de la NASA supervisant la station spatiale, a rapporté que la NASA n'avait reçu aucune communication officielle de Roscosmos concernant ces intentions de retrait.

Nations participantes

• Canada
• Agence spatiale européenne
  • Belgique
  • Danemark
  • France
  • Allemagne
  • Italie
  • Pays-Bas
  • Norvège
  • Espagne
  • Suède
  • Suisse
  • Royaume-Uni
• Japon
• Russie
• États-Unis

Phases de construction

Processus de fabrication

La Station spatiale internationale (ISS) représente une réalisation importante de la collaboration mondiale, avec ses composants fabriqués dans divers pays du monde.

Les modules comprenant le segment orbital russe, tels que Zarya et Zvezda, ont été fabriqués au Centre spatial de recherche et de production d'État Khrunichev situé à Moscou. Notamment, Zvezda a été fabriqué à l'origine en 1985 comme élément constitutif de la station spatiale Mir-2, un projet qui n'a finalement pas été lancé.

Une partie substantielle du segment orbital américain, englobant les modules Destiny et Unity, la structure en treillis intégrée et les panneaux solaires, a été construite lors du vol spatial Marshall de la NASA. Center à Huntsville, en Alabama, et au centre d'assemblage Michoud à la Nouvelle-Orléans. L'assemblage final et la préparation du lancement de ces composants ont ensuite eu lieu au bâtiment des opérations et de contrôle et à l'installation de traitement de la station spatiale (SSPF) situés au centre spatial Kennedy en Floride.

Le segment orbital américain intègre en outre le module Columbus, une contribution de l'Agence spatiale européenne fabriquée en Allemagne, et le module Kibō, fourni par le Japon et construit au centre spatial de Tsukuba et à l'Institut des sciences spatiales et astronautiques. De plus, il comprend le Canadarm2 et Dextre, qui représentent une entreprise de collaboration canado-américaine. Tous ces éléments constitutifs ont ensuite été transportés vers la SSPF pour leurs procédures de traitement de lancement respectives.

Opérations d'assemblage

L'assemblage de la Station spatiale internationale (ISS), reconnue comme une entreprise monumentale en architecture spatiale, a débuté en novembre 1998.

Les modules appartenant au segment russe ont été lancés et amarrés de manière autonome, à la seule exception de Rassvet. À l’inverse, d’autres modules et composants étaient transportés via la navette spatiale et nécessitaient une installation par les astronautes, soit à distance via des bras robotiques, soit lors de sorties dans l’espace, officiellement appelées activités extra-véhiculaires (EVA). Au 5 juin 2011, les astronautes avaient effectué plus de 159 EVA pour intégrer des composants dans la station, accumulant un total cumulé dépassant 1 000 heures dans l'espace.

Le noyau opérationnel de la Station spatiale internationale (ISS) a commencé avec le déploiement orbital du module Zarya de construction russe. Lancé via une fusée Proton le 20 novembre 1998, Zarya a fourni les éléments essentiels de propulsion, de contrôle d'attitude, de capacités de communication et d'énergie électrique. Par la suite, le 4 décembre 1998, le module Unity de fabrication américaine a été transporté par la navette spatiale Endeavour lors de la mission STS-88 et ensuite amarré à Zarya. Ce module Unity a servi de lien crucial entre les segments russe et américain de la station, offrant également des ports d'amarrage pour les modules suivants et les vaisseaux spatiaux en visite.

Bien que l'intégration réussie de deux modules, originaires de continents différents et développés par des nations historiquement rivales, ait représenté une réussite notable, ces composants initiaux manquaient de systèmes de survie essentiels. Par conséquent, l’ISS est restée inhabitée pendant les deux années suivantes. Pendant cette période, la station spatiale russe Mir est restée opérationnelle et dotée d'équipage.

Un développement crucial s'est produit en juillet 2000 avec le déploiement du module Zvezda. Ce module, équipé de quartiers d'habitation pour l'équipage et de systèmes complets de survie, a facilité l'occupation humaine continue de la station. L'équipage inaugural, appelé Expédition 1, est ensuite arrivé en novembre de la même année à bord du vaisseau spatial Soyouz TM-31.

Au cours des années suivantes, l'ISS a connu une expansion constante, avec de nouveaux modules livrés à la fois par les lanceurs russes et la flotte de la navette spatiale.

L'arrivée de l'Expédition 1 a coïncidé avec la période entre les missions de la navette spatiale STS-92 et STS-97. Ces deux missions ont contribué à la structure en treillis intégrée de la station, améliorant ainsi les communications en bande Ku, fournissant un contrôle d'attitude supplémentaire nécessaire à la masse accrue du segment orbital américain (USOS) et installant des panneaux solaires supplémentaires. L'expansion de la station s'est poursuivie au cours des deux années suivantes. Une fusée Soyouz-U a déployé le compartiment d'amarrage Pirs. Parallèlement, les navettes spatiales Discovery, Atlantis et Endeavour ont transporté le laboratoire américain Destiny et le sas Quest, ainsi que le bras robotique principal, le Canadarm2, et d'autres sections de la structure en treillis intégrée.

Un revers important s'est produit en 2003 avec la perte catastrophique de la navette spatiale. Colombie. Cet événement a conduit à l'immobilisation de toute la flotte de navettes, suspendant par conséquent la construction en cours de l'ISS.

L'assemblage de l'ISS a repris en 2006 avec la mission STS-115, au cours de laquelle la navette spatiale Atlantis a transporté le deuxième ensemble de panneaux solaires de la station. Les missions ultérieures, STS-116, STS-117 et STS-118, ont livré des segments de ferme supplémentaires et un troisième ensemble de réseaux. Cette augmentation substantielle de la capacité de production d'électricité de la station a permis l'intégration d'autres modules, notamment le module américain Harmony et le laboratoire européen Columbus. Ces ajouts furent rapidement suivis par les deux composants initiaux du laboratoire japonais Kibō. En mars 2009, STS-119 a finalisé la structure en treillis intégrée avec l'installation du quatrième et dernier ensemble de panneaux solaires. La section finale de Kibō est arrivée en juillet 2009 via STS-127, suivie par le module russe Poisk. Le module américain Tranquility, ainsi que la Cupola, ont été livrés en février 2010 lors de la mission STS-130. L'avant-dernier module russe, Rassvet, lui a succédé en mai 2010. Notamment, Rassvet a été transporté par la navette spatiale Atlantis sur STS-132, une livraison qui a rendu la pareille au lancement russe Proton du module Zarya financé par les États-Unis en 1998. Le dernier module pressurisé des États-Unis. Le segment orbital (USOS), Leonardo, a été intégré à la station en février 2011 lors du vol final du Discovery, STS-133.

En juillet 2021, le nouveau module de recherche principal russe, Nauka, s'est amarré avec succès, accompagné du bras robotique européen, qui possède la capacité de se repositionner sur différents segments russes de la station. La contribution la plus récente de la Russie, le module Prichal, a ensuite été amarrée en novembre 2021.

Selon nasa.gov, en juin 2025, l'ISS comprenait 43 modules et éléments distincts.

Configuration structurelle

L'ISS fonctionne comme une station spatiale modulaire, une conception qui permet l'intégration ou le détachement de composants, améliorant ainsi son adaptabilité et sa portée fonctionnelle.

Le schéma suivant illustre les principaux composants de la station. Pour plus de clarté, le nœud Unity et le laboratoire Destiny, qui sont directement connectés, sont représentés séparément. Des représentations analogues sont utilisées pour d'autres éléments structurels interconnectés.

Légende des couleurs d'arrière-plan des boîtes :

• Composant pressurisé, accessible aux membres d'équipage sans avoir besoin de combinaisons spatiales.
• Port d'amarrage/d'amarrage, qui devient pressurisé à l'arrivée d'un vaisseau spatial en visite.
• Un sas facilite le transfert de personnel ou de matériel entre des environnements sous pression et non pressurisés.
• Superstructure de la station non pressurisée.
• Composant non pressurisé.
• Un composant temporairement disparu ou non mis en service.
• Un ancien composant qui n'est plus installé.
• Un futur composant qui n'a pas encore été installé.

Modules pressurisés

Zarya

Zarya (russe : Заря, littéralement "Sunrise"), également connu sous le nom de Bloc cargo fonctionnel (russe : Функционально-грузовой блок), a servi de composant inaugural de la Station spatiale internationale. (ISS). Lancé en 1998, il servait initialement de source d'énergie principale, d'installation de stockage, de système de propulsion et de mécanisme de guidage de l'ISS. Au fur et à mesure de l'expansion de la station, le rôle de Zarya s'est principalement transformé en stockage, utilisant à la fois son volume interne et ses réservoirs de carburant externes.

Dérivé du vaisseau spatial TKS utilisé dans le programme Salyut, Zarya a été construit en Russie, bien que sa propriété soit détenue par les États-Unis. Sa désignation symbolise le début d'une nouvelle ère dans la coopération spatiale internationale.

Unité

Unity, également connu sous le nom de Nœud 1, représente le premier composant construit aux États-Unis de la Station spatiale internationale (ISS). Ce module cylindrique constitue la connexion cruciale entre les segments russe et américain, avec six emplacements de mécanisme d'accostage commun (avant, arrière, bâbord, tribord, zénith et nadir) conçus pour la fixation de modules supplémentaires. Mesurant 4,57 mètres (15,0 pieds) de diamètre et 5,47 mètres (17,9 pieds) de longueur, Unity a été construit en acier par Boeing pour la NASA au Marshall Space Flight Center à Huntsville, en Alabama. Il s'agit du premier des trois nœuds de connexion : Unity, Harmony et Tranquility - qui forment collectivement l'épine dorsale structurelle du segment américain de l'ISS.

Zvezda

Zvezda (russe : Звезда, littéralement « étoile »), lancé en juillet 2000, constitue le cœur du segment orbital russe de la Station spatiale internationale (ISS). Il fournissait initialement des quartiers d'habitation essentiels et des systèmes de survie, permettant ainsi la première présence humaine continue à bord de la station. Bien que des modules supplémentaires aient élargi les capacités globales de l'ISS, Zvezda reste le centre de commandement et de contrôle du segment russe et fonctionne comme le point de rassemblement désigné pour les équipages en cas d'urgence.

Dérivé du vaisseau spatial DOS du programme Salyut, Zvezda a été construit par RKK Energia et lancé en orbite à bord d'une fusée Proton.

Destin

Le laboratoire Destiny sert de principale installation de recherche pour les expériences américaines menées sur la Station spatiale internationale (ISS). En tant que première station de recherche orbitale permanente de la NASA depuis Skylab, ce module a été construit par Boeing et lancé à bord de la Navette spatiale Atlantis lors de la mission STS-98. Attaché à Unity pendant une période de cinq jours en février 2001, Destiny a toujours fonctionné comme une plaque tournante centrale pour la recherche scientifique.

Au sein de Destiny, les astronautes mènent des expériences dans diverses disciplines, notamment la médecine, l'ingénierie, la biotechnologie, la physique, la science des matériaux et les sciences de la Terre, les chercheurs du monde entier bénéficiant de ces études. De plus, le module accueille des systèmes de survie critiques, notamment le système de génération d'oxygène.

Sas commun Quest

Le Sas commun Quest facilite les activités extravéhiculaires (EVA) utilisant soit l'unité de mobilité extravéhiculaire (EMU) américaine, soit la combinaison spatiale russe Orlan.

Avant son installation, la réalisation d'EVA à partir de l'ISS présentait des défis importants en raison des disparités inhérentes au système et à la conception. Plus précisément, la combinaison Orlan ne pouvait être utilisée qu'à partir de la chambre de transfert du module Zvezda, qui n'était pas un sas spécialement conçu. À l'inverse, l'unité de mobilité extravéhiculaire (EMU) américaine était limitée au déploiement depuis le sas d'une navette spatiale en visite, qui, à son tour, ne pouvait pas accueillir la combinaison Orlan.

Lancé à bord de la Navette spatiale Atlantis lors de la mission STS-104 en juillet 2001 et ensuite attaché au module Unity, Quest mesure 6,1 mètres de long (20 pieds) et Structure de 4,0 mètres de large (13 pieds) fabriquée par Boeing. Il comprend un sas pour l'équipage pour la sortie des astronautes, un sas pour le stockage des combinaisons et des installations conçues pour accueillir les astronautes pendant leurs procédures de pré-respiration nocturne, qui sont cruciales pour prévenir les accidents de décompression.

Le sas pour l'équipage, dérivé de la conception de la navette spatiale, intègre des équipements essentiels tels que l'éclairage, des mains courantes et un ensemble d'interface ombilicale (UIA) qui fournit des systèmes de survie et de communication pour jusqu'à deux combinaisons spatiales simultanément. Cette capacité s'étend à l'hébergement de deux EMU, de deux combinaisons Orlan ou d'une de chaque modèle.

Poisk

Poisk (russe : По́иск, lit. 'Recherche'), également désigné comme le Mini-Module de recherche 2 (russe : Малый исследовательский модуль 2), fonctionne comme un sas secondaire au sein du segment russe de l'ISS. Il prend également en charge les opérations d'amarrage des vaisseaux spatiaux Soyouz et Progress et facilite les transferts de propulseur depuis ces derniers. Ce module a été lancé le 10 novembre 2009, attaché à un vaisseau spatial Progress modifié, spécifiquement nommé Progress M-MIM2.

Poisk est équipé pour entretenir les combinaisons spatiales Orlan et comporte deux trappes s'ouvrant vers l'intérieur. Cette conception représente une modification de la station Mir, où une trappe s'ouvrant vers l'extérieur créait une situation dangereuse en s'ouvrant prématurément en raison de la pression d'air résiduelle dans le sas. Suite au départ de Pirs en 2021, Poisk est devenu le seul sas du segment russe.

Harmonie

Harmony, également connu sous le nom de Node 2, sert de plaque tournante centrale de connexion pour le segment américain de l'ISS, reliant les modules de laboratoire américains, européens et japonais. Il est également appelé le « centre utilitaire » de l'ISS en raison de sa fourniture d'énergie, de données et de systèmes de survie essentiels. De plus, le module peut accueillir quatre membres d'équipage.

Lancé le 23 octobre 2007, à bord de la Navette spatiale Discovery lors de la mission STS-120, Harmony a été initialement apposé sur le module Unity. Il a ensuite été déplacé vers sa position permanente à l'extrémité avant du laboratoire Destiny le 14 novembre 2007. Cette expansion a considérablement augmenté l'espace habitable sur l'ISS, marquant une réalisation cruciale dans la construction du segment américain.

Tranquillité

Tranquility, également désigné comme Nœud 3, constitue un module de l'ISS. Ses composants internes comprennent des systèmes de contrôle environnemental, des systèmes de survie, des toilettes, des équipements d'exercice et une coupole d'observation.

L'Agence spatiale européenne et l'Agence spatiale italienne ont chargé Thales Alenia Space de fabriquer Tranquility. La propriété du module a été officiellement transférée à la NASA lors d'une cérémonie le 20 novembre 2009. Par la suite, la NASA a lancé le module à bord de la mission STS-130 de la navette spatiale le 8 février 2010.

Columbus

Columbus fonctionne comme un laboratoire scientifique intégré à l'ISS, ce qui représente la contribution individuelle la plus importante de l'Agence spatiale européenne à la station.

Semblable aux modules Harmony et Tranquility, la construction du laboratoire Columbus a été entreprise par Thales Alenia Space à Turin, en Italie. EADS à Brême, en Allemagne, était responsable de la conception des équipements fonctionnels et des logiciels du laboratoire. Après son intégration à Brême, il a été transporté jusqu'au Centre spatial Kennedy en Floride via un avion Airbus Beluga. Son lancement a eu lieu le 7 février 2008, à bord de la navette spatiale Atlantis lors du vol STS-122. Le module est conçu pour une durée de vie opérationnelle de dix ans. Le contrôle du module est géré par le centre de contrôle Columbus, situé au sein du centre allemand d'opérations spatiales, une composante du centre aérospatial allemand à Oberpfaffenhofen, près de Munich, en Allemagne.

L'Agence spatiale européenne a investi 1,4 milliard d'euros (environ 1,6 milliard de dollars américains) dans le développement de Columbus, une somme qui englobe sa construction, les expériences embarquées et l'infrastructure de contrôle au sol requise pour leur fonctionnement.

Kibō

Kibō (japonais : きぼう ; lit.'espoir'), également connu sous le nom de Module d'expérimentation japonais, sert de Principale installation de recherche du Japon à bord de l'ISS. En tant que plus grand module individuel de l'ISS, il comprend un laboratoire pressurisé, une installation exposée pour mener des expériences en environnement spatial, deux compartiments de stockage et un bras robotique. Apposé sur le module Harmony, l'assemblage en orbite de Kibō a été réalisé au cours de trois missions distinctes de la navette spatiale : STS-123, STS-124 et STS-127.

Cupole

La Cupola fonctionne comme un module d'observation de l'ISS, construit par l'Agence spatiale européenne (ESA). La nomenclature du module provient du terme italien coupole, signifiant « dôme ». Ses sept fenêtres facilitent l'exécution d'expériences, de procédures d'amarrage et d'observations de la Terre. Lancé le 8 février 2010, à bord de la mission STS-130 de la navette spatiale, il a ensuite été apposé sur le module Tranquility (Nœud 3). L'intégration de la Cupola a permis d'achever l'assemblage de l'ISS à 85 %. La fenêtre centrale de la Cupole mesure 80 cm (31 po) de diamètre.

Rassvet

Rassvet (russe : Рассвет, lit. 'première lumière'), également désigné sous le nom de Mini-Module de recherche 1 (russe : Малый исследовательский модуль 1) et anciennement connu sous le nom de Module de chargement d'amarrage, fonctionne principalement comme une installation de stockage de fret et un port d'amarrage pour les vaisseaux spatiaux en visite dans le segment russe de la Station spatiale internationale (ISS). Rassvet a remplacé le module d'accueil et de stockage annulé et a incorporé une conception largement basée sur le module d'accueil Mir de 1995.

Rassvet a été livré à l'ISS le 14 mai 2010, à bord de la navette spatiale Atlantis pendant la mission STS-132. Cette livraison faisait partie d'un accord d'échange, compensant le lancement russe Proton du module Zarya financé par les États-Unis en 1998. Par la suite, Rassvet a été apposé sur le module Zarya.

Léonard

Le module polyvalent permanent (PMM) Leonardo a été transporté dans l'espace à bord de la navette spatiale Discovery sur STS-133 le 24 février 2011, puis installé le 1er mars. Leonardo sert principalement d'installation de stockage dédiée aux pièces de rechange, aux provisions et aux déchets sur l'ISS, consolidant les éléments précédemment dispersés dans la station. De plus, il sert de zone d'hygiène personnelle pour les astronautes résidant dans le segment orbital américain. Avant 2011, le PMM Leonardo fonctionnait comme un module logistique polyvalent (MPLM) avant de subir des modifications dans sa configuration actuelle. C'était l'un des deux MPLM utilisés pour transporter des marchandises vers et depuis l'ISS via la navette spatiale. La nomenclature du module rend hommage au mathématicien italien Léonard de Vinci.

Module d'activité extensible Bigelow

Le module d'activité extensible Bigelow (BEAM) est un module de station spatiale expérimental et extensible développé par Bigelow Aerospace sous contrat avec la NASA. Son objectif principal était de subir des tests en tant que module temporaire sur la Station spatiale internationale (ISS) de 2016 à au moins 2020. BEAM a atteint l'ISS le 10 avril 2016, a ensuite été amarré au nœud Tranquility 3 le 16 avril et a atteint sa pleine expansion et sa pressurisation le 28 mai 2016. Suite à la cessation des opérations de Bigelow Aerospace, la propriété du module a été officiellement transférée à la NASA en décembre. 2021.

Adaptateurs d'accueil internationaux

L'International Docking Adapter (IDA) est un adaptateur spécialisé pour système d'amarrage de vaisseau spatial conçu pour faciliter la conversion de la norme APAS-95 vers le système d'amarrage de la NASA (NDS). Chaque IDA est positionné sur l'un des deux adaptateurs d'accouplement pressurisés (PMA) disponibles de l'ISS, tous deux interfacés avec le module Harmony.

Actuellement, deux adaptateurs d'amarrage internationaux sont opérationnels sur la Station spatiale internationale. Initialement, IDA-1 était destiné à être installé sur PMA-2, situé au port avant de Harmony', tandis qu'IDA-2 était prévu pour PMA-3 au zénith de Harmony'. Cependant, suite à la destruction d'IDA-1 lors d'une anomalie de lancement, IDA-2 a ensuite été installé sur PMA-2 le 19 août 2016. IDA-3 a ensuite été déployé sur PMA-3 le 21 août 2019.

Module de sas Bishop

Le module NanoRacks Bishop Airlock, un sas financé commercialement, a été lancé vers l'ISS à bord de SpaceX CRS-21 le 6 décembre 2020. Ce module est le fruit d'un effort de construction collaboratif de NanoRacks, Thales Alenia Space et Boeing. Sa fonction prévue est le déploiement de CubeSats, de petits satellites et de diverses autres charges utiles externes pour des clients tels que la NASA, CASIS et d'autres entités commerciales et gouvernementales.

Nauka

Nauka, qui se traduit du russe par « Science » (Наука) et est également identifié comme le Module de laboratoire polyvalent, mise à niveau (russe : Многоцелевой лабораторный модуль, усоверше́нствованный), est un module de l'ISS financé par Roscosmos. Il a été lancé le 21 juillet 2021 à 14h58 UTC. Les plans initiaux de l'ISS désignaient l'emplacement du module d'amarrage et de rangement (DSM) pour Nauka ; cependant, le DSM a ensuite été remplacé par le module Rassvet et déplacé vers le port nadir de Zarya'. Nauka s'est amarré avec succès au port nadir de Zvezda le 29 juillet 2021, à 13h29 UTC, remplaçant ainsi le module Pirs.

Ce module comportait un adaptateur d'amarrage temporaire sur son port nadir, facilitant les missions avec et sans équipage jusqu'à l'arrivée de Prichal. Immédiatement avant l'amarrage de Prichal, un vaisseau spatial Progress au départ a retiré cet adaptateur.

Prichal

Le module Prichal (russe : Причал, lit. 'pier'), un composant sphérique de 4 tonnes (8 800 lb), fonctionne comme une plate-forme d'amarrage cruciale pour l'International Segment russe de la Station spatiale. Lancé en novembre 2021, Prichal étend les capacités de la station en offrant des ports d'amarrage supplémentaires pour les vaisseaux spatiaux Soyouz et Progress, ainsi que des dispositions pour les futurs modules potentiels. Il intègre six ports d'amarrage distincts : avant, arrière, bâbord, tribord, zénith et nadir. L'un de ces ports est équipé d'un système d'accueil hybride actif, ce qui a facilité sa connexion au module Nauka. Les cinq autres ports sont dotés de systèmes hybrides passifs, permettant l'amarrage de Soyouz, Progress, de modules plus lourds et de futurs vaisseaux spatiaux utilisant des interfaces d'amarrage modifiées. À partir de 2024, les ports d'amarrage avant, arrière, bâbord et tribord restent couverts. Initialement, Prichal a été conçu comme un élément constitutif du complexe d'assemblage et d'expérimentation orbital piloté, annulé par la suite.

Éléments non pressurisés

La Station spatiale internationale (ISS) intègre de nombreux composants externes qui ne nécessitent pas de pressurisation. Au premier rang d'entre elles se trouve la structure en treillis intégrée (ITS), qui sert de plate-forme de montage pour les panneaux solaires primaires et les radiateurs thermiques de la station. L'ITS comprend dix segments distincts, formant collectivement une structure qui s'étend sur 108,5 mètres (356 pieds) de longueur.

La station a été conçue pour intégrer plusieurs composants externes plus petits, dont six bras robotiques, trois plates-formes de rangement externes (ESP) et quatre transporteurs logistiques ExPRESS (ELC). Bien que ces plates-formes facilitent le déploiement et l'exécution d'expériences, telles que MISSE, STP-H3 et la mission de ravitaillement robotique, dans le vide de l'espace en fournissant de l'énergie électrique et en traitant des données locales, leur rôle principal est le stockage d'unités orbitales de remplacement (ORU) de rechange. Les ORU sont des composants modulaires, notamment des pompes, des réservoirs de stockage, des antennes et des batteries, conçus pour être remplacés en cas de panne ou d'expiration de leur durée de vie opérationnelle. Ces unités sont échangées soit par les astronautes lors d'activités extravéhiculaires (EVA), soit par des manipulateurs robotiques. Plusieurs missions de la navette spatiale, notamment STS-129, STS-133 et STS-134, étaient dédiées au transport d'ORU. En janvier 2011, la seule méthode alternative pour la livraison de l'ORU était le cargo japonais HTV-2, qui transportait un FHRC et un CTC-2 via sa palette exposée (EP).

De plus, des installations d'exposition plus petites sont directement fixées aux modules de laboratoire. L'installation exposée Kibō fonctionne comme une plate-forme externe pour le complexe Kibō, tandis qu'une installation dédiée du laboratoire européen Columbus fournit de l'énergie et des interfaces de données pour des expériences telles que l'installation européenne d'exposition technologique et l'ensemble d'horloge atomique dans l'espace. Un instrument de télédétection, SAGE III-ISS, a été transporté vers la station en février 2017 via CRS-10, et l'expérience NICER est arrivée à bord de CRS-11 en juin 2017. Le spectromètre magnétique Alpha (AMS), une expérience de physique des particules lancée sur STS-134 en mai 2011 et montée en externe sur l'ITS, représente la plus grande charge utile scientifique fixée à l'ISS. L'AMS est conçu pour mesurer les rayons cosmiques, à la recherche de preuves de matière noire et d'antimatière.

La plate-forme commerciale d'hébergement de charges utiles externes Bartolomeo, développée par Airbus, a été lancée le 6 mars 2020 à bord du CRS-20, puis fixée au module européen Columbus. Cette plate-forme fournira 12 emplacements de charge utile externes supplémentaires, augmentant ainsi les huit existants sur les transporteurs logistiques ExPRESS, dix sur Kibō et quatre sur Columbus. Conçu pour l’entretien robotique, le système élimine le besoin d’intervention d’un astronaute. Sa nomenclature rend hommage au frère cadet de Christophe Colomb.

Pourvoiries MLM

En mai 2010, l'équipement destiné au module Nauka a été lancé à bord de STS-132, une mission menée dans le cadre d'un accord avec la NASA et livrée par la navette spatiale Atlantis. Cette charge utile de 1,4 tonne a été apposée à l'extérieur du module Rassvet (MRM-1). Les composants livrés comprenaient une articulation coudée de rechange pour le bras robotique européen (ERA), qui a ensuite été lancé avec Nauka, un poste de travail portable ERA conçu pour les activités extravéhiculaires (EVA), un radiateur de chaleur supplémentaire RTOd et divers matériels internes à côté du sas d'expérience pressurisé.

Le radiateur RTOd améliore la capacité de refroidissement du module Nauka, facilitant ainsi l'hébergement d'un plus grand nombre de scientifiques. expériences.

Le bras robotique européen (ERA) a été utilisé pour détacher le radiateur RTOd de Rassvet et le transférer ensuite à Nauka lors de la sortie dans l'espace du VKD-56. Son activation et son déploiement complet ont été achevés lors de la sortie dans l'espace du VKD-58, un processus qui a duré plusieurs mois. En août 2023, une plate-forme de travail portable a également été transférée lors de la sortie dans l'espace VKD-60 ; cette plate-forme peut être fixée à l'extrémité de l'ERA, permettant aux cosmonautes de traverser le bras lors d'activités extravéhiculaires. Malgré plusieurs mois consacrés à l'équipement des EVA et à l'installation du radiateur thermique RTOd, conçu pour dissiper la chaleur des expériences Nauka, le radiateur a mal fonctionné à cause d'une fuite six mois plus tard, le rendant inutilisable avant la phase opérationnelle active du module. Cet incident marque la troisième fuite de radiateur sur l'ISS, après celles du Soyouz MS-22 et du Progress MS-21. Si un RTOd de remplacement n'est pas disponible, les expériences Nauka seront limitées au radiateur de lancement principal du module, empêchant potentiellement le module d'atteindre sa pleine capacité opérationnelle.

Un autre équipement important du module de laboratoire polyvalent (MLM) est une interface de charge utile externe à quatre segments, connue comme moyen de fixation de charges utiles volumineuses (Sredstva Krepleniya Krupnogabaritnykh Obyektov, SKKO). Cette interface a été livrée à Nauka en deux parties : le composant LCCS par Progress MS-18 et le composant SCCCS par Progress MS-21, dans le cadre de l'équipement d'activation du module. Il a ensuite été installé à l'extérieur sur le point de base arrière de l'ERA sur Nauka lors de la sortie dans l'espace VKD-55.

Bras robotisés et grues de chargement

La structure en treillis intégrée (ITS) fonctionne comme le support fondamental du système principal de télémanipulateur de la Station spatiale internationale (ISS), le système de maintenance mobile (MSS), qui comprend trois composants principaux :

• Le Canadarm2, le plus grand bras robotique de l'ISS, possède une masse de 1 800 kilogrammes (4 000 lb) et remplit des fonctions essentielles telles que l'amarrage et la manipulation d'engins spatiaux et de modules au sein du segment orbital américain (USOS), la sécurisation des membres d'équipage et de l'équipement lors d'activités extravéhiculaires (EVA) et le positionnement de Dextre pour diverses tâches opérationnelles.
• Dextre est un manipulateur robotique pesant 1 560 kg (3 440 lb), doté de deux bras et d'un torse rotatif. Il est équipé d'outils électriques, d'éclairage et de capacités vidéo, lui permettant de remplacer les unités orbitales de remplacement (ORU) et d'exécuter d'autres tâches nécessitant un contrôle précis.
• Le système de base mobile (MBS) est une plate-forme qui traverse les rails le long de la ferme principale de la gare. Il sert de base mobile au Canadarm2 et à Dextre, étendant ainsi la portée de ces bras robotiques à toutes les sections de l'USOS.

Au cours de la mission STS-134, un grappin a été installé sur Zarya, permettant au Canadarm2 de se manœuvrer sur le segment orbital russe (ROS). Parallèlement, le système de capteurs de flèche Orbiter (OBSS) de 15 m (50 pieds) a également été installé. Auparavant utilisé pour inspecter les tuiles des boucliers thermiques lors des missions de la navette spatiale, l'OBSS peut désormais augmenter la portée du MSS sur la station. Le personnel au sol et les membres de l'équipage de l'ISS peuvent faire fonctionner à distance les composants du MSS, facilitant ainsi le travail à l'extérieur de la station sans nécessiter de sorties dans l'espace.

Le système de télémanipulateur japonais, conçu pour desservir l'installation exposée Kibō, a été lancé à bord du STS-124 et est fixé en permanence au module pressurisé Kibō. Ce bras partage des similitudes de conception avec le bras de la navette spatiale, avec un point de fixation fixe à une extrémité et un effecteur d'extrémité de verrouillage compatible avec les grappins standard à l'autre.

Le bras robotique européen (ERA), destiné à entretenir le segment orbital russe (ROS), a été lancé en conjonction avec le module Nauka. La conception du ROS élimine le besoin de manipulation robotique du vaisseau spatial ou des modules, car toutes les procédures d'amarrage et de rejet sont automatisées. Pour le déplacement de l'équipage et de l'équipement au sein du ROS pendant les EVA, les astronautes utilisent deux grues cargo Strela (russe : Стрела́, lit. 'Arrow'), chacune pesant 45 kg (99 lb).

Ancien module

Pirs

Le module Pirs (en russe : Пирс, lit. "Pier") a été lancé le 14 septembre 2001, en tant que mission d'assemblage de l'ISS 4R, à bord d'une fusée russe Soyouz-U utilisant un vaisseau spatial Progress modifié, Progress M-SO1, comme étage supérieur. Le 26 juillet 2021, à 10h56 UTC, Pirs a été désamarré par Progress MS-16 puis désorbité à 14h51 UTC le même jour, libérant son port de fixation pour le module Nauka. Avant son départ, Pirs fonctionnait comme le principal sas russe de la station, servant également d'installation de stockage et de remise à neuf pour les combinaisons spatiales russes Orlan.

Composants planifiés

Segment Axiome

En janvier 2020, la NASA a attribué à Axiom Space un contrat pour la construction d'un module commercial destiné à la Station spatiale internationale (ISS). Cet accord s'inscrit dans le cadre du programme NextSTEP2. La NASA a engagé des négociations avec Axiom pour un contrat ferme à prix fixe pour développer et livrer le module, conçu pour se connecter au port avant du module Harmony (Node 2) de l'ISS. Bien que la NASA n'ait commandé qu'un seul module, Axiom avait initialement prévu de construire un segment complet comprenant cinq modules. Ces modules devaient inclure un module de nœud, une installation de recherche et de fabrication orbitale, un habitat pour l'équipage et un « observatoire de la Terre à grandes fenêtres ». Le segment Axiom devait améliorer considérablement les capacités et la valeur globale de la station spatiale, pouvant ainsi accueillir des équipages plus importants et faciliter les opérations de vols spatiaux privés par d'autres entités. La stratégie à long terme d'Axiom consistait à convertir ce segment en station spatiale autonome suite au déclassement de l'ISS, le positionnant comme le successeur de l'ISS. Le Canadarm2 devrait poursuivre ses fonctions opérationnelles sur la station Axiom après le retrait de l'ISS en 2030. Cependant, en décembre 2024, Axiom Space a modifié sa stratégie d'assemblage de la station, ne nécessitant désormais qu'un seul module pour s'amarrer à l'ISS avant l'assemblage indépendant de la station Axiom sur sa propre orbite. Ce module, une fois amarré à l'ISS, fournira du stockage pour le matériel existant de l'ISS, qui sera ensuite transféré et maintenu dans le module Axiom, puis dans la station Axiom plus large.

Dès décembre 2024, Axiom Space prévoit le lancement d'un module unique, le Payload Power Thermal Module (PPTM), vers l'ISS, avec son déploiement prévu au plus tôt en 2027. Le PPTM devrait rester intégré à l'ISS jusqu'à environ un an. plus tard, lorsque le module Habitat One (Hab-1) d'Axiom sera lancé. Suite à cela, le PPTM se détachera de l'ISS pour se connecter à Hab-1.

Véhicule de désorbitation américain

Le US Deorbit Vehicle (USDV) représente un vaisseau spatial fourni par la NASA, conçu pour exécuter une désorbite contrôlée et la destruction ultérieure de la Station spatiale internationale après la fin de sa durée de vie opérationnelle en 2030. En juin 2024, la NASA a accordé à SpaceX un contrat pour la construction de ce véhicule de désorbitation. La stratégie de la NASA consiste à désorbiter l'ISS une fois qu'une « capacité minimale » sera établie en orbite, spécifiquement définie comme « l'USDV et au moins une station commerciale ».

Composants annulés

Pendant toute la durée du programme ISS, plusieurs modules développés ou prévus pour la station ont finalement été annulés. Les justifications de ces annulations comprenaient les limitations budgétaires, la redondance des modules et la refonte des stations mise en œuvre à la suite de la catastrophe de Columbia en 2003. Le module américain d'hébergement des centrifugeuses était destiné à faciliter les expériences scientifiques dans diverses conditions de gravité artificielle. Le module d'habitation américain a été conçu pour fonctionner comme le principal quartier d'habitation de la station ; cependant, ces installations sont désormais réparties dans toute la gare. Le module de contrôle intérimaire américain et le module de propulsion de l'ISS ont été conçus pour assumer les fonctions de Zvezda en cas d'échec du lancement. De plus, deux modules de recherche russes ont été projetés pour la recherche scientifique dédiée, destinés à s'arrimer à un module d'accueil universel russe. La plate-forme d'énergie scientifique russe devait fournir une énergie indépendante au segment orbital russe, distincte des panneaux solaires à structure en treillis intégrée (ITS).

Modules d'alimentation scientifique 1 et 2 (composants réutilisés)

Science Power Module 1 (SPM-1, également désigné sous le nom de NEM-1) et le Science Power Module 2 (SPM-2, également désigné sous le nom de NEM-2) devaient initialement arriver à l'ISS au plus tôt en 2024. Ces modules étaient destinés à s'amarrer au Prichal. module, qui est lui-même connecté au module Nauka. Cependant, en avril 2021, Roscosmos a déclaré que NEM-1 serait reconfiguré pour servir de module de base pour la station-service orbitale russe (ROS) envisagée. Ce NEM-1 reconverti devrait être lancé au plus tôt en 2027, avec des plans pour s'amarrer au module de vol libre Nauka. NEM-2 est également à l'étude pour une conversion en un module de base supplémentaire, avec un lancement potentiel en 2028. Depuis décembre 2025, NEM-1, désormais simplement appelé NEM, devrait être lancé sur l'ISS en 2029. À son arrivée, il devrait s'arrimer au module Universal Node, qui remplacera Prichal, précédant la séparation des modules ROS autour. 2030.

XBASE

En août 2016, Bigelow Aerospace a conclu un accord avec la NASA pour le développement d'un prototype au sol à grande échelle d'un module Deep Space Habitation, dérivé de la conception du B330, dans le cadre de la deuxième phase du programme Next Space Technologies for Exploration Partnerships. Désigné Expansible Bigelow Advanced Station Enhancement (XBASE), ce module était destiné à être testé via une connexion à la Station spatiale internationale. Néanmoins, Bigelow Aerospace a licencié les 88 employés en mars 2020 et, en février 2024, l'entreprise était considérée comme disparue et restait en sommeil, rendant improbable le lancement du module XBASE.

Démonstration de la centrifugeuse Nautilus-X

En 2011, une proposition a émergé pour la première démonstration dans l'espace d'une centrifugeuse à l'échelle capable de simuler les effets artificiels de la gravité partielle. Cette conception visait à fonctionner comme un module de sommeil pour l'équipage de la Station spatiale internationale (ISS). Cependant, le projet a ensuite été annulé en raison de contraintes budgétaires, les ressources étant réaffectées à des initiatives alternatives.

Systèmes embarqués

Soutien à la vie

Les systèmes essentiels de survie comprennent le contrôle de l'atmosphère, l'approvisionnement en eau, l'approvisionnement en nourriture, les appareils d'assainissement et d'hygiène, ainsi que les mécanismes de détection et d'extinction des incendies. Au sein du segment orbital russe, les principaux systèmes de survie sont hébergés dans le module de service Zvezda. Certains composants de ces systèmes bénéficient d'un support supplémentaire provenant d'équipements situés dans le segment orbital américain (USOS). De plus, le laboratoire Nauka est équipé d'une suite complète de systèmes de survie.

Systèmes de contrôle atmosphérique

La composition atmosphérique de la Station spatiale internationale (ISS) se rapproche étroitement de celle de la Terre. La pression atmosphérique standard sur l'ISS est maintenue à 101,3 kPa (14,69 psi), équivalente à la pression du niveau de la mer sur Terre. Bien que la santé de l'équipage puisse être maintenue à des pressions réduites, certains équipements embarqués présentent une sensibilité significative à la pression.

Historiquement, les vaisseaux spatiaux russes et soviétiques ont constamment maintenu des conditions atmosphériques similaires à celles de la Terre, tandis que les vaisseaux spatiaux américains utilisaient initialement des atmosphères d'oxygène pur à 5 psi (0,3 atm) après le lancement.

La génération d'oxygène sur la station est principalement facilitée par le système Elektron au sein de Zvezda et un système comparable situé dans Destin. En cas d'urgence, l'équipage a accès à des bouteilles d'oxygène et à des cartouches de génération d'oxygène à combustible solide (SFOG), qui fonctionnent comme un système de génération chimique d'oxygène. Le dioxyde de carbone est activement éliminé de l'atmosphère par le système Vozdukh, également situé à Zvezda. Des sous-produits métaboliques supplémentaires, notamment le méthane intestinal et l'ammoniac provenant de la transpiration, sont éliminés à l'aide de filtres à charbon actif.

L'approvisionnement en oxygène constitue un élément essentiel du système de contrôle de l'atmosphère du segment orbital russe (ROS). La triple redondance pour l'approvisionnement en oxygène est obtenue grâce à l'unité Elektron, aux générateurs à combustible solide et aux réserves d'oxygène stockées. La principale source d'oxygène est l'unité Elektron, qui génère du O₂ et du H§56§ via l'électrolyse de l'eau, évacuant ensuite le H§910§ dans l'espace. Ce système de 1 kW (1,3 ch) consomme quotidiennement environ un litre d’eau par membre d’équipage. L'eau utilisée est soit réapprovisionnée depuis la Terre, soit recyclée à partir d'autres systèmes embarqués. Notamment, Mir a été le pionnier de l'utilisation d'eau recyclée pour la génération d'oxygène dans les vaisseaux spatiaux. Un apport secondaire en oxygène est assuré par la combustion de cartouches Vika produisant de l'oxygène. Chaque cartouche se décompose en 5 à 20 minutes à des températures allant de 450 à 500 °C (842 à 932 °F), produisant 600 litres (130 imp gal ; 160 US gal) de O§1516§. Ce système fonctionne sous contrôle manuel.

Le segment orbital américain (USOS) maintient des approvisionnements redondants en oxygène, provenant d'un réservoir de stockage sous pression dans le module de sas Quest, installé en 2001. Ce système est complété une décennie plus tard par le système avancé en boucle fermée (ACLS) construit par l'Agence spatiale européenne dans le module Tranquility (nœud 3), qui génère O§56§ par électrolyse. L'hydrogène généré est ensuite combiné avec le dioxyde de carbone de l'atmosphère de la cabine, subissant une conversion en eau et en méthane.

Contrôle électrique et thermique

L'énergie électrique de la Station spatiale internationale (ISS) est fournie par des panneaux solaires double face. Ces cellules bifaciales captent la lumière directe du soleil sur une surface et la lumière réfléchie de la Terre sur la surface opposée, démontrant une efficacité supérieure et fonctionnant à des températures plus basses par rapport aux cellules terrestres conventionnelles à simple face.

Le segment russe de la station, conforme à la plupart des conceptions d'engins spatiaux, utilise une alimentation CC basse tension de 28 V dérivée de deux panneaux solaires rotatifs fixés à Zvezda. À l’inverse, l’USOS tire 130 à 180 V CC de son réseau photovoltaïque (PV) dédié. L'alimentation est stabilisée et distribuée à 160 V DC, puis convertie en 124 V DC requis pour le fonctionnement. Même si la tension de distribution élevée facilite l’utilisation de conducteurs plus petits et plus légers, cela se fait au détriment de la sécurité de l’équipage. Le partage de puissance entre les deux segments de station s'effectue via des convertisseurs.

Le segment orbital des États-Unis (USOS) comprend quatre paires d'ailes de panneaux solaires, générant collectivement entre 75 et 90 kilowatts d'énergie. Ces panneaux s'orientent généralement vers le Soleil pour optimiser la production d'électricité. Chaque réseau individuel mesure environ 375 m² (4 036 pieds carrés) de superficie et s'étend sur 58 m (190 pieds) de longueur. Une fois entièrement déployés, les panneaux solaires maintiennent leur suivi solaire en faisant tourner le cardan alpha une fois par orbite, tandis que le cardan bêta s'ajuste pour des changements plus progressifs de l'angle du Soleil par rapport au plan orbital. Le mode opérationnel « Night Glider » positionne les panneaux solaires parallèlement à la surface de la Terre pendant la nuit, atténuant ainsi la traînée aérodynamique importante subie à l'altitude orbitale relativement basse de la station.

Au départ, la station s'appuyait sur des batteries rechargeables nickel-hydrogène (NiH₂) pour fournir une alimentation ininterrompue pendant la période d'éclipse terrestre de 45 minutes de chaque Orbite de 90 minutes. Ces batteries ont ensuite été rechargées pendant la partie ensoleillée de l'orbite. Avec une durée de vie opérationnelle de 6,5 ans (supérieure à 37 000 cycles de charge/décharge), ces unités ont nécessité un remplacement périodique tout au long de la période d'exploitation prévue de 20 ans de la station. À partir de 2016, les batteries nickel-hydrogène ont été progressivement remplacées par des batteries lithium-ion, qui devraient rester fonctionnelles jusqu'à la conclusion du programme de la Station spatiale internationale (ISS).

Les nombreux panneaux solaires de la station produisent un différentiel de tension potentiel important entre la station elle-même et l'ionosphère environnante. Un tel différentiel pourrait induire un arc électrique à travers les matériaux isolants et une pulvérisation de surfaces conductrices, résultant de l'accélération des ions par la gaine de plasma de l'engin spatial. Pour contrecarrer ces effets, des unités de contacteur plasma établissent des chemins de courant électrique entre la station et le plasma spatial ambiant.

Les différents systèmes et expériences scientifiques de la station nécessitent une énergie électrique importante, dont la quasi-totalité est ensuite convertie en énergie thermique. Pour maintenir les températures internes dans les paramètres opérationnels, un système de contrôle thermique passif (PTCS) est utilisé, comprenant des matériaux de surface externes, une isolation multicouche (MLI) et des caloducs. Si le PTCS s'avère insuffisant pour la charge thermique, un système de contrôle thermique actif externe (EATCS) est activé pour réguler la température. L'EATCS intègre une boucle interne d'eau de refroidissement non toxique, chargée de refroidir et de déshumidifier l'atmosphère, qui transfère ensuite la chaleur accumulée vers une boucle externe d'ammoniac liquide. Par la suite, l'ammoniac circule des échangeurs de chaleur vers des radiateurs externes, où la chaleur est dissipée sous forme de rayonnement infrarouge, avant que l'ammoniac ne retourne à la station pour être recirculé. Ce système EATCS fournit un refroidissement essentiel pour tous les modules pressurisés du segment orbital des États-Unis (USOS), englobant Kibō et Columbus, en plus de l'électronique de distribution d'énergie principale située sur les fermes S0, S1 et P1. Il possède la capacité de rejeter jusqu'à 70 kW d'énergie thermique. Cette capacité dépasse considérablement la capacité de 14 kW du premier système de contrôle thermique actif externe (EEATCS), qui fonctionnait via le premier système d'entretien d'ammoniac (EAS), lancé à bord du STS-105 et ensuite installé sur la ferme P6.

Systèmes de communication et informatiques

La Station spatiale internationale (ISS) utilise divers systèmes de communication radio pour faciliter la transmission de données télémétriques et scientifiques entre la station et les centres de contrôle de mission au sol. De plus, les liaisons radio sont utilisées pour les opérations de rendez-vous et d'amarrage, ainsi que pour les échanges audio et vidéo entre les membres d'équipage, les contrôleurs de vol et leurs familles. Par conséquent, l'ISS est équipée de systèmes de communication internes et externes, chacun répondant à des besoins opérationnels distincts.

Le segment orbital russe (ROS) utilise principalement l'antenne Lira, fixée à Zvezda, pour la communication directe avec les stations au sol. Historiquement, il possédait également la capacité d'utiliser le système de relais de données par satellite Luch ; bien que ce système n'ait pas été opérationnel lors de la construction initiale de la station, il a ensuite été restauré à sa pleine fonctionnalité en 2011 et 2012 suite au déploiement de Luch-5A et Luch-5B. De plus, le système Voskhod-M facilite les communications téléphoniques internes et les liaisons radio à très haute fréquence (VHF) avec le contrôle au sol.

Le segment orbital des États-Unis (USOS) utilise deux systèmes de communication radio distincts : un système en bande S (transmission audio, télémétrie et commandes, situé sur la ferme P1/S1) et un système en bande K_u (gestion de l'audio, de la vidéo et des données, situé sur la ferme Z1). Ces transmissions sont relayées via le système de satellites de suivi et de relais de données (TDRSS) des États-Unis, positionné en orbite géostationnaire, qui permet une communication en temps réel quasi continue avec le centre de contrôle de mission Christopher C. Kraft Jr. (MCC-H) à Houston, au Texas. Initialement, les canaux de données du Canadarm2, du laboratoire européen Columbus et des modules japonais Kibō étaient également acheminés via les systèmes en bande S et en bande K_u, le système de relais de données européen et un système japonais comparable étant prévus pour éventuellement augmenter le TDRSS à ce titre.

La radio UHF facilite la communication pour les astronautes et les cosmonautes lors d'activités extravéhiculaires (EVA) et pour d'autres engins spatiaux effectuant des manœuvres d'amarrage ou de désamarrage avec la station. Les vaisseaux spatiaux automatisés sont équipés de systèmes de communication exclusifs ; par exemple, le véhicule de transfert automatisé (ATV) a utilisé un laser monté sur le vaisseau spatial et l'équipement de communication de proximité apposé sur Zvezda pour réaliser un amarrage précis avec la station.

Le segment orbital américain (USOS) de la Station spatiale internationale (ISS) comprend environ 100 ordinateurs portables disponibles dans le commerce, fonctionnant sous Windows ou Linux. Ces appareils subissent des modifications pour s'intégrer au système d'alimentation 28 V CC de la station et bénéficier d'une ventilation améliorée, une nécessité en raison du potentiel d'accumulation de chaleur dans l'environnement de microgravité. La NASA maintient une préférence pour des points communs substantiels entre ces ordinateurs portables, garantissant que les pièces de rechange sont facilement disponibles sur la station pour les réparations effectuées par les astronautes.

Ces ordinateurs portables sont classés en deux groupes principaux : le système informatique portable (PCS) et les ordinateurs de support de la station (SSC).

Les ordinateurs portables PCS fonctionnent sous Linux et servent d'interfaces pour les systèmes de commande et d'assistance principaux de la station. Ordinateur de contrôle (C&C MDM), qui exécute également Debian Linux. Cette transition de Windows vers Debian Linux a eu lieu en 2013, motivée par des considérations de fiabilité et de flexibilité. L'ordinateur principal est chargé de superviser les systèmes critiques essentiels au maintien de la trajectoire orbitale de la station et des fonctions de survie. Comme l'ordinateur principal ne dispose pas de périphériques d'affichage ou d'entrée intégrés, les astronautes utilisent des ordinateurs portables PCS pour établir des connexions en tant que terminaux distants via un adaptateur USB vers 1553. Des pannes notables de l'ordinateur principal se sont produites en 2001, 2007 et 2017, l'incident de 2017 ayant nécessité une activité extravéhiculaire (EVA) pour le remplacement des composants externes.

Les ordinateurs portables SSC remplissent un large éventail d'autres fonctions sur la station, notamment l'examen des procédures, la gestion des expériences scientifiques, la communication par courrier électronique ou par chat vidéo et le divertissement de l'équipage pendant les périodes de loisirs. Ces ordinateurs portables SSC établissent une connectivité avec le réseau local sans fil de la station via Wi-Fi, qui à son tour est relié au contrôle au sol via la bande Ku_u. Initialement, ce système offrait des débits de transfert de données de 10 Mbit/s en téléchargement et de 3 Mbit/s en téléchargement depuis la station ; cependant, la NASA a mis à niveau le système en 2019, augmentant considérablement les vitesses à 600 Mbit/s. Par conséquent, les membres de l'équipage de l'ISS disposent d'un accès à Internet.

Opérations

Expéditions

Chaque équipage permanent affecté à la Station spatiale internationale se voit attribuer un numéro d'expédition. Les expéditions durent généralement jusqu'à six mois, commençant à partir du lancement et se terminant par le désamarrage ; un « incrément » englobe la même période, mais inclut également les opérations des engins spatiaux cargo et toutes les activités associées. Les expéditions 1 à 6 comprenaient des équipages de trois personnes. Suite à la perte de la navette spatiale Columbia de la NASA, les expéditions 7 à 12 ont été réduites à des équipages de « gardien » de deux personnes, capables d'entretenir la station, car le plus petit vaisseau spatial cargo russe Progress ne pouvait pas réapprovisionner de manière adéquate un effectif plus important. Lors de la reprise des vols de la flotte de la navette spatiale, des équipages de trois personnes ont été réintégrés pour les missions de l'ISS, à commencer par l'Expédition 13. À mesure que les missions de la navette facilitaient l'expansion de la station, la taille des équipages a progressivement augmenté, pour finalement atteindre six personnes vers 2010. Avec le début du transport de l'équipage via de plus grands vaisseaux spatiaux commerciaux américains en 2020, la taille de l'équipage a été augmentée à sept, ce qui correspond à la capacité de conception originale de l'ISS.

Oleg Kononenko de Roscosmos détient actuellement le record du temps cumulé le plus long passé dans l'espace et à bord de l'ISS, avec près de 1 111 jours au cours de cinq missions de longue durée (Expéditions 17, 30/31, 44/45, 57/58/59 et 69/70/71). Il a également commandé trois de ces expéditions (Expédition 31, 58/59 et 70/71).

Peggy Whitson, représentant la NASA et Axiom Space, détient la distinction pour le temps cumulé le plus élevé dans l'espace parmi les astronautes américains, ayant accumulé plus de 675 jours lors de sa participation aux expéditions 5, 16 et 50/51/52, ainsi qu'aux missions Axiom 2 et 4.

Vols privés

En juin 2023, treize personnes avaient financé de manière indépendante leur voyage vers la Station spatiale internationale. Alors que les médias qualifient fréquemment ces voyageurs de « touristes de l'espace », de nombreuses personnes impliquées ont exprimé des réserves quant à cette désignation. Leurs objections proviennent du fait qu’ils suivent généralement une formation professionnelle rigoureuse et s’engagent dans des activités scientifiques, éducatives ou de sensibilisation au cours de leurs séjours orbitaux. Par conséquent, Roscosmos et la NASA classent officiellement ces personnes dans la catégorie des participants aux vols spatiaux.

Au départ, l'accès à l'ISS financé par des fonds privés était exclusivement facilité par Roscosmos, offrant des sièges à bord du vaisseau spatial Soyouz lors des rotations de routine des équipages ou lors de missions dédiées. Ces opportunités ont été proposées commercialement par Space Adventures, à des prix avoisinant les 40 millions de dollars américains. La NASA et l'Agence spatiale européenne (ESA) ont initialement exprimé leurs critiques à l'égard de cette pratique, et la NASA a notamment résisté à fournir une formation à Dennis Tito, qui est devenu le premier individu à financer la sienne.

À partir de 2021, la NASA a lancé l'autorisation d'expéditions gérées commercialement, désignées sous le nom de missions d'astronautes privées (PAM). De telles missions exigent l'utilisation d'un véhicule commercial certifié par la NASA en provenance des États-Unis et nécessitent l'inclusion d'un commandant de mission, généralement un ancien astronaute de la NASA, qui assume la responsabilité des opérations du vaisseau spatial et supervise les autres participants aux vols spatiaux. Le premier PAM, Axiom Mission 1, a été lancé en 2022, comprenant un commandant Axiom et trois passagers privés. Cela a été suivi en 2023 par la mission Axiom 2, qui comprenait un passager privé et deux astronautes représentant l'Agence spatiale saoudienne. D’ici 2025, la NASA devrait proposer jusqu’à deux opportunités PAM par an. Au-delà des citoyens privés, les PAM sont couramment utilisés par l'Agence spatiale européenne (ESA) et divers gouvernements nationaux pour déployer des astronautes sur de brèves missions.

Opérations de flotte

Les vaisseaux spatiaux avec ou sans équipage ont fourni un soutien considérable aux besoins opérationnels de la station. Les missions vers l'ISS ont compris 93 missions Progress, 73 Soyouz, 51 SpaceX Dragon, 37 Space Shuttle, 21 Cygnus, 10 HTV/HTV-X, 5 ATV et 2 Boeing Starliner.

La station dispose actuellement de huit ports d'amarrage opérationnels pour les vaisseaux spatiaux en visite, tandis que quatre ports supplémentaires ont été installés mais ne sont pas encore mis en service :

1. Harmony avant (avec PMA 2 et IDA 2)
2. Harmony zénith (avec PMA 3 et IDA 3)
3. Harmony nadir (port CBM)
4. Unity nadir (port CBM)
5. Prichal à l'arrière
6. Prichal en avant
7. Prichal nadir
8. Port Prichal
9. Prichal tribord
10. Poisk zénith
11. Rassvet nadir
12. Zvezda arrière

Les ports avant sont situés au bord d'attaque de la station, s'alignant sur son orientation et sa trajectoire standard. À l’inverse, l’arrière fait référence à la partie arrière. Le nadir désigne la direction pointant vers la Terre, tandis que le zénith indique la direction qui s'en éloigne. Lorsqu'on est orienté avec les pieds vers la Terre et face au sens de déplacement, bâbord correspond au côté gauche et tribord à droite.

Les vaisseaux spatiaux cargo désignés pour les manœuvres de reboost orbital de la station accostent généralement à un port arrière, avant ou orienté vers le nadir.

Crewed

Au 14 février 2026, l'ISS avait accueilli un total cumulé de 294 personnes représentant 26 pays, comprenant à la fois des astronautes parrainés par le gouvernement et des participants à des vols spatiaux financés par des fonds privés. Parmi ces visiteurs, 172 provenaient des États-Unis, suivis de la Russie avec 65, du Japon avec 11 et du Canada avec 9. L'Italie a contribué 6 visiteurs, la France 5 et l'Allemagne 4. L'Arabie saoudite, la Suède et les Émirats arabes unis ont chacun envoyé 2 personnes à l'ISS. De plus, une personne s'est rendue à l'ISS en provenance de chacun des pays suivants : Biélorussie, Belgique, Brésil, Danemark, Hongrie, Inde, Israël, Kazakhstan, Malaisie, Pays-Bas, Pologne, Afrique du Sud, Corée du Sud, Espagne, Turquie et Royaume-Uni.

Liste des membres actuels de l'équipage

Non équipé

Les vols spatiaux sans équipage servent principalement à transporter des marchandises jusqu'à la station, comprenant des provisions pour l'équipage, du matériel de recherche scientifique, des appareils de sortie dans l'espace, des composants de véhicules, du propulseur, de l'eau et divers gaz. Historiquement, les missions de ravitaillement en fret ont utilisé le vaisseau spatial russe Progress, le véhicule de transfert automatisé européen (ATV), désormais mis hors service, le véhicule de transfert japonais H-II (HTV) et les vaisseaux spatiaux américains Dragon et Cygnus. De plus, plusieurs modules russes ont été lancés via des fusées sans équipage et ensuite amarrés de manière autonome à la station.

Actuellement amarré ou amarré

Toutes les dates sont présentées en temps universel coordonné (UTC). Les dates de départ représentent les heures les plus précoces possibles (NET) et sont sujettes à révision.

Missions programmées

Toutes les dates sont fournies en temps universel coordonné (UTC). Les dates de lancement indiquent les heures les plus précoces possibles (NET) et sont sujettes à modification.

Procédures d'amarrage et d'accostage des engins spatiaux

Les vaisseaux spatiaux russes possèdent la capacité de se rendre et de s'amarrer de manière autonome à la station, évitant ainsi la nécessité d'une intervention humaine. À l'approche d'un rayon d'environ 200 kilomètres (120 mi), le vaisseau spatial active son système de navigation d'amarrage Kurs, qui facilite les manœuvres orbitales en échangeant des signaux radio avec la balise de la station. Lors de l'approche finale, des émetteurs-récepteurs plus précis assurent l'alignement de l'engin avec le port d'accostage et gèrent la phase terminale de la manœuvre. L'équipage à bord surveille cette procédure et conserve la capacité d'intervenir via le système TORU (Tele-roboticly Operating Rendezvous Unit), si les circonstances l'exigent. La technologie d'amarrage automatisé est utilisée par le programme spatial soviétique depuis 1967, avec le système Kurs spécifiquement introduit sur Mir en 1986 et perfectionné par la suite. Malgré les coûts de développement substantiels, sa fiabilité inhérente et la standardisation de ses composants ont généré des avantages économiques considérables à long terme.

Le vaisseau spatial américain SpaceX Dragon 2, conçu pour le transport de marchandises et d'équipage, possède des capacités autonomes de rendez-vous et d'amarrage avec la station, éliminant ainsi le besoin d'intervention humaine. Néanmoins, lors des missions Dragon en équipage, les astronautes conservent la possibilité de piloter manuellement le véhicule.

Les autres vaisseaux spatiaux cargo automatisés utilisent généralement une procédure semi-automatique pour l'arrivée et le départ de la station. Ces véhicules sont initialement invités à s'approcher et à maintenir une position à proximité de la gare. Une fois l'équipage prêt, le vaisseau spatial reçoit des commandes pour se rapprocher, permettant à un astronaute de le saisir avec le bras robotique du système de maintenance mobile. La connexion ultime du vaisseau spatial à la station est réalisée via ce bras robotique, un processus appelé accostage. Les vaisseaux spatiaux contemporains utilisant cette méthode semi-automatique comprennent l'américain Cygnus et le japonais HTV-X, ainsi que l'ancien américain SpaceX Dragon 1, l'ATV européen et le HTV japonais.

Lancer et ancrer Windows

Avant l'amarrage d'un vaisseau spatial à la Station spatiale internationale (ISS), ses responsabilités de guidage, de navigation et de contrôle (GNC) sont transférées au centre de contrôle au sol du pays d'origine du vaisseau spatial. Le système GNC est configuré pour permettre à la station de dériver passivement dans l'espace, évitant ainsi l'utilisation de propulseurs ou de manœuvres gyroscopiques. Pour éviter d'endommager les cellules solaires à cause des résidus du propulseur, les panneaux solaires de la station sont orientés par la tranche vers le vaisseau spatial qui s'approche. Historiquement, avant son retrait, les lancements de la navette spatiale avaient souvent la priorité sur les missions Soyouz, bien que les arrivées de Soyouz transportant l'équipage et des marchandises urgentes, telles que du matériel d'expérimentation biologique, aient parfois eu la priorité.

Réparations

Les unités orbitales de remplacement (ORU) constituent des composants de rechange conçus pour être facilement remplacés une fois leur durée de vie opérationnelle atteinte ou en cas de panne. Des exemples illustratifs d’ORU comprennent les pompes, les réservoirs de stockage, les boîtiers de commande, les antennes et les batteries. Certaines unités peuvent être remplacées via des bras robotisés. La majorité est stockée à l'extérieur de la station, soit sur des palettes compactes désignées comme transporteurs logistiques ExPRESS (ELC), soit sur des plates-formes de rangement externes (ESP) plus vastes, qui peuvent également accueillir des expériences scientifiques. Les deux types de palettes fournissent de l’énergie électrique à de nombreux composants susceptibles d’être endommagés par le froid extrême de l’espace, nécessitant un chauffage. Les plus grands transporteurs logistiques sont également équipés de connexions de réseau local (LAN) pour faciliter la télémétrie pour les expériences connectées. Une concentration importante sur l'approvisionnement du segment orbital américain (USOS) en ORU a été observée vers 2011, avant la conclusion du programme de la navette spatiale de la NASA, étant donné que ses successeurs commerciaux, Cygnus et Dragon, transportent des charges utiles nettement plus petites, allant d'un dixième à un quart de la capacité de la navette. dans certains cas, cela pose un risque d'abandon de la station pour des raisons de sécurité. Les problèmes notables incluent une fuite d'air provenant du segment orbital américain (USOS) en 2004, l'émission de fumées d'un générateur d'oxygène Elektron en 2006 et le dysfonctionnement des ordinateurs du segment orbital russe (ROS) en 2007 lors du STS-117. Ce dysfonctionnement a rendu la station inutilisable en ce qui concerne le contrôle du propulseur, Elektron, Vozdukh et d'autres fonctions du système de contrôle environnemental. Une enquête ultérieure a révélé que la cause première de la panne de l'ordinateur était la condensation dans les connecteurs électriques, conduisant à un court-circuit.

En 2007, lors de la mission STS-120 et suite au repositionnement de la ferme P6 et de ses panneaux solaires associés, les observations lors du déploiement ont indiqué une déchirure dans le panneau solaire, empêchant son déploiement correct. Une activité extravéhiculaire (EVA) a été menée par Scott Parazynski, avec l'aide de Douglas Wheelock. Des mesures de sécurité renforcées ont été mises en œuvre pour atténuer le risque de choc électrique, car les opérations de réparation ont été effectuées alors que le panneau solaire était exposé à la lumière directe du soleil. Plus tard la même année, aux problèmes avec le réseau ont succédé des problèmes concernant le joint rotatif Solar Alpha tribord (SARJ), responsable de la rotation des réseaux sur le côté tribord de la station. Des vibrations excessives et des pics de courant élevés dans le moteur d'entraînement du réseau ont incité à décider de restreindre considérablement le mouvement du SARJ tribord jusqu'à ce que la cause sous-jacente puisse être déterminée. Des inspections ultérieures au cours des EVA sur STS-120 et STS-123 ont révélé une contamination importante provenant de copeaux et de débris métalliques à l'intérieur du grand engrenage d'entraînement, confirmant les dommages causés aux vastes surfaces d'appui métalliques. Par conséquent, le joint a été verrouillé pour éviter une détérioration supplémentaire. Des actions correctives pour les joints ont été exécutées au cours de la STS-126, impliquant la lubrification et le remplacement de 11 des 12 roulements gigognes sur le joint affecté.

En septembre 2008, des dommages au radiateur S1 ont été initialement observés grâce aux images Soyouz. Le problème n’était initialement pas considéré comme critique. L'imagerie a révélé un délaminage de la surface du sous-panneau de la structure centrale sous-jacente, potentiellement causé par l'impact d'un micro-météoroïde ou d'un débris orbital. Le 15 mai 2009, le tube d'ammoniac du panneau de radiateur endommagé a été isolé mécaniquement du système de refroidissement primaire via une fermeture de vanne contrôlée par ordinateur. Par la suite, cette vanne a facilité l’évacuation de l’ammoniac du panneau compromis, atténuant ainsi le risque de fuite. De plus, un couvercle de propulseur du module de service a heurté le radiateur S1 suite à son largage lors d'une activité extravéhiculaire (EVA) en 2008 ; cependant, l'étendue de sa contribution aux dommages reste indéterminée.

Le 1er août 2010, au petit matin, un dysfonctionnement s'est produit dans la boucle de refroidissement A (côté tribord), l'une des deux boucles de refroidissement externes, réduisant ainsi de moitié la capacité de refroidissement de la station et éliminant la redondance de certains systèmes critiques. L'anomalie a été attribuée au module de pompe à ammoniac chargé de faire circuler le liquide de refroidissement à l'ammoniac. Par conséquent, plusieurs sous-systèmes, dont deux des quatre gyroscopes à moment de contrôle (CMG), ont été désactivés.

Les opérations programmées de la Station spatiale internationale (ISS) ont été perturbées par une série d'activités extravéhiculaires (EVA) visant à résoudre le dysfonctionnement du système de refroidissement. La première EVA, réalisée le 7 août 2010, destinée au remplacement du module pompe défaillant, est restée incomplète en raison d'une fuite d'ammoniac détectée dans l'un des quatre raccords rapides. Une EVA ultérieure, le 11 août, a réussi à retirer le module de pompe défectueux. Un troisième EVA a ensuite été nécessaire pour rétablir le statut opérationnel de la boucle A.

Le système de refroidissement du segment orbital américain (USOS) est principalement fabriqué par la société américaine Boeing, qui a également produit la pompe défectueuse.

Les quatre unités principales de commutation de bus (MBSU), situées dans la structure S0, régulent la distribution de l'énergie électrique des quatre ailes du panneau solaire dans toute la Station spatiale internationale (ISS). Chaque MBSU intègre deux canaux d'alimentation, qui transmettent le 160 V CC des réseaux à deux convertisseurs de puissance CC-CC (DDCU) qui fournissent ensuite l'alimentation 124 V requise pour le fonctionnement de la station. Fin 2011, MBSU-1 ne répondait plus aux commandes et ne parvenait pas à transmettre les données sur l'état de santé. Bien qu'il ait continué à acheminer l'électricité de manière efficace, son remplacement était prévu pour l'activité extravéhiculaire (EVA) ultérieure. Un MBSU de rechange était déjà présent à bord ; cependant, une EVA du 30 août 2012 n'a pu être complétée car un boulon, destiné à sécuriser l'installation de l'unité de rechange, s'est coincé avant l'établissement du raccordement électrique. La panne opérationnelle de MBSU-1 a par conséquent limité la capacité électrique de la station à 75 % de son niveau nominal, nécessitant des ajustements opérationnels mineurs jusqu'à ce que le problème puisse être résolu.

Au cours d'une EVA ultérieure de six heures, le 5 septembre 2012, les astronautes Sunita Williams et Akihiko Hoshide ont réussi à remplacer MBSU-1, rétablissant ainsi l'ISS à sa pleine capacité électrique de 100 %.

Le 24 décembre En 2013, une nouvelle pompe à ammoniac a été installée par les astronautes pour entretenir le système de refroidissement de la station. Le système de refroidissement défectueux était déjà tombé en panne au début du mois, entraînant la suspension de nombreuses expériences scientifiques sur la station. Lors de l'installation de la nouvelle pompe, les astronautes ont été confrontés à un rejet important d'ammoniac, décrit comme un « mini blizzard ». Cet événement marquait seulement la deuxième sortie dans l'espace la veille de Noël jamais réalisée dans l'histoire opérationnelle de la NASA.

Centres de contrôle de mission

Les composants de la Station spatiale internationale (ISS) sont gérés et surveillés par leurs agences spatiales respectives via un réseau de centres de contrôle de mission à l'échelle mondiale. Les principales installations comprennent le centre de contrôle de mission Christopher C. Kraft Jr. à Houston et le centre de contrôle de mission RKA (TsUP) à Moscou, complétés par le soutien du centre spatial de Tsukuba au Japon, du centre d'opérations et d'intégration des charges utiles à Huntsville, en Alabama, aux États-Unis, du centre de contrôle Columbus à Munich, en Allemagne, et du contrôle du système de maintenance mobile au siège de l'Agence spatiale canadienne à Saint-Hubert, au Québec.

Orbite, débris orbitaux et visibilité

Altitude et inclinaison orbitale

La Station spatiale internationale (ISS) maintient actuellement une orbite quasi circulaire, caractérisée par une excentricité de 0,0002267 et une inclinaison de 51,6 degrés par rapport à l'équateur terrestre. Cette inclinaison orbitale spécifique a été choisie car elle représente l'angle minimum directement atteignable par les vaisseaux spatiaux russes Soyouz et Progress, lancés depuis le cosmodrome de Baïkonour à 46° de latitude nord, sans traverser l'espace aérien chinois ni déployer des étages de fusée épuisés au-dessus de régions peuplées. Cette orbite facilite donc l’accès et l’observation de latitudes plus polaires, contrairement par exemple à la Station spatiale chinoise qui maintient une orbite plus équatoriale avec une inclinaison de 41,47°. L'ISS parcourt son orbite dans une direction prograde (alignée avec la rotation de la Terre, d'ouest en est) à une vitesse approximative de 28 000 kilomètres par heure (17 000 mph), effectuant 15,5 orbites par jour, chaque orbite durant environ 93 minutes.

La station maintient une orbite en orbite terrestre basse (LEO) à une altitude moyenne allant de 370 km (230 mi) à 460 km (290 mi), située dans la thermosphère. Historiquement, l'altitude de la station était abaissée lors des missions de la navette spatiale de la NASA pour faciliter le transfert de charges utiles plus lourdes. Suite au retrait de la navette spatiale, l'altitude orbitale nominale de la station a été augmentée d'environ 350 km à 400 km. Cet ajustement orbital n'est pas nécessaire pour d'autres engins spatiaux de réapprovisionnement plus fréquents, qui possèdent des capacités de performances supérieures.

En moyenne, la traînée atmosphérique entraîne une réduction mensuelle de l'altitude d'environ 2 km. Pour atténuer la traînée, l'ISS utilise un mode « Night Glider », orientant ses panneaux solaires par la tranche dans la direction du vol lors de la traversée du côté nocturne de la Terre. Des manœuvres de maintien de la station, appelées reboosts, sont effectuées pour ramener la station à une altitude plus élevée, nécessitant généralement environ deux orbites (trois heures) pour être terminées. Le maintien annuel de l'altitude de l'ISS consomme environ 7,5 tonnes de carburant chimique, ce qui représente un coût annuel d'environ 210 millions de dollars.

Les opérations de renforcement orbital peuvent être exécutées par les deux moteurs principaux du module de service Zvezda, ou par des vaisseaux spatiaux russes ou européens amarrés au port arrière de Zvezda. Le véhicule de transfert automatisé est conçu avec la possibilité d'avoir un port d'amarrage supplémentaire à l'arrière, ce qui permettrait à d'autres véhicules de s'amarrer et de contribuer aux redémarrages de la station.

Le segment orbital russe intègre un système de gestion des données responsable du guidage, de la navigation et du contrôle (ROS GNC) de l'ensemble de la station. Initialement, Zarya, le module inaugural de la station, a maintenu le contrôle jusqu'à ce que peu de temps après que le module de service russe Zvezda se soit amarré et ait pris le commandement. Le module Zvezda héberge le système de gestion de données DMS-R développé par l'ESA. À l'aide de deux ordinateurs à tolérance de pannes (FTC), Zvezda calcule la position et la trajectoire orbitale de la station grâce à des capteurs d'horizon terrestre et solaire redondants, ainsi qu'à des trackers solaires et stellaires. Chaque FTC comprend trois unités de traitement identiques fonctionnant en parallèle, offrant ainsi des capacités avancées de masquage des défauts via un vote majoritaire.

Orientation

Le module Zvezda utilise des gyroscopes (roues de réaction) et des propulseurs pour le contrôle d'attitude. Les gyroscopes fonctionnent sans propulseur, utilisant plutôt de l'électricité pour stocker l'élan dans les volants d'inertie en tournant à l'encontre du mouvement de la station. Le segment orbital américain (USOS) est équipé de ses propres gyroscopes contrôlés par ordinateur pour gérer sa masse supplémentaire. Lors de la saturation du gyroscope, les propulseurs sont activés pour dissiper l'élan accumulé. Lors de l'Expédition 10 en février 2005, une commande erronée transmise à l'ordinateur de la station a entraîné la consommation d'environ 14 kilogrammes de propulseur avant que l'anomalie ne soit détectée et corrigée. Une mauvaise communication entre les ordinateurs de contrôle d'attitude du ROS et de l'USOS peut conduire à des « combats de force » peu fréquents, obligeant l'ordinateur ROS GNC à remplacer son homologue de l'USOS, qui manque de propulseurs.

Les vaisseaux spatiaux amarrés peuvent également contribuer au maintien de l'attitude de la station, en particulier lors des procédures de dépannage ou de l'installation de composants tels que la ferme S3/S4, qui fournit l'alimentation électrique et les interfaces de données pour les systèmes électroniques de la station.

Menaces liées aux débris orbitaux

Les basses altitudes de l'orbite terrestre occupées par l'ISS contiennent également divers débris spatiaux, notamment des étages de fusée usés, des satellites non fonctionnels, des fragmentations causées par des explosions (y compris des essais d'armes antisatellites), des écailles de peinture, des scories de moteurs de fusées solides et du liquide de refroidissement expulsé par les satellites à propulsion nucléaire des États-Unis. Ces objets anthropiques, aux côtés des micrométéoroïdes naturels, représentent un danger important. Alors que les objets suffisamment gros pour causer des dommages catastrophiques à la station sont traçables et présentent donc un risque relativement faible, les débris plus petits posent un plus grand défi. Les objets trop petits pour être détectés par des instruments optiques et radar, allant d'environ 1 cm à des dimensions microscopiques, existent en milliers de milliards. Malgré leur petite taille, certains objets représentent une menace en raison de leur énergie cinétique et de leur trajectoire par rapport à la station. De plus, les membres d'équipage d'activités extravéhiculaires (EVA) en combinaison spatiale courent des risques d'endommagement de leur combinaison et d'exposition ultérieure au vide.

Des panneaux balistiques, également connus sous le nom de blindage micrométéoroïde, sont intégrés à la conception de la station pour protéger les modules sous pression et les systèmes essentiels. Le type et l'épaisseur spécifiques de ces panneaux sont déterminés par leur vulnérabilité anticipée aux dommages. Des configurations de blindage et structurelles distinctes sont utilisées pour le segment orbital russe (ROS) et le segment orbital américain (USOS). L'USOS utilise des Whipple Shields, où les modules intègrent une couche intérieure d'aluminium de 1,5 à 5,0 cm (0,59 à 1,97 pouces) d'épaisseur, suivie d'une couche intermédiaire de 10 cm (3,9 pouces) composée de Kevlar et de Nextel (un tissu en céramique) et d'une couche externe d'acier inoxydable. Cette conception multicouche est conçue pour fragmenter les objets entrants en un nuage dispersé avant l'impact sur la coque, distribuant ainsi l'énergie cinétique. En revanche, le ROS utilise un système comprenant un écran en nid d'abeille en polymère renforcé de fibre de carbone placé à l'écart de la coque, suivi d'un écran en nid d'abeille en aluminium, d'une couche d'isolation thermique sous vide et d'un revêtement en tissu de verre le plus à l'extérieur.

Les débris spatiaux sont surveillés en permanence depuis les installations au sol, permettant d'informer l'équipage de la station des menaces potentielles. Si nécessaire, les propulseurs du segment orbital russe peuvent ajuster l'altitude orbitale de la station pour éviter les collisions avec des débris. Ces manœuvres d’évitement des débris (DAM) sont régulièrement exécutées si des modèles informatiques prédictifs indiquent que des débris s’approcheront à proximité d’une menace définie. Fin 2009, dix DAM avaient été réalisés avec succès. Généralement, un incrément de vitesse orbitale d’environ 1 m/s est appliqué pour élever l’orbite d’un à deux kilomètres. Même si la réduction de l'altitude est également réalisable, elle entraîne des dépenses en propulseur. Si une menace de débris orbitaux est détectée trop tard pour un DAM sûr, l'équipage de la station sécurise toutes les écoutilles et se retire dans son vaisseau spatial amarré, se préparant à une éventuelle évacuation si la station subit de graves dommages. Des évacuations partielles de stations ont été documentées les 13 mars 2009, 28 juin 2011, 24 mars 2012, 16 juin 2015, novembre 2021 et 27 juin 2024.

L'évacuation de novembre 2021 a été précipitée par un essai d'arme antisatellite russe. L'administrateur de la NASA, Bill Nelson, a qualifié cette action d'inconcevable, étant donné le risque inhérent qu'elle représentait pour tout le personnel à bord de l'ISS, y compris les cosmonautes russes.

Visibilité terrestre

La Station spatiale internationale (ISS) est perceptible à l'œil nu comme un point blanc lumineux et mobile dans le ciel. Cette visibilité se produit au crépuscule – après le coucher du soleil et avant le lever du soleil – lorsque la station est éclairée par le soleil, restant en dehors de l'ombre de la Terre, tandis que l'observateur terrestre fait l'expérience de l'obscurité. L'ISS traverse des latitudes situées entre les régions polaires. La durée de son transit à travers l'horizon, ou d'un point à un autre dans le ciel, peut varier d'une brève période à environ 10 minutes, bien qu'il puisse n'être visible que pendant une partie de ce temps en raison de l'entrée ou de la sortie de l'ombre terrestre. La station réapparaît environ toutes les 90 minutes, avec son temps de transit visible s'échelonnant sur plusieurs semaines avant de revenir à des conditions d'éclairage crépusculaire optimales.

En raison de sa surface réfléchissante importante, l'ISS représente l'objet céleste artificiel le plus brillant, à l'exclusion des éruptions satellitaires. Lorsqu'elle est éclairée par la lumière du soleil et positionnée directement au-dessus de sa tête, elle atteint une magnitude apparente maximale approximative de -4, comparable à celle de Vénus, et présente une taille angulaire maximale de 63 secondes d'arc.

Diverses ressources numériques, notamment des sites Web comme Heavens-Above et des applications pour smartphone, utilisent des données orbitales ainsi que la longitude et la latitude d'un observateur pour prévoir la visibilité de l'ISS. Ces outils fournissent des informations sur les temps d'observation optimaux (en fonction des conditions météorologiques), le point d'élévation apparent de la station, son altitude maximale au-dessus de l'horizon et la durée de son transit avant qu'elle ne descende sous l'horizon ou n'entre dans l'ombre de la Terre.

En novembre 2012, la NASA a lancé son service « Spot the Station », qui diffuse des notifications par SMS et par courrier électronique aux individus lorsque la station est prévue de passer au-dessus de leur localité. L'ISS est observable depuis 95 % de la masse terrestre habitée, bien qu'elle reste indétectable depuis les latitudes extrêmes nord ou sud.

Dans des circonstances particulières, l'ISS peut être observée pendant la nuit sur cinq orbites successives. Ces conditions nécessitent : 1) un observateur situé à une latitude moyenne, 2) à proximité de la période du solstice, et 3) l'ISS se dirigeant vers les pôles à partir de l'observateur vers minuit local. Des photographies illustratives représentent les passes initiales, centrales et finales de ces cinq observations les 5 et 6 juin 2014.

Astrophotographie

Les astronomes s'adonnent fréquemment à la photographie de la Station spatiale internationale (ISS) à l'aide d'appareils photo montés sur des télescopes, tandis que les membres d'équipage photographient souvent la Terre et les corps célestes avec des appareils photo montés sur des télescopes. De plus, l'ISS peut être observée pendant la journée grâce à l'utilisation d'un télescope ou de jumelles.

Les astronomes amateurs manifestent un intérêt considérable pour l'observation des transits de l'ISS à travers le Soleil, en particulier lorsque de tels événements coïncident avec une éclipse, alignant ainsi la Terre, le Soleil, la Lune et l'ISS dans une configuration colinéaire approximative.

Facteurs environnementaux, sécurité et santé de l'équipage

Environnement

Microgravité

Bien que la force gravitationnelle à l'altitude orbitale de l'ISS conserve environ 90 % de sa force par rapport à la surface de la Terre, les objets en orbite subissent une chute libre continue, conduisant à une condition d'apesanteur apparente appelée microgravité. Cet état d'apesanteur perçu est cependant perturbé par cinq phénomènes distincts :

• Traînée atmosphérique causée par les gaz résiduels.
• Vibrations provenant du fonctionnement des systèmes mécaniques et des activités de l'équipage.
• Activation des gyroscopes de moment de contrôle d'attitude embarqués.
• Activations du propulseur pour les ajustements de l'attitude ou des paramètres orbitaux.
• Effets de gradient de gravité, également appelés effets de marée. Les composants non attachés situés à différentes positions au sein de l’ISS suivraient naturellement des trajectoires orbitales légèrement distinctes. Cependant, en raison de leur interconnexion mécanique, ces composants sont soumis à des forces mineures qui obligent la station à maintenir son mouvement en tant que corps rigide et cohésif.

Radiation

Le champ magnétique terrestre offre une protection partielle à l'ISS contre le rude environnement spatial. À une distance moyenne approximative de 70 000 km (43 000 mi) de la surface de la Terre, en fonction de l'activité solaire, la magnétosphère commence la déviation du vent solaire loin de la Terre et de la station spatiale. Néanmoins, les éruptions solaires présentent un risque important pour l'équipage, qui peut ne recevoir qu'une brève période d'avertissement. Par exemple, en 2005, lors de la première « tempête de protons » associée à une éruption solaire de classe X-3, l'équipage de l'Expédition 10 a cherché refuge dans une section plus largement protégée du segment orbital russe (ROS) spécialement désignée pour de telles éventualités.

Les particules chargées subatomiques, principalement des protons provenant des rayons cosmiques et du vent solaire, sont généralement atténuées par l'atmosphère terrestre. Lorsque ces particules interagissent en concentrations suffisantes, leur effet cumulatif se manifeste sous la forme d’une aurore, visible à l’œil nu. Au-delà de la protection atmosphérique de la Terre, les équipages de l'ISS sont exposés quotidiennement à des radiations d'environ un millisievert, ce qui équivaut à environ un an d'exposition terrestre naturelle, ce qui augmente par conséquent leur risque de cancer. Ce rayonnement peut pénétrer dans les tissus vivants, causant des dommages à l'ADN et aux chromosomes des lymphocytes. Compte tenu du rôle essentiel des lymphocytes dans le système immunitaire, de tels dommages cellulaires pourraient contribuer à la diminution de la fonction immunitaire observée chez les astronautes. De plus, l’exposition aux radiations a été corrélée à une prévalence accrue de cataractes chez les astronautes. La mise en œuvre d'un écran de protection et de médicaments spécifiques peut atténuer ces risques jusqu'à un seuil acceptable.

Les niveaux de rayonnement à bord de l'ISS varient de 12 à 28,8 millirads par jour, soit une magnitude environ cinq fois supérieure à celle rencontrée par les passagers et l'équipage des compagnies aériennes. Cette disparité existe bien que le champ électromagnétique terrestre offre une protection presque équivalente contre le rayonnement solaire et d'autres formes de rayonnement en orbite terrestre basse (LEO) comme dans la stratosphère. Par exemple, un vol aérien de 12 heures expose un passager à 0,1 millisieverts de rayonnement, ce qui équivaut à un taux quotidien de 0,2 millisieverts ; cela ne représente qu’un cinquième du rythme quotidien d’un astronaute en LEO. Surtout, les passagers des compagnies aériennes ne sont exposés à ce niveau de rayonnement que quelques heures par vol, tandis que les membres de l'équipage de l'ISS subissent une exposition continue tout au long de leur mission sur la station.

Risques microbiologiques pour l'environnement

Les stations spatiales sont sensibles à la prolifération de moisissures dangereuses, qui peuvent contaminer les systèmes de filtration de l'air et de l'eau. Ces moules sont capables de générer des acides qui corrodent les métaux, le verre et le caoutchouc, en plus de présenter des risques pour la santé de l'équipage. La reconnaissance de ces risques microbiologiques a incité au développement du LOCAD-PTS (un système de test portable), conçu pour identifier les bactéries et moisissures courantes plus rapidement que les techniques de culture conventionnelles, qui nécessitent souvent le retour des échantillons sur Terre. En 2018, des chercheurs ont documenté la détection de cinq souches bactériennes Enterobacter bugandensis sur l'ISS, dont aucune ne s'est révélée pathogène pour l'homme. Leurs découvertes ont souligné l'importance d'une surveillance vigilante des micro-organismes à bord de l'ISS afin de maintenir un environnement médicalement sain pour les astronautes.

L'atténuation de la contamination sur les stations spatiales peut être obtenue grâce à la réduction de l'humidité, à l'application de peintures fongicides et au déploiement de solutions antiseptiques. Tous les matériaux incorporés dans la Station spatiale internationale (ISS) sont soumis à des tests rigoureux de résistance aux champignons. Depuis 2016, l'Agence spatiale européenne (ESA) a parrainé une série d'expériences visant à évaluer les propriétés antibactériennes de divers matériaux. L'objectif est de développer des « surfaces intelligentes » capables d'atténuer la prolifération bactérienne grâce à divers mécanismes, en optimisant l'approche pour des conditions environnementales spécifiques. Cette initiative, baptisée « Microbial Aerosol Tethering on Innovative Surfaces » (MATISS), implique le déploiement de petites plaques, chacune comprenant un ensemble de carrés de verre recouverts de diverses substances expérimentales. Ces plaques sont déployées sur la station pendant une durée de six mois avant leur récupération pour analyse terrestre. L’expérience culminante de cette série, composée de quatre plaques, a été lancée le 5 juin 2023 via la mission cargo SpaceX CRS-28 vers l’ISS. Alors que les expériences antérieures de la série reposaient uniquement sur la microscopie optique pour l'analyse, cette expérience particulière utilise du verre de quartz composé de silice pure, permettant ainsi une analyse spectrographique. Deux plaques ont été récupérées après huit mois, les deux autres étant restituées après une période d'exposition de 16 mois.

En avril 2019, la National Aeronautics and Space Administration (NASA) a annoncé l'achèvement d'une enquête approfondie sur les populations microbiennes et fongiques habitant la Station spatiale internationale (ISS). Cette expérience a duré 14 mois au cours de trois missions de vol distinctes, impliquant la collecte d'échantillons provenant de huit emplacements internes prédéterminés au sein de la station, puis renvoyés sur Terre pour une analyse complète. Les analyses expérimentales précédentes étaient limitées à des méthodologies dépendantes de la culture, échouant par conséquent à détecter les micro-organismes incultivables. L’enquête actuelle a incorporé des méthodes moléculaires aux techniques de culture traditionnelles, produisant ainsi un catalogue plus exhaustif d’espèces microbiennes. Ces résultats pourraient être utiles pour améliorer les protocoles de santé et de sécurité des astronautes et pour faire progresser la compréhension d'autres environnements terrestres confinés, y compris les salles blanches utilisées dans les secteurs pharmaceutique et médical.

Environnement acoustique

Les environnements de vol spatial sont intrinsèquement bruyants, avec des niveaux acoustiques dépassant les normes établies depuis l'époque des missions Apollo. Par conséquent, la NASA et ses partenaires internationaux du programme de la Station spatiale internationale (ISS) ont établi des objectifs en matière de contrôle du bruit et de prévention de la perte auditive, en les intégrant dans le programme complet de santé des membres d'équipage. Ces objectifs ont spécifiquement constitué l’objectif central du sous-groupe Acoustique au sein du Panel multilatéral d’opérations médicales (MMOP) de l’ISS depuis les phases initiales de l’assemblage et du déploiement opérationnel de l’ISS. Cet effort de collaboration intègre l'expertise d'ingénieurs acoustiques, d'audiologistes, d'hygiénistes industriels et de médecins, qui forment collectivement les membres du sous-groupe, représentant la NASA, Roscosmos, l'Agence spatiale européenne (ESA), l'Agence japonaise d'exploration aérospatiale (JAXA) et l'Agence spatiale canadienne (ASC).

Par rapport aux environnements terrestres, les niveaux acoustiques rencontrés par les astronautes et les cosmonautes à bord de l'ISS peuvent sembler négligeables, s'enregistrant généralement à des magnitudes qui ne seraient pas suscitent des inquiétudes importantes de la part de l'Administration de la sécurité et de la santé au travail, dépassant rarement 85 dBA. Cependant, les membres d’équipage sont exposés en permanence à ces niveaux, 24 heures par jour, sept jours par semaine, au cours de missions qui durent actuellement en moyenne six mois. De tels niveaux de bruit persistants présentent en outre des risques pour la santé de l'équipage et les performances opérationnelles, se manifestant par des perturbations du sommeil, des obstacles à la communication et une diminution de l'audibilité des alarmes.

Depuis plus de 19 ans, des efforts considérables ont été consacrés à l'atténuation et à la réduction des niveaux de bruit à bord de la Station spatiale internationale (ISS). Au cours des phases de conception et de pré-vol, le sous-groupe acoustique a établi des limites acoustiques et des exigences de vérification, a fourni des conseils pour sélectionner les charges utiles disponibles les plus silencieuses et a effectué des tests de vérification acoustique avant le lancement. Tout au long des vols spatiaux, le sous-groupe Acoustique a évalué les niveaux sonores en vol de chaque module de l'ISS, qui sont générés par de nombreuses sources de bruit de véhicules et d'expériences scientifiques, afin de garantir le respect de normes acoustiques strictes. L'environnement acoustique de l'ISS a évolué avec l'intégration de nouveaux modules lors de sa construction et l'arrivée de vaisseaux spatiaux supplémentaires. En réponse à ce calendrier opérationnel dynamique, le sous-groupe Acoustique a développé et mis en œuvre avec succès des couvertures acoustiques, des matériaux insonorisants, des écrans antibruit et des isolateurs de vibrations pour réduire les niveaux de bruit. De plus, lorsque les pompes, les ventilateurs et les systèmes de ventilation se dégradent et présentent des niveaux de bruit élevés, le sous-groupe Acoustique a conseillé aux responsables de l'ISS de remplacer ces instruments plus anciens et plus bruyants par des technologies de ventilateurs et de pompes plus silencieuses, réduisant ainsi considérablement les niveaux de bruit ambiant.

Pour protéger tous les membres de l'équipage, la NASA a mis en œuvre des critères de risque de dommages très conservateurs, fondés sur les recommandations de l'Institut national pour la sécurité et la santé au travail et de l'Organisation mondiale de la santé. Le sous-groupe MMOP Acoustics a adapté sa méthodologie de gestion des risques liés au bruit dans cet environnement distinctif en appliquant ou en modifiant des stratégies terrestres de prévention de la perte auditive afin d'établir ces seuils conservateurs. Une stratégie innovante utilisée est l'outil d'estimation de l'exposition au bruit (NEET) de la NASA, qui calcule les expositions au bruit à l'aide d'une méthodologie basée sur des tâches pour déterminer la nécessité de dispositifs de protection auditive (HPD). Les directives d'utilisation du HPD, qu'elles soient obligatoires ou recommandées, sont ensuite documentées dans l'inventaire des risques sonores et mises à la disposition des équipages tout au long de leurs missions. De plus, le sous-groupe Acoustique surveille les dépassements de bruit des engins spatiaux, met en œuvre des contrôles techniques et suggère des dispositifs de protection auditive pour atténuer l'exposition au bruit de l'équipage. En fin de compte, les seuils d'audition sont surveillés en permanence en orbite pendant les missions.

Sur près de 20 ans d'opérations de mission de l'ISS, couvrant environ 175 000 heures de travail, aucun changement persistant du seuil d'audition lié à la mission n'a été observé parmi les membres d'équipage du segment orbital américain (JAXA, CSA, ESA, NASA). En 2020, le sous-groupe MMOP Acoustics a reçu le prix Safe-In-Sound pour l'innovation, reconnaissant leurs efforts collectifs pour atténuer les effets potentiels sur la santé résultant de l'exposition au bruit.

Feu et gaz toxiques

Les incendies à bord ou les fuites de gaz toxiques représentent des dangers potentiels supplémentaires. L'ammoniac, utilisé dans les radiateurs externes de la station, présente un risque de fuite dans les modules sous pression.

Effets globaux sur la santé

Le 12 avril 2019, la NASA a publié les résultats médicaux de l'étude Astronaut Twin. L'astronaute Scott Kelly a effectué une mission d'un an sur l'ISS, tandis que son jumeau identique est resté sur Terre pendant la même durée. Une analyse comparative entre les jumeaux a révélé plusieurs changements persistants, notamment des altérations de l'ADN et des fonctions cognitives.

En novembre 2019, des chercheurs ont révélé que les astronautes de l'ISS présentaient d'importants problèmes de circulation sanguine et de coagulation, sur la base d'une enquête de six mois impliquant 11 astronautes en bonne santé. Selon les chercheurs, ces découvertes pourraient avoir un impact sur les vols spatiaux de longue durée, tels que les missions vers Mars.

Stress

Des preuves substantielles indiquent que les facteurs de stress psychosociaux constituent des obstacles importants au moral et aux performances optimales de l'équipage. Le cosmonaute Valery Ryumin a documenté dans son journal une phase particulièrement difficile à bord de la station spatiale Salyut 6 : "Toutes les conditions nécessaires à un meurtre sont réunies si vous enfermez deux hommes dans une cabine mesurant 18 pieds sur 20 [5,5 m × 6 m] et les laissez ensemble pendant deux mois."

Les premières études de la NASA sur le stress psychologique des voyages spatiaux, qui ont débuté avec ses missions en équipage, ont été relancées lorsque des astronautes américains ont collaboré avec des cosmonautes à bord de la station spatiale russe Mir. Les premières missions américaines citent fréquemment l’examen minutieux du public et l’isolement social comme principaux facteurs de stress. Ces facteurs continuent d'avoir un impact sur les équipages de la Station spatiale internationale (ISS), comme en témoignent des cas tels que le décès de la mère de l'astronaute de la NASA Daniel Tani dans un accident de voiture et l'incapacité de Michael Fincke d'assister à la naissance de son deuxième enfant.

Les recherches sur les vols spatiaux prolongés indiquent que les trois premières semaines constituent une phase critique au cours de laquelle l'attention de l'équipage est affectée négativement par le processus exigeant d'adaptation environnementale. Les missions de la Station spatiale internationale (ISS) durent généralement environ cinq à six mois.

L'environnement de la Station spatiale internationale (ISS) introduit des facteurs de stress supplémentaires, notamment des espaces de vie et de travail confinés partagés par des personnes issues de milieux culturels et linguistiques divers. Alors que les stations spatiales de première génération fonctionnaient avec des équipages monolingues, les générations suivantes, y compris l'ISS, accueillent des équipes multinationales parlant plusieurs langues. Par conséquent, les astronautes doivent maîtriser l'anglais et le russe, la maîtrise d'autres langues étant un avantage.

L'environnement de microgravité induit fréquemment une désorientation parmi les membres d'équipage. Malgré l'absence de « haut » ou de « bas » conventionnel dans l'espace, certains individus éprouvent la sensation d'être inversés. De plus, des problèmes de perception de la distance peuvent survenir, entraînant potentiellement des problèmes tels qu'une désorientation spatiale au sein de la station, une activation incorrecte des interrupteurs ou une mauvaise évaluation de la vitesse des véhicules en approche lors des manœuvres d'amarrage.

Médical

Une exposition prolongée à l'apesanteur induit plusieurs effets physiologiques, notamment une atrophie musculaire, une détérioration du squelette (ostéopénie), une redistribution des fluides, une décélération du système cardiovasculaire, une production réduite d'érythrocytes, des troubles de l'équilibre et un affaiblissement du système immunitaire. Les manifestations mineures comprennent une réduction de la masse corporelle et un œdème du visage.

Les habitudes de sommeil à bord de la Station spatiale internationale (ISS) sont fréquemment perturbées par les exigences opérationnelles, telles que les arrivées ou les départs des vaisseaux spatiaux. Les niveaux sonores ambiants de la station sont intrinsèquement élevés. En raison de l'incapacité de l'atmosphère à thermosiphonner naturellement dans un environnement en microgravité, le fonctionnement continu du ventilateur est essentiel pour faire circuler l'air et éviter la stagnation.

Pour atténuer certains de ces effets physiologiques néfastes, la station est équipée d'équipements d'exercice spécialisés : deux tapis roulants TVIS (y compris l'unité COLBERT), l'appareil d'exercice résistif avancé (ARED) qui facilite divers exercices d'haltérophilie pour développer la masse musculaire sans exacerber la densité osseuse réduite, et un vélo stationnaire. Chaque astronaute a pour mandat de pratiquer au moins deux heures d’exercice quotidien en utilisant cet équipement. Pour utiliser le tapis roulant, les astronautes se fixent avec des élastiques.

La vie à bord

Quartiers d'habitation

La Station spatiale internationale (ISS) offre un environnement de vie et de travail dépassant la taille d'une maison typique de six chambres. Il comprend sept couchettes privées, trois salles de bains, deux salles à manger, un gymnase et une baie vitrée panoramique à 360 degrés.

Des quartiers d'équipage dédiés sont réservés aux résidents de longue durée de la station. Plus précisément, deux sont situés à Zvezda, un à Nauka et quatre à Harmony. Ces cabines individuelles et insonorisées garantissent l'intimité, une ventilation adéquate et les provisions essentielles, notamment un sac de couchage, une lampe de lecture et un espace de rangement personnel. Les couchettes à l'intérieur de Zvezda, tout en comportant une petite fenêtre, offrent une ventilation et une insonorisation comparativement réduites.

Les membres de l'équipage en visite utilisent des sacs de couchage attachés fixés aux surfaces murales disponibles ou à l'intérieur de leur vaisseau spatial respectif. Bien que le sommeil flottant soit possible, il est généralement déconseillé d’éviter d’éventuelles collisions avec des équipements délicats. Une ventilation adéquate est primordiale, car les astronautes courent le risque de privation d'oxygène si le dioxyde de carbone expiré forme une bulle localisée autour de leur tête.

Le système d'éclairage de la station est entièrement réglable, offrant des capacités de gradation, un arrêt complet et des réglages de température de couleur variables pour s'adapter aux diverses activités de l'équipage et optimiser les périodes de repos.

Activités de l'équipage

L'horaire quotidien standard de la Station spatiale internationale (ISS) commence à 06h00, temps universel coordonné (UTC), intégrant le réveil de l'équipage, les protocoles post-sommeil et une inspection préliminaire de la station. Après le petit-déjeuner, l'équipage participe à une conférence de planification quotidienne avec Mission Control, les activités de travail commençant généralement vers 8h10. Les responsabilités du matin comprennent les exercices physiques programmés, l'exécution d'expériences scientifiques, l'entretien de la station et diverses tâches opérationnelles. Après une heure de déjeuner à 13h05, l'équipage poursuit son programme de travail et d'activité physique l'après-midi. Les activités avant le sommeil, telles que le dîner et une conférence finale de l'équipage, commencent à 19h30 et mènent à la période de sommeil désignée qui commence à 21h30.

Les membres de l'équipage effectuent généralement environ 10 heures de travail en semaine et 5 heures le samedi ; le temps restant est réservé à la détente personnelle ou à l'accomplissement de tâches exceptionnelles. Les périodes de loisirs comprennent souvent la poursuite d'intérêts personnels, la communication avec les membres de la famille ou l'observation de la Terre depuis les fenêtres d'observation de la station. L'équipage de la station a également accès à la télévision.

Pendant la période opérationnelle du programme de la navette spatiale, l'équipage de l'ISS a synchronisé son emploi du temps avec le temps écoulé de la mission de l'équipage de la navette, qui constituait un horaire flexible déterminé par la séquence de lancement de la navette.

Pour reproduire les conditions nocturnes, les fenêtres de la station sont obscurcies pendant les intervalles de sommeil programmés, une mesure nécessaire étant donné que l'ISS rencontre 16 levers et couchers de soleil chaque jour en raison de son orbite rapide. vitesse.

Expression culturelle et culture matérielle

Les caractéristiques des individus et des équipages se reflètent notamment dans la décoration intérieure de la station et dans les expressions plus larges, y compris les pratiques religieuses. Cette dimension culturelle a favorisé un échange matériel distinct, en particulier entre la station et la Russie.

La micro-société au sein de la station, ses relations avec des contextes sociétaux plus larges et le développement potentiel de cultures uniques de la station sont des sujets de recherche en cours. Cette enquête englobe divers aspects, allant des expressions artistiques et des modèles d'accumulation de poussière à un examen archéologique des pratiques d'élimination des matériaux sur l'ISS.

Provisions alimentaires

Les provisions alimentaires à bord de la Station spatiale internationale (ISS) sont conservées et emballées dans des emballages spécialisés pour garantir une durée de conservation prolongée, minimiser la production de déchets et prévenir la contamination des systèmes de contrôle environnemental de la station. En raison de la diminution du sens du goût ressenti en microgravité, les repas sont souvent plus assaisonnés que les préparations terrestres. Les membres d’équipage anticipent des missions de réapprovisionnement, qui fournissent des denrées périssables comme des fruits et légumes frais. Pour atténuer le risque que des miettes et des déversements compromettent l'équipement, les aliments sont présentés dans des emballages spécialisés, les condiments liquides sont privilégiés par rapport aux alternatives en poudre et les contenants sont sécurisés à l'aide de fermetures Velcro ou magnétiques. Les boissons sont fournies sous forme de poudre à reconstituer avec de l'eau, tandis que les produits liquides tels que les soupes et les boissons sont consommés dans des sacs en plastique via des pailles. Les aliments solides sont consommés à l'aide d'ustensiles fixés magnétiquement sur les plateaux, et toutes les particules alimentaires délogées doivent être méticuleusement collectées pour éviter l'obstruction des filtres à air et d'autres systèmes critiques de la station.

L'installation de cuisine initiale a été intégrée au Zvezda, comprenant un chauffe-boîte électrorésistif et un distributeur d'eau capable de fournir de l'eau chaude et de l'eau à température ambiante. Une partie importante des repas russes continue d'être conditionnée dans des boîtes de conserve pour une consommation directe, tandis que d'autres provisions sont fournies dans des sachets cornues nécessitant une réhydratation via le distributeur d'eau.

Par la suite, une deuxième cuisine a été intégrée à Unity pour accueillir l'équipage élargi de la station. Cette installation comprend deux chauffe-plats en forme de mallette, un réfrigérateur (installé en 2008) et un distributeur d'eau. La majorité des produits alimentaires du segment orbital américain sont emballés dans des sachets cornues, qui peuvent être réhydratés selon les besoins, puis chauffés ou refroidis à l'aide d'un chauffe-plats ou d'un réfrigérateur, respectivement.

Bien que les équipages se réunissent occasionnellement pour des repas communs dans Unity, en particulier pendant les vacances ou les événements importants, les repas ont plus souvent lieu en petits groupes en raison des horaires individuels variés. Les cosmonautes russes ont également la prérogative de dîner indépendamment à Zvezda, qui abrite le chauffe-boîte. La diversité croissante au sein du corps des astronautes de la NASA et le nombre important d'astronautes internationaux ayant servi sur l'ISS ont conduit à une expansion considérable de la variété des provisions alimentaires disponibles. Des efforts concertés sont entrepris pour proposer des repas adaptés aux origines culturelles et aux préférences individuelles des astronautes, la nourriture étant fréquemment partagée entre les membres de l'équipage.

Les expériences orbitales sur la Station spatiale internationale (ISS) se sont également concentrées sur la culture de produits frais. Ces recherches sont conçues pour améliorer la nutrition des astronautes, offrir des avantages psychologiques et développer des méthodologies avancées d’agriculture spatiale cruciales pour les missions prolongées vers des destinations lunaires et martiennes. Depuis 2023, les cultures cultivées avec succès comprennent trois variétés de laitue, de chou chinois, de moutarde mizuna et de chou frisé rouge russe. Certaines de ces plantes sont récoltées et consommées par l’équipage, tandis que d’autres sont renvoyées sur Terre pour analyse détaillée. Les projets futurs de la NASA impliquent la culture de tomates et de poivrons, avec une extension ultérieure aux baies, aux haricots et à d'autres aliments riches en nutriments. De telles cultures pourraient fournir non seulement un apport nutritionnel amélioré, mais également une protection potentielle contre les radiations spatiales pour les membres d'équipage qui les consomment.

Hygiène personnelle

L'ISS est équipée de trois systèmes de gestion des déchets de conception russe, situés dans les modules Zvezda, Tranquility et Nauka. Dans ces « compartiments à déchets et d'hygiène », les occupants se fixent au siège des toilettes, qui comporte des barres de retenue à ressort pour assurer une étanchéité à l'air. L'activation d'un levier déclenche un ventilateur puissant et ouvre un port d'aspiration à la base de la cuvette des toilettes, permettant à un courant d'air d'évacuer les déchets. Les déchets solides sont collectés dans des sacs individuels, qui sont ensuite placés dans un conteneur en aluminium pour être ensuite transférés vers un vaisseau spatial cargo destiné à une rentrée atmosphérique destructrice. Les déchets liquides sont collectés via un tuyau équipé d'adaptateurs d'entonnoir de forme anatomique, permettant une utilisation par les membres d'équipage masculins et féminins. L'urine est ensuite dirigée vers le système de récupération de l'eau, où elle subit un traitement pour devenir de l'eau potable.

La première mise en place d'installations de douche sur les stations spatiales a eu lieu au début des années 1970, en particulier sur Skylab et Salyut 3. Néanmoins, les membres de l'équipage ont signalé des difficultés avec le processus de douche, ce qui a conduit à sa réduction à une fréquence mensuelle à l'époque de Salyut 6 au début des années 1980. L'ISS, comme les stations russes ultérieures, ne dispose pas de douche ; au lieu de cela, les astronautes maintiennent leur propreté personnelle à l’aide de lingettes humides ou d’un jet d’eau combiné à du savon distribué à partir d’un tube semblable à du dentifrice. Un shampoing sans rinçage et un dentifrice comestible sont également fournis pour préserver les ressources en eau.

Fin de mission

L'ISS a été initialement conçue pour une durée de vie opérationnelle de 15 ans ; cependant, sa mission a été prolongée à plusieurs reprises en raison de son succès démontré et de son soutien continu. Par conséquent, les modules les plus anciens de l'ISS sont désormais en orbite depuis plus de deux décennies.

En 2009, les États-Unis prévoyaient initialement la désorbite de l'ISS pour 2016. Cependant, le 30 septembre 2015, l'accord de sous-traitant principal de Boeing avec la NASA pour l'ISS a été prolongé jusqu'au 30 septembre 2020. Une composante des services de Boeing dans le cadre de ce contrat consistait à étendre le matériel structurel principal de la station au-delà 2020, plus précisément jusqu'à fin 2028. En juillet 2018, le Space Frontier Act de 2018 visait à prolonger les opérations de l'ISS jusqu'en 2030. Cette proposition législative a reçu l'approbation unanime du Sénat mais n'a pas été adoptée par la Chambre des représentants des États-Unis. Par la suite, en septembre 2018, le Leading Human Spaceflight Act a été introduit dans le but de prolonger les opérations de l'ISS jusqu'en 2030, et il a été confirmé en décembre 2018. Le Congrès a ensuite adopté des dispositions similaires dans sa loi CHIPS and Science, qui a été promulguée par le président américain Joe Biden le 9 août 2022.

La NASA a indiqué sa volonté de prolonger les opérations de l'ISS au-delà de 2030 si l'orbite terrestre basse était commerciale. Les fournisseurs de destinations (LEO) s'avèrent insuffisants pour répondre aux exigences de la NASA. En février 2026, lors d'un vote visant à approuver la NASA Reauthorization Act de 2026, les membres du Comité de la Chambre des représentants des États-Unis sur la science, l'espace et la technologie ont présenté un amendement. Cet amendement charge la NASA d'étudier la faisabilité de déplacer l'ISS vers un port orbital sécurisé après sa fin de vie, la préservant ainsi pour une réutilisation potentielle comme alternative à une rentrée atmosphérique destructrice. L'amendement a été soumis par George T. Whitesides avec le soutien bipartisan de Nick Begich III, Brian Babin et Don Beyer.

Un plan de janvier 2026 prévoit que la station Axiom, tout en fonctionnant comme un segment de l'ISS, incorporerait et utiliserait du matériel scientifique établi et le Canadarm2 de l'ISS.

Parallèlement, la Russie a déclaré son intention de se retirer du programme de l'ISS après 2025. Néanmoins, les modules russes devraient fournir des capacités de maintien en position orbitale jusqu'en 2028. Les recommandations de la Commission mixte américano-russe ont identifié les propulseurs de l'ISS. Segment ISS comme sauvegarde pour les procédures de désorbitation. Fin 2025, la Russie, confrontée à des contraintes budgétaires, a reconsidéré ses projets de future station spatiale pour inclure à nouveau des modules de l'ISS.

Considérations sur la fin de la mission

La fiabilité opérationnelle de la station a considérablement diminué en raison de sa durée de vie prolongée, qui a dépassé ses spécifications de conception initiales. Les astronautes consacrent désormais environ la moitié de leur temps opérationnel à la maintenance de la station, tandis que des problèmes récurrents tels que les fuites d'air et la prolifération de moisissures suscitent progressivement des inquiétudes quant à la sécurité de la station. En outre, le financement substantiel requis pour le maintien de la station a incité à suggérer une réaffectation de ces ressources, bien que des arguments en faveur de sa préservation en tant qu'institution ou monument historique aient également été avancés.

Une station non entretenue présenterait des risques considérables, notamment la génération de débris spatiaux et des risques de rentrée atmosphérique incontrôlés. En vertu des dispositions du Traité sur l'espace extra-atmosphérique, les parties signataires assument la responsabilité juridique de tous les engins spatiaux et modules qu'ils déploient.

Scénarios post-mission

Au départ, la NASA a évalué plusieurs dispositions potentielles pour la station après la conclusion de sa mission opérationnelle : permettre une décroissance orbitale naturelle conduisant à une rentrée atmosphérique aléatoire (similaire au précédent Skylab), élever la station sur une orbite plus élevée pour retarder la rentrée, ou exécuter une manœuvre de désorbite contrôlée visant une région océanique éloignée désignée.

Stratégies de désorbitement

La NASA a conclu qu'une rentrée incontrôlée présentait un risque inacceptable de génération de débris spatiaux dangereux susceptibles d'avoir un impact sur des zones peuplées ou des propriétés ; en outre, redynamiser la station a été jugé à la fois économiquement prohibitif et potentiellement dangereux.

Avant 2010, les plans initiaux impliquaient l'utilisation d'un vaisseau spatial Progress peu modifié pour la manœuvre de désorbite de l'ISS. Néanmoins, la NASA a par la suite déterminé que le véhicule Progress serait insuffisant à cet effet et a opté à la place pour un vaisseau spatial spécialement conçu.

En janvier 2022, la NASA a officiellement annoncé la date cible de janvier 2031 pour la désorbite de l'ISS. Cette opération utilisera le « véhicule de désorbitation américain » pour guider tous les composants restants vers une zone isolée désignée de l'océan Pacifique Sud, familièrement connue sous le nom de cimetière des vaisseaux spatiaux. Le lancement du véhicule de désorbitation est prévu pour 2030, avec un amarrage prévu au port avancé Harmony. Elle restera attachée et inactive pendant environ un an tandis que l'orbite de la station descendra naturellement jusqu'à 220 km (140 mi). Par la suite, le vaisseau spatial exécutera un ou plusieurs brûlages d'orientation pour réduire son périgée à 150 km (93 mi), aboutissant à un brûlage final de désorbitation.

La NASA a initié la planification d'un véhicule de désorbitation dédié en raison des inquiétudes concernant un éventuel retrait brutal de la Russie du partenariat avec l'ISS, ce qui laisserait aux autres pays participants des options limitées pour une rentrée contrôlée. En juin 2024, SpaceX a remporté un contrat, potentiellement évalué à 843 millions de dollars, pour développer le véhicule américain Deorbit. Ce véhicule spécialisé intégrera un vaisseau spatial Cargo Dragon existant avec un module de coffre considérablement étendu. Ce module comportera 46 propulseurs Draco, une augmentation significative par rapport aux 16 standards, et transportera 30 000 kg (66 000 lb) de propulseur, soit près de six fois la capacité typique. La NASA continue de rechercher le financement nécessaire pour les phases de construction, de lancement et d'exploitation de ce véhicule de désorbite.

Le 20 février 2025, Elon Musk, PDG de SpaceX et conseiller principal du président Trump, a publiquement proposé via un tweet que la Station spatiale internationale devrait être désorbitée « dans deux ans ». Musk a exprimé sa conviction que la station a « rempli son objectif » et offre désormais « très peu d’utilité supplémentaire ». Malgré cette suggestion, aucune décision présidentielle officielle n'a été prise pour accélérer le calendrier de désorbitation.

Initiatives programmatiques ultérieures

L'initiative qui succède à la NASA est le programme Commercial LEO Destinations, conçu pour faciliter le développement et la maintenance de stations spatiales privées par des entités commerciales, la NASA agissant en tant que client fournissant un accès à partir de 2028. Parallèlement, l'Agence spatiale européenne (ESA) explore de nouvelles stations spatiales privées pour offrir des services orbitaux et potentiellement récupérer des matériaux de l'ISS. La station Axiom devrait commencer ses opérations en tant que module unique temporairement intégré à l'ISS en 2027. En outre, des propositions au sein du secteur spatial commercial suggèrent que l'ISS pourrait passer à des opérations commerciales après la retraite du gouvernement, y compris sa conversion potentielle en hôtel spatial.

La Russie avait auparavant prévu d'utiliser son segment orbital pour le développement de sa station OPSEK suite au déclassement de l'ISS. Les modules envisagés pour un transfert depuis l'ISS existante comprenaient le module de laboratoire polyvalent (Nauka ; MLM), qui a été lancé en juillet 2021, ainsi que d'autres nouveaux modules russes devant être rattachés à Nauka. Il était prévu que ces modules récemment déployés restent opérationnels jusqu'en 2024. De plus, fin 2011, le concept de plate-forme d'exploration de passerelle suggérait de réutiliser le matériel USOS résiduel et Zvezda 2 pour établir une station de ravitaillement et de service à un point de Lagrange Terre-Lune. Néanmoins, l'USOS complet n'a pas été conçu pour un démontage modulaire et est destiné à être éliminé.

En 2022, plusieurs sociétés, dont CisLunar, ont proposé d'exploiter l'ISS comme plate-forme fondamentale pour faire progresser les capacités de récupération orbitale. Leurs propositions impliquent soit de réutiliser les composants de la station existants, soit, au minimum, d'utiliser les débris spatiaux comme source de matières premières ou de carburant, évitant ainsi leur rentrée incontrôlée et leur élimination océanique.

En juillet 2024, la NASA a signalé qu'aucune proposition réalisable pour la réutilisation de l'ISS, ou de l'un de ses éléments constitutifs, n'avait été soumise.

Coût

La Station spatiale internationale (ISS) a été caractérisée comme l'artefact singulier le plus coûteux jamais fabriqué. En 2010, ses dépenses cumulées atteignaient 150 milliards de dollars. Ce chiffre comprend l'allocation de 58,7 milliards de dollars de la NASA (l'équivalent de 89,73 milliards de dollars en monnaie de 2021) pour la station entre 1985 et 2015, les 12 milliards de dollars de la Russie, les 5 milliards de dollars de l'Europe, les 5 milliards de dollars du Japon et les 2 milliards de dollars du Canada. De plus, cela comprend les dépenses de 36 missions de la navette spatiale dédiées à l'assemblage de la station, chacune estimée à 1,4 milliard de dollars, pour un total de 50,4 milliards de dollars. Sur la base d'une estimation de 20 000 jours-personnes d'utilisation opérationnelle de 2000 à 2015 par des équipages allant de deux à six personnes, le coût par jour-personne a été calculé à 7,5 millions de dollars. Ce montant représente moins de la moitié du coût ajusté à l'inflation de Skylab de 19,6 millions de dollars (5,5 millions de dollars avant inflation) par personne-jour.

Représentation culturelle

L'ISS est devenue un emblème mondial de la réussite humaine, mettant spécifiquement en valeur la collaboration internationale et les efforts scientifiques. Cela signifie une ère caractérisée par des stratégies internationales coopératives, contrastant avec un avenir potentiel d'exploration interplanétaire commercialisée et militarisée.

Film

Au-delà d'une multitude de documentaires, dont les productions IMAX Space Station 3D (2002) et A Beautiful Planet (2016), et d'œuvres cinématographiques telles que Apogee of Fear (2012) et Yolki 5 (2016), l'ISS a également servi de thème central dans les longs métrages. Des exemples notables incluent The Day After Tomorrow (2004), Love (2011), Gravity (2013) où il apparaît aux côtés de la station chinoise Tiangong 1, Life (2017) et I.S.S. (2023).

En 2022, le film The Challenge (Doctor's House Call) a été produit à bord de l'ISS, se distinguant en tant que premier long métrage où les acteurs professionnels et le réalisateur ont collaboré dans un environnement spatial.

Littérature

Le roman de Neal Stephenson de 2015, Seveneves, situe principalement ses deux premières sections sur l'ISS. La station est représentée en grande partie conformément à sa configuration du monde réel au moment de la rédaction du roman, avec l'ajout fictif notable d'un astéroïde capturé important apposé sur sa structure.

Le roman de 2023 Orbital, écrit par l'écrivaine anglaise Samantha Harvey, se déroule à bord de l'ISS et a reçu le Booker Prize 2024.

Le recueil de nouvelles 2024 de Ceridwen Dovey, Only the Astronauts présente la Station spatiale internationale parmi ses récits, chacun étant raconté du point de vue d'un objet inanimé dans l'espace.

Jeux vidéo

Dans le jeu vidéo Call of Duty : Modern Warfare 2, l'ISS est représentée comme étant détruite lors de la mission "Second Sun". Cet événement se produit lorsque le personnage du capitaine Price déploie un missile balistique intercontinental (ICBM) dans l'atmosphère terrestre, générant une onde de choc qui efface la station.

Dans Far Cry New Dawn, l'ISS apparaît comme un site d'expédition, descendu sur Terre à la suite d'un conflit nucléaire.

• A Beautiful Planet (2016) – Film documentaire IMAX montrant des scènes de la Terre, ainsi que la vie des astronautes à bord de l'ISS
• Liste des accidents et incidents impliquant la Station spatiale internationale
• Liste des vols spatiaux habités vers la Station spatiale internationale
• Liste des expéditions vers la Station spatiale internationale
• Liste des visiteurs de la Station spatiale internationale
• Liste des stations spatiales
• Une liste complète des vaisseaux spatiaux déployés depuis la Station spatiale internationale.
• Les dimensions politiques de l'exploration et de la gouvernance de l'espace.
• La pratique de la diplomatie scientifique.
• Space Station 3D (2002), un film documentaire canadien.

Remarques

Références

Attributions

Cet article intègre du contenu du domaine public provenant des sites Web et documents officiels de la National Aeronautics and Space Administration.
De plus, cet article intègre du matériel du domaine public provenant de Building ISS, une publication de la National Archives and Records Administration.Guide de référence de la Station spatiale internationale (PDF) (édition Utilisation). NASA. Septembre 2015. NP-2015-05-022-JSC. Archivé (PDF) de la source originale le 4 mai 2021. Récupéré le 11 janvier 2018.

• Guide de référence de la Station spatiale internationale (PDF) (Utilisation éd.). NASA. Septembre 2015. NP-2015-05-022-JSC. Archivé (PDF) de l'original le 4 mai 2021. Consulté le 11 janvier 2018.Guide de référence de la Station spatiale internationale (PDF) (édition Assembly Complete). NASA. 2010. ISBN 978-0-16-086517-6. NP-2010-09-682-HQ. Archivé (PDF) de la source originale le 3 mai 2021. Consulté le 9 janvier 2018.Ruttley, Tara M. ; Robinson, Julie A. ; Gerstenmaier, William H. (2017). "La Station spatiale internationale : collaboration, utilisation et commercialisation." Social Science Quarterly. 98 (4) : 1160–1174. est ce que je:10.1111/ssqu.12469. ISSN 0038-4941.
  • Site officiel

  Sites Web de l'agence ISS

  •  Agence spatiale européenne Archivé le 13 mai 2020 sur la Wayback Machine
  •  Centre aérospatial allemand. Archivé le 7 novembre 2020 sur la Wayback Machine.
  •  Agence japonaise d'exploration aérospatiale Archivée le 20 juillet 2011 sur la Wayback Machine
  •  Agence spatiale fédérale russe. Archivé le 27 juin 2021 sur la Wayback Machine.
  • Recherche

  Recherche

  • NASA : Station Science Archivé le 16 août 2018 sur la Wayback Machine
  • RSC Energia : recherche scientifique sur le segment russe de l'ISS. Archivé le 11 janvier 2018 sur la Wayback Machine.

  Visualisation en direct

  • Webcams HD ISS en direct archivées le 29 décembre 2016 sur la Wayback Machine par NASA HDEV sur uStream.tv
  • Position orbitale complète archivée le 12 octobre 2022 sur la Wayback Machine sur KarhuKoti.com
  • Suivi et position en temps réel Archivé le 17 août 2021 sur la Wayback Machine sur uphere.space

  Multimédia

  • Tournée de l'ISS avec Sunita Williams Archivée le 14 août 2021 à la Wayback Machine par la NASA (sur YouTube)
  • L'avenir de l'espoir, documentaire du module Kibō Archivé le 18 août 2021 à la Wayback Machine par JAXA (sur YouTube)
  • Orbite : non coupée Archivé le 18 août 2021 sur la Wayback Machine
  • Nocturne – La Terre la nuit Archivé le 19 août 2021 sur la Wayback Machine
  • Earthbound Archivé le 18 août 2021 sur la Wayback Machine
  • La Perle, archivée le 10 mars 2022 sur la Wayback Machine.
• Documentation d'un contact radioamateur avec la Station spatiale internationale (ISS) impliquant le Harrogate Ladies College en 2002, archivée le 17 octobre 2023 à la Wayback Machine.
• "ISS in Real Time" est un portail numérique interactif présentant 25 ans de communications, d'enregistrements photographiques et de contenu vidéo provenant de la Station spatiale internationale.