Common Berthing Mechanism

LeCommon Berthing Mechanism(ou CBM) est un système d'amarrage utilisé pour connecter entre eux les modules dusegment américainde laStation spatiale internationale. On le trouve également sur certains vaisseaux chargés de ravitailler la Station spatiale comme le vaisseau cargo japonaisHTVet les vaisseaux de ravitaillementCygnusetDragon.
Le CBM est mis au point pour la Station spatiale internationale. C'est un système d'amarrage dissymétrique : la partie active (Active Common Berthing MechanismouACBM) est constituée par un anneau d'amarrage sur lequel se situent 4 crochets qui assurent un premier assemblage et 16 boulons qui rigidifient l'ensemble. La partie passive (Passive Common Berthing MechanismouPCBM) reçoit les mécanismes d'accrochage. Les boulons sont flottants pour prendre en compte des écarts d'alignement et de dilatation. Sur la tranche de l'anneau d'amarrage qui doit être, après assemblage, jointive avec son homologue de l'autre module, un triple joint assure l'étanchéité de la liaison.
Au milieu et en retrait de l'anneau d'amarrage se trouve une ouverture, fermée par une écoutille qui a une forme carrée de 127cmde côté : cette taille particulièrement généreuse permet de faire passer lesarmoires ISPRqui sont les plus gros équipements amovibles qui équipent la Station. L'ensemble du système est équipé de manière à permettre la mise en place rapide de plusieurs liaisons électriques, de télécommunications et informatiques ainsi que de canalisations porteuses de fluides. Contrairement aux systèmes d'amarrages existants, ces liaisons ne sont pas situées sur la tranche de l'anneau d'amarrage mais sur la périphérie de l'écoutille et doivent donc être mises en place manuellement. La taille des écoutilles constitue un atout essentiel pour la maintenance du segment américain de la Station. Le maintien de l'étanchéité a constitué un défi technique à la conception, car compte tenu de sa forme carrée et de sa taille, il s'exerce une poussée de 20 tonnes non uniforme sur l'écoutille, lorsque l'ouverture n'est pas occupée.
Le système d'amarrage CBM permet de disposer d'une ouverture de grande taille mais a une structure lourde et encombrante. Il est incompatible avec les autres systèmes d'amarrage existants qui sont tous beaucoup plus légers et occupent beaucoup moins d'espace : lesystème d'amarrage sonde-cônerusse, lesystème d'amarrage périphérique androgyneutilisé par la navette spatiale américaine et leNASA Docking Systemsystème d'amarrage mis au point pour les futurs vaisseaux spatiaux américains. Pour que la navette spatiale américaine puisse s'amarrer à la Station spatiale, lemodule d'accouplement pressuriséest mis au point : il s'agit d'un tunnel coudé dont une extrémité dispose d'un système d'amarrage CBM et l'autre un système d'amarrage périphérique androgyne.
L'accouplement de deux modules équipés d'un système d'amarrage CBM est éventuellement préparé par unesortie extravéhiculairepuis l'assemblage est effectué au moyen des bras robotisés de la Station (Canadarm 2) ou de lanavette spatiale(Canadarm), enfin l'assemblage est achevé par une sortie extravéhiculaire qui permet la mise en place des liaisons entre les deux modules situées à l'extérieur.
Le module à assembler est rapproché de la Station spatiale à l'aide d'un des bras robotisés. Avant le début de l'accouplement les quatre pétales qui protègent l'anneau d'amarrage de la Station sont placés en position ouverte. Lorsque les deux modules assemblés ne sont plus qu'à quelques centimètres l'un de l'autre, quatre guides d'amarrage fixés sur le CBM actif et huit guides situés le CBM passif interagissent de manière à faire coïncider parfaitement les deux anneaux d'amarrage. Une fois que les anneaux d'amarrage sont joints, quatre crochets solidarisent l'ensemble. Ensuite les 16 vis situés de manière équidistante sur le pourtour de l'anneau d'amarrage sont serrées par un dispositif intégré de manière progressive pour prendre en compte les phénomènes de dilatation dus aux différences de température initiales des surfaces en contact. La force de serrage est portée à 9 tonnes de manière progressive sur une période de 12 heures. Les circuits de régulation thermique externes des deux modules, dans lesquels circulent de l'ammoniac, sont raccordés. D'autres travaux à l'extérieur sont parfois nécessaires : déplacement d'une caméra ou d'un revêtement externe. À l'intérieur des modules pressurisés, les liaisons électriques, informatiques et les canalisations de fluides entre les deux modules sont raccordés. Une protection est installée sur le pourtour du passage situé entre les écoutilles des deux modules car l'anneau d'amarrage déborde largement l'écoutille.
Les modules de la Station spatiale qui utilisent le CBM, ont des configurations variables :
Ce système d'amarrage est également utilisé par le vaisseau cargo japonaisHTVet lemodule logistique multi-usagesde la navette spatiale américaine qui permet de transporter du fret dans une soute pressurisée, ainsi que les vaisseaux de ravitaillementCygnusetDragon. Par contre le vaisseau Orion utilise le systèmeNASA Docking System.