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Le Canadarm

La technologie qui sous-tend le Canadarm ne pourrait exister sans la force des talents canadiens dans le domaine des sciences. Applaudissons chaleureusement tous nos concepteurs, nos scientifiques et nos astronautes! Voyons ensemble l’histoire et la technologie qu’il y a derrière ces articulations bien huilées.

Qu’est-ce que c’est?

Le Canadarm est un bras robotique de 16,9 m de longueur, articulé comme un bras humain mais qui fonctionne avec des câbles et des moteurs. Ses nerfs : des fils de cuivre. Ses os : des tubes renforcés de fibres de graphite. Ses muscles : des moteurs électriques. Un ordinateur, son « cerveau », sert à le diriger et à fournir à l’astronaute des indications pour la manipulation.

Comment ça marche?

Observe ton bras : il est constitué de plusieurs pièces qui fonctionnent ensemble. Ta main est reliée à ton poignet, ton poignet et ton coude sont séparés par l’avant-bras, ton coude et ton épaule par l'arrière-bras et tout cela est recouvert par la peau.

Regarde maintenant le Canadarm. Il n’a pas de main, mais un « effecteur » qui fonctionne un peu comme ta main. Quand tu veux attraper un objet, tu l’enveloppes de tes doigts et tu serres. L’effecteur n’a pas de doigts, mais une espèce de boucle métallique qu’il peut resserrer sur les objets qu’il doit saisir.

Le Canadarm a trois articulations : une épaule, un coude et un poignet. L’épaule peut faire deux mouvements différents, mais le coude ne pivote que dans une direction. Le poignet peut bouger sur trois axes. Les articulations ont été améliorées pour pouvoir déplacer plus de 120 000 kg – la masse de la navette! Les articulations sont séparées par des mâts formant un avant-bras et un arrière-bras.

Tous les « os et jointures » sont recouverts d’une sorte de « peau » qui est en fait une couverture isolante blanche, taillée sur mesure. Cette couverture protège le bras des températures excessives de façon qu’il n’ait pas trop chaud quand il est en plein soleil ou trop froid quand il est à l’ombre de la Terre.

Les astronautes disposent d’une commande à deux mains pour contrôler les mouvements du bras robotique. Les articulations peuvent fonctionner sur commande soit ensemble, soit individuellement. Une poignée à mouvement de translation commande les déplacements du bras à droite, à gauche, vers le haut, vers le bas, vers l’avant et vers l’arrière, tandis qu’une poignée à mouvement rotatif commande les articulations. Les caméras et les lumières fixées sur le bras et dans la soute de la navette servent à transmettre des images pour que les astronautes puissent contrôler les mouvements du bras avec précision.

Se donner de l’espace – L’histoire du Canadarm

La NASA, qui cherchait des partenaires étrangers pour l’aider à construire la navette spatiale, a offert aux pays de choisir quelles pièces ils voulaient construire. Le Canada a saisi cette opportunité de se « donner de l’espace »! Après avoir examiné diverses possibilités, on a décidé de créer quelque chose qui bouge dans l’espace : le télémanipulateur spatial, maintenant connu sous le nom de Canadarm.

La consigne donnée au Canada était très spécifique : construire un outil imitant les mouvements du bras humain et pouvant fonctionner parfaitement dans les conditions hostiles de l’espace.

En juillet 1975, Spar Aerospace Ltd. (maintenant MacDonald, Dettwiler and Associates) a entrepris la conception puis la construction du bras. Toutefois, le plus grand défi fut de le mettre à l’essai!

Pesant 410 kg, le bras ne pouvait même pas se soulever lui-même à cause de la gravité terrestre. Il a fallu construire une salle équipée d’un bâti spécial qui permettait de faire bouger le bras robotique. On a fabriqué aussi un simulateur, semblable à un jeu vidéo, pour que les astronautes puissent s’entraîner. Une fois fini, cet équipement a été remis à la NASA qui allait l’installer sur l’orbiteur Columbia. Les quatre navettes spatiales sont maintenant équipées d’un bras.

Le Canadarm a fonctionné sans défaillance lors plus de 50 missions!

Le Canadarm prête main-forte

Le « bras canadien » Canadarm s’est tendu dans l’espace pour aller cueillir des satellites qui avaient besoin de réparations et pour en placer d’autres sur orbite. On l’a utilisé aussi pour décoincer des panneaux solaires et ôter la glace accumulée sur les orifices de vidange d’eaux usées de la navette.

La mission où le Canadarm a fait le plus parler de lui s’est déroulée en décembre 1993. Comme le télescope spatial Hubble avait besoin de réparations, les astronautes se sont servi du bras comme d’une plateforme élévatrice! Ils l’ont utilisé de cette façon au cours de cinq sorties dans l’espace. On a également mis le bras à contribution pour récupérer le télescope, le placer dans la soute d’Endeavour en vue d’y faire des réparations, puis finalement le replacer dans l’espace.

La technologie élaborée pour le bras robotique ne se limite pas aux applications spatiales. On l’applique également à des appareils utilisés dans des environnements trop dangereux pour l’être humain : systèmes servant à l’entretien des centrales nucléaires, dispositifs de soudure et de réparation des oléoducs posés au fond des océans et appareils nécessaires à l’enlèvement des déchets dangereux.

Les rejetons du Canadarm

MacDonald Dettwiler (autrefois appelée Spar Aerospace Ltd.) et une équipe pancanadienne poursuivent leurs efforts dans la lignée du Canadarm. Leur objectif est de créer le système d’entretien mobile (MSS), un appareil robotique qui participera à la construction et à l’entretien de la Station spatiale internationale (ISS). Le MSS contribuera à réduire le temps que les astronautes et les cosmonautes passent en environnement spatial hostile.

 

 

Le MSS comprend quatre parties :

1. Les postes de travail robotiques

   À partir de ces postes situés dans l’environnement pressurisé de l'ISS, les astronautes peuvent commander les fonctions robotiques du MSS.

2. Le télémanipulateur de la station spatiale (SSRMS)

   Le SSRMS est un Canadarm de seconde génération qui mesure 16,9 m de long. À la différence de son prédécesseur, il possède sept articulations qui lui donnent une plus grande liberté de mouvements. Il pourra même « marcher » sur toute la longueur de la station comme une chenille arpenteuse!

3. Le manipulateur agile spécialisé (SPDM)

   Ce manipulateur est un robot à deux bras qui effectuera les tâches d’assemblage et d’entretien exigeant la plus grande dextérité.

4. La base mobile (MBS)

   La base mobile constitue une plateforme de travail et une aire d’entreposage montée sur la station spatiale qui peut se déplacer d’un bout à l’autre de la grande poutrelle de la station.

En avril 2001, la mission STS-100 a marqué deux moments historiques du Programme spatial canadien. Tout d’abord, l’astronaute Chris Hadfield, de l’Agence spatiale canadienne, a installé l’énorme nouveau bras robotique canadien (SSRMS), un élément important du MSS, sur la station spatiale. En plus, Chris a été le premier Canadien à faire une sortie dans l’espace. On lui a même confié le rôle de chef des activités extravéhiculaires! Pas moins!