Le mécanisme d’amarrage souple à « capture douce » est une solution essentielle pour la connexion de vaisseaux spatiaux dans un environnement d’apesanteur. Cet article se concentrera sur l’analyse des avantages de l’utilisation d’un mécanisme à trois points d’ancrage pour maintenir et contrôler un vaisseau spatial, à l’image du fonctionnement du système Canadarm sur la navette spatiale.
L’utilisation de trois points d’ancrage, également appelé mécanisme « capturé » selon la terminologie du programme de la navette spatiale, permet un contrôle total de l’objet maintenu par le bras robotique. Le système Canadarm a la capacité de manipuler des masses allant jusqu’à 100 tonnes. Avec trois bras robotiques fonctionnant simultanément, un vaisseau de ravitaillement en carburant d’une charge utile de 300 tonnes pourrait être fermement maintenu et contrôlé par une station spatiale, formant ainsi un système unifié.
Ces systèmes de préhension et de maintien, développés par MDA, ont une masse inférieure à 400 kg chacun grâce à une conception simple comprenant uniquement une articulation de l’épaule, une articulation du poignet et un segment de tube extensible. Le processus d’amarrage commence par l’approche du vaisseau de ravitaillement vers la station spatiale. La station spatiale déploiera ensuite un bras robotique pour attraper et maintenir le vaisseau de ravitaillement. Ensuite, en utilisant les moteurs des articulations de l’épaule et du poignet, la station spatiale ajustera la position du vaisseau de ravitaillement afin que les deux bras robotiques restants puissent s’accrocher et le maintenir fermement. Une fois que les trois bras robotiques sont solidement fixés, ils ajusteront et rapprocheront simultanément les deux vaisseaux spatiaux pour effectuer l’amarrage précis via l’interface QD.
L’utilisation de trois points d’ancrage offre non seulement de la rigidité, mais permet également une flexibilité dans l’alignement de deux objets volumineux et lourds dans un environnement d’apesanteur. Ce mécanisme permet également à un seul vaisseau spatial d’utiliser des moteurs de propulsion pour ajuster sa position. De plus, seulement deux des trois bras robotiques en fonctionnement suffisent à assurer le processus d’amarrage, créant ainsi un certain niveau de redondance. En cas de panne, la station spatiale peut être remplacée ou un vaisseau cargo équipé de Canadarm2 peut être envoyé pour réparer ou remplacer le bras robotique défectueux.
L’utilisation de points d’ancrage standard compatibles avec Canadarm2 sur les vaisseaux spatiaux offre une grande flexibilité pour l’avenir, y compris pour une utilisation au Portail lunaire. Cette norme comprend des connexions rigides pour la communication et l’alimentation électrique. Cette conception a été éprouvée dans l’espace avec une longue durée de vie et un faible taux de défaillance. SpaceX pourrait atteindre de faibles coûts de production avec des commandes de 60 à 120 systèmes à mesure que les missions BEO vers la Lune et Mars se multiplient. Étant donné que les cibles d’ancrage sont très simples, SpaceX pourrait auto-produire des milliers de systèmes à l’avenir.
Un autre avantage de l’utilisation des points d’ancrage standard Canadarm2 est la capacité de déployer un bras robotique de type Canadarm2 avec une pince double. Le bras robotique peut s’étendre hors de la baie de chargement, s’accrocher à une cible sur le vaisseau spatial, puis libérer le point d’ancrage à l’intérieur du vaisseau. À ce moment-là, le bras robotique est complètement à l’extérieur du vaisseau et prêt pour tout travail lourd ou délicat nécessaire en orbite. Une fois terminé, il retournera dans la baie de chargement pour revenir sur Terre. SpaceX n’a pas besoin de repenser ce système car il existe déjà.