Kibo (module de l'ISS)

Kibō (きぼう, littéralement « Espoir » )  , également connu sous le nom de module expérimental japonais ( JEM), est un module scientifique japonais pour la Station spatiale internationale (ISS) développé par la JAXA . Il s'agit du plus grand module unique de l'ISS, et il est rattaché au module Harmony . Les deux premiers éléments du module ont été lancés lorsdes missions de la navette spatiale STS-123 et STS-124 . Les troisième et dernier composants ont été lancés lors de la mission STS-127 .

Dans sa configuration initiale, Kibō était composé de six éléments principaux :

• Module pressurisé (PM)
• Installation exposée (EE)
• Section pressurisée du module logistique expérimental (ELM-PS)
• Section exposée du module logistique expérimental (ELM-ES)
• Système de télémanipulation du module expérimental japonais (JEMRMS)
• Système de communication interorbitale (ICS)

Le module pressurisé (PM) est le composant central relié à la trappe de port d' Harmony . Il est de forme cylindrique et contient vingt-trois racks de charge utile standard internationaux (ISPR), dont dix sont dédiés aux expériences scientifiques tandis que les treize autres sont dédiés aux systèmes et au stockage de Kibō . Les racks sont placés dans un format 6-6-6-5 le long des quatre murs du module. L'extrémité du PM comporte un sas et deux trappes de fenêtre. L'installation exposée, le module logistique d'expérimentation et le système de télémanipulation sont tous reliés au PM. C'est le lieu de nombreuses conférences de presse qui ont lieu à bord de la station.

L'installation exposée (EF), également appelée « terrasse », est située à l'extérieur du cône de port du PM (qui est équipé d'un sas). L'EF dispose de douze ports d'unité d'installation exposée (EFU) qui se connectent aux connecteurs d'unité d'interface de charge utile (PIU) sur les unités d'échange d'équipements EF (EF-EEU). Toutes les charges utiles expérimentales sont entièrement exposées à l'environnement spatial. Pour le bon fonctionnement de ces expériences, la charge utile nécessite une unité de remplacement orbitale (ORU), composée du système d'alimentation électrique (EPS), des communications et du suivi (CT) et du système de contrôle thermique (TCS). Sur les douze ORU, huit sont remplaçables par le JEMRMS tandis que les quatre autres sont remplaçables lors des EVA .

Le module de logistique expérimentale (ELM) comprend deux sections :

• La section pressurisée (ELM-PS), également appelée JLP (Japanese Logistics Pressurized), est un ajout pressurisé au PM. Elle est utilisée comme installation de stockage, offrant un espace de stockage pour les charges utiles d'expérimentation, les échantillons et les pièces de rechange.
• La section non pressurisée (externe) (ELM-ES) sert de module de stockage et de transport. Elle a été utilisée pour transférer des expériences externes avec la navette spatiale . Elle n'est plus utilisée après la mise hors service de la navette.

Le système de télémanipulation JEM (JEMRMS) est un bras robotisé de 10 m (33 pieds), monté sur le cône de port du PM. Il est utilisé pour l'entretien de l'EF et pour déplacer l'équipement vers et depuis l'ELM. La console de commande JEMRMS a été lancée à l'intérieur de l'ELM-PS, et le bras principal a été lancé avec le PM. Le petit bras fin, qui mesure 2 m (6 pieds 7 pouces) de long et se fixe à l'effecteur terminal du bras principal, a été lancé à bord du HTV-1 lors du vol inaugural du vaisseau spatial HTV . Une fois le HTV amarré, le petit bras fin a été assemblé par l'équipage et déployé à l'extérieur du sas pour le tester. Le JEMRMS a saisi le bras et l'a déplié pour fléchir les articulations avant de le ranger sur l'EF. L'extrémité libre du JEMRMS peut utiliser le même type de fixations de grappin que le Canadarm2 utilise.

Le système de communication interorbitale (ICS) se compose d'un rack de module de communication dans le module pressurisé (ICS-PM) et du module d'antenne à fixer sur l'installation exposée (ICS-EF). Il a été utilisé pour communiquer avec la station au sol via le satellite de démonstration de technologie de communication DRTS « Kodama » de la JAXA Après le déclassement du DRTS en août 2017, Kibō s'appuie sur la communication en bande Ku de l'ISS via le TDRSS de la NASA . L'ICS-EF a été éliminé par larguage en orbite en février 2020 et est rentré dans l'atmosphère le 17 mars 2023 au-dessus de Sacramento, en Californie.

La NASA a lancé le complexe JEM en trois vols à l'aide de la navette spatiale . La navette était dotée d'une grande soute à bagages qui transportait les modules en orbite avec l'équipage. Cela contraste avec les modules russes, qui sont lancés en orbite sur des fusées Proton à plusieurs étages , puis se rendent à la station et s'y amarrent automatiquement.

Le 12 mars 2007, le module logistique expérimental-section pressurisée (ELM-PS), le laboratoire principal, est arrivé au Centre spatial Kennedy (KSC) en provenance du Japon . Il a été stocké dans l' installation de traitement de la station spatiale (SSPF) jusqu'à son lancement en orbite à bord d'Endeavour le 11 mars 2008 dans le cadre de la mission STS-123 .

Le 30 mai 2003, le module pressurisé (PM) est arrivé au KSC en provenance du Japon. Il a été stocké au SSPF jusqu'à son lancement en orbite à bord de Discovery le 31 mai 2008 dans le cadre de la mission STS-124 . Le 3 juin 2008, le PM a été attaché au module Harmony . Au début, l'ELM-PS, la petite soute à bagages, a été connectée à un emplacement temporaire sur Harmony et plus tard, le 6 juin 2008, a été déplacé vers son emplacement d'amarrage final au sommet (zénith) du laboratoire principal.

L' installation exposée (EF) et le module logistique expérimental-section externe (ELM-ES) sont arrivés au KSC le 24 septembre 2008. Les deux éléments ont été lancés sur Endeavour le 15 juillet 2009 dans le cadre de la mission STS-127 . L'ELM-ES a été ramené sur Terre à la fin de la mission. L'assemblage de l'EF a été achevé lors de la cinquième sortie dans l'espace de la mission.

Kibō est le plus grand module unique de l'ISS :

• Module pressurisé
  • Longueur : 11,19 mètres (36,7 pieds)
  • Diamètre : 4,39 mètres (14,4 pieds)
  • Masse : 15 900 kilogrammes (35 100 lb)
  • Date de lancement : 31 mai 2008
• Module logistique expérimental - Section pressurisée
  • Longueur : 4,21 mètres (13,8 pieds)
  • Diamètre : 4,39 mètres (14,4 pieds)
  • Masse : 8 386 kilogrammes (18 488 lb)
  • Date de lancement : 11 mars 2008

• Installation exposée
  • Longueur : 4 mètres (13 pieds)
  • Diamètre : 5,6 mètres (18 pieds)
  • Hauteur : 5 mètres (16 pieds)
  • Masse : 4 000,685 kilogrammes (8 820,00 lb)
  • Date de lancement : 15 juillet 2009

• Bras robotisé
  • Bras principal (MA)
    • Longueur : 10 mètres (33 pieds)
    • Masse : 780 kilogrammes (1 720 lb)
    • Capacité de manutention : Max. 7000|kg (taille de la charge utile : 1,85 mx 1,0 mx 0,8 m / poids : moins de 500 kg)
  • Arme fine de petite taille (SFA)
    • Longueur : 2,2 mètres (7 pieds 3 pouces)
    • Masse : 190 kilogrammes (420 lb)
    • Capacité de manutention : max. 80 kg avec mode de contrôle de conformité, max. 300 kg sans mode de contrôle de conformité (taille ORU : 0,62 x 0,42 x 0,41 m / poids : 80 kg max)

Le module et tous ses accessoires intégrés ont été fabriqués au Centre spatial de Tsukuba au Japon. Il est composé d'acier inoxydable, de titane et d'aluminium.

Source :

• MAXI – Astronomie des rayons X de 0,5 à 30 keV . Emplacement d'installation exposé 1.
• Charge utile STP Houston 8 - COWVR et TEMPEST Lancé sur SpaceX CRS-24 en 2021. Le port d'installation exposé 2 contenait à l'origine CREAM qui a été déplacé vers l'emplacement 13 sur le toit et rangé en hibernation.
• OCO-3 – Surveillance du dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre à l'aide d'un vol de réserve d' OCO-2 . Déplacé vers l'emplacement 3 et placé en hibernation.
• NREP – Plateforme externe Nanoracks, à l'emplacement 4.
• i-SEEP – Petite plate-forme expérimentale exposée remplaçable par IVA (JAXA). Montée sur l'emplacement d'installation exposée 5. Il s'agit d'une plate-forme destinée à prendre en charge des charges utiles de petite à moyenne taille (moins de 200 kg). Les expériences sur la plate-forme i-SEEP sont HDTV-EF2 (depuis 2017), GPSR/Wheel, SOLISS (depuis 2019, retirée en 2023 et rangée) et SeCRETS.
• GEDI – Enquête sur la dynamique des écosystèmes mondiaux à bord de l'ISS. L'emplacement 6 de l'installation exposée est en hibernation jusqu'à ce que le STP-H8 soit retiré et que le MOLI soit installé. Le port a initialement hébergé l'ICS-EF et temporairement CREAM jusqu'à ce qu'il soit déplacé vers l'emplacement 13 sur le toit du module logistique et placé en hibernation.
• STP-H9 - SWELL (Space Wireless Energy Laser Link), une charge utile de test pour les communications laser , une suite d' OPALS , un analyseur électrostatique de propulsion électrique , un dispositif de test qui démontrera la relance à l'aide de la propulsion ionique , un instrument de détection de rayonnement neutronique du NRL, une expérience de protection ionique à tension variable du NRL, ECLIPSE (expérience de caractérisation de l'ionosphère inférieure et de la production de Sporadic-E), Glowbug , un détecteur de rayons cosmiques construit en collaboration avec la NASA, une expérience qui étudiera les rayons cosmiques pendant deux ans, SpaceCube Edge Node Intelligent Collaboration , une expérience construite par NASA Goddard qui étudiera les micropuces et l'intelligence artificielle exposées au vide spatial, et SOHIP , un imageur hyperspectral construit par Livermore Labs qui étudiera l'atmosphère pendant deux ans. Le port de l'emplacement 7 de l'installation exposée abritait à l'origine HREP et GEDI qui a été déplacé vers l'emplacement 6 et placé en hibernation.
• HISUI – Suite d'imagerie hyperspectrale ( METI ) en remplacement de HREP qui a terminé sa mission en 2017. Le port Exposed Facility Slot 8 abritait à l'origine MCE .
• CALET – Télescope électronique calorimétrique (JAXA), observation des rayons cosmiques de haute énergie. Lancé à bord de Kounotori 5 (HTV-5). Masse : 2500 kg. Le port de l'emplacement 9 de l'installation exposée abritait à l'origine SEDA-AP .
• ECOSTRESS – Expérience de radiomètre thermique spatial sur l'écosystème de la station spatiale. Le port de l'emplacement d'installation exposé 10 abritait à l'origine l'ELM-ES et la palette de transfert HTV.
• i-SEEP2 - Plateforme expérimentale exposée de petite taille remplaçable par IVA 2 Emplacement d'installation exposée 11.
• CREAM – Expérience sur l'énergétique et la masse des rayons cosmiques. Lancé sur SpaceX CRS-12 en 2017. Initialement dans l'emplacement 2 de l'installation exposée. Déplacé vers l'emplacement 7 en 2021 et de retour vers l'emplacement 2 en 2023 pour faire de la place pour STP Houston 9. L'emplacement 13 du module logistique est en hibernation jusqu'à ce que STP-H9 soit retiré, puis il reviendra à l'emplacement 2.
• ExHAM 1 et 2 – Mécanisme de fixation de main courante pour installation externe (JAXA). Monté sur le pont sur des mains courantes à l'avant et à l'arrière à côté des emplacements 7 et 10.

Désorbité avec Kounotori 5 (HTV-5) :

• SMILES – Observe et surveille les lignes d’émission d’ondes submillimétriques très faibles des traces de molécules de gaz dans la stratosphère.
• MCE – Équipements Multi-Missions Consolidés (NASA).

Désorbité avec SpaceX CRS-15 :

• HREP – Charge utile expérimentale de l'imageur hyperspectral pour l'océan côtier (HICO) et du système de détection atmosphérique et ionosphérique à distance (RAIDS).

Désorbité avec SpaceX CRS-17 :

• CATS – Cloud-Aerosol Transport System (LiDAR, NASA). Initialement détenu dans l'emplacement 5, sera remplacé par MOLI .

Largué en orbite par le bras robotique de l'ISS :

• SEDA-AP – Équipement d'acquisition de données sur l'environnement spatial - Charge utile intégrée. Mesure les neutrons, le plasma, les ions lourds et les particules lumineuses à haute énergie sur l'orbite de la station.
• ICS-EF – Inter-orbit Communication System-Exposed Facility, système de communication japonais. Initialement situé dans l'emplacement Exposed Facility 7.
• ILLUMA-T – Charge utile de communication laser. À l'origine, le port Slot 3 de l'installation Exposed abritait SMILES et OCO 3. [

Japonais:

• RYUTAI Rack流体(りゅうたい, ryūtai , fluide) – Installation d'expérimentation en physique des fluides (FPEF), Installation d'observation de la cristallisation des solutions (SCOF), Installation de recherche sur la cristallisation des protéines (PCRF), Unité de traitement d'images (IPU)
• SAIBO Rack細胞(さいぼう, saibō , cellule) – Installation d'expérimentation de biologie cellulaire (CBEF), Clean Bench (CB)
• KOBAIRO Rack勾配炉(こうばいろ, kōbairo ) – Four de chauffage à gradient (GHF)
• MPSR-1 – Rack polyvalent pour petites charges utiles-1
• MPSR-2 – Rack de petites charges utiles polyvalent 2, abritant un four à lévitation électrostatique (ELF)

Américain:

• EXPRESS Rack 4 – Contrôleur de température des échantillons de biotechnologie (BSTC), module d'alimentation en gaz (GSM), système de mesure d'accélération spatiale II (SAMS-II), contrôleur de température des échantillons de biotechnologie (BSTC), Nanoracks NanoLab
• EXPRESS Rack 5
• MELFI-1 – deux grilles de congélation à −80°
• Boîte à gants pour les sciences de la vie (LSG)
• Mochii – Laboratoire national de microscopie électronique à balayage spectroscopique (MEB)

• MOLI – Lidar et imageur d'observation multi-empreintes (JAXA) (externe)
• JEM-EUSO (interne)

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  Module sous pression
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  Module logistique expérimental - Section pressurisée
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  Installation exposée
• 
  Module de logistique expérimentale - Section exposée
• 
  Système de télémanipulation