Scaphandre spatial a7l

Vue éclatée d'une combinaison A7L sur la surface lunaire, dessin original de Paul Calle, recolorisée et retouchée par le rédacteur

Avec le programme Apollo, une nouvelle unité de mobilité extravéhiculaire est mise au point (EMU pour Extravehicular Mobility Unit).

1^er juillet, Hamilton Standard Division of United Aircraft Corporation se trouve dans la liste sélective de la NASA pour développer la combinaison spatiale du programme Apollo.
Le 31 du même mois, Hamilton Standard Division of United Aircraft Corporation est choisi par la NASA comme pour en être le maître d'œuvre. Le sous-traitant principal d'Hamilton est International Latex Corporation (ILC), qui fabriquera la tenue pressurisée.

Le 5 octobre, le contrat, d'une valeur de 1 550 000 $, est signé entre la NASA, Hamilton Standard et International Latex Corporation, afin de développer la combinaison spatiale pour les membres d'équipage d'Apollo.
Étant maître d'œuvre, Hamilton Standard aura la responsabilité de la gestion de l'ensemble du programme et développera l'appareillage de soutien de vie (le PLSS), porté sur le dos par les membres d'équipage lors des expéditions lunaires.
ILC, avec le rôle de sous-traitant, fabriquera la tenue pressurisée avec le soutien de Republic Aviation Corporation fournissant les informations sur les facteurs humains et l'essai environnemental. La combinaison permettra aux membres d'équipage une plus grande mobilité que les précédentes, lui permettant de marcher, de se plier et de se relever avec une facilité accrue.

Le 23 janvier, le contrat est modifié pour y inclure l'équipement de communications et de télémétrie de la combinaison.

26 mars : Hamilton Standard attribue un contrat à International Telephone and Telegraph (ITT) Corporation's Kellogg Division pour la conception et la fabrication d'un prototype de système extravéhiculaire de télémétrie et de communications à employer avec le PLSS.

15 août, ITT's Kellogg Division délivre à Hamilton Standard le premier prototype opérationnel du système de communication de la combinaison spatiale.

Le 21 octobre 1965, le MSC annonce que le casque de type bocal à poisson ou bulle (bubble helmet) est retenu pour la conception de l'unité de mobilité extravéhiculaire.
Ce casque est conçu par les ingénieurs Robert L. Jones et James O'Kane de la division systèmes pour l'équipage (Crew Systems Division, CSD). Il est adopté pour l'usage dans l'unité de mobilité extravéhiculaire (la future A7L). Le nouveau casque est plus petit et léger que les précédents ; les études étendues de la CSD ont démontré son confort, sa visibilité et ses caractéristiques supérieures de mise en place/ retrait (donning/doffing).

5 novembre, La NASA annonce qu'elle est en pourparlers avec ILC au sujet d'un contrat de $10 millions environ pour la fabrication du costume spatial comprenant le sous-vêtement réfrigéré par liquide (LCG pour Liquid Cooling Garment), le sous-vêtement (CWG pour Constant Wear Garment), le vêtement de pression (TLSA pour Torso-Limb Suit Assembly), et le survêtement protecteur thermo-micrométéorites (appelé normalement le LITMG pour Lunar Integrated Thermal Micrometeoroid Garnment ou simplement ITMG). En même temps, un contrat de $20 millions environ est en pourparlers avec Hamilton Standard pour le développement continu et la fabrication de l'appareil de survie portatif (PLSS) avec une alimentation d'énergie principale de quatre heures.

Pendant le vol Apollo IX, test en conditions "réelles, mais pas lunaires" lors de l'EVA (sur orbite terrestre, d'une durée de 1 h 08 min) effectué par Russel "Rusty" Schweickart.

La combinaison A7L est la version d'exploitation d'une longue lignée de prototypes :

- AIC : 1^er prototype de la combinaison pour Apollo, AIH développé par Halmilton Standard et ILC mais trop large pour les couchettes du vaisseau spatial Apollo. La compression résultante du programme (en temps) mène à son remplacement par la combinaison modifiée de Gemini de David Clark, indiquée AIC. L'AIC est utilisée pour les essais seulement et pas pour le service actif (vols réels) puisqu'elle est abandonnée après l'incendie du 27 janvier 1967.

- AIH (dénomination AIH-021, première photo à gauche), A2H (A2H-022, photo centrale et A2H-023 à gauche sur la photo de droite), A3H (A3H-024, photo de droite, à droite) : ils ont été utilisés pour des tests d'intégration d'équipage, tests de ventilation, tests de mobilité, tests de performance, test de maquette (boilerplate).

- AX4, A4H : Hamilton Standard reçoit un contrat pour 12 combinaisons d'entrainement en août 1964. Ces modèles ont les numéros de série du n° AX4H-025 au n° AX4H-036 considérés comme prototype d'entrainement (pendant ce temps ILC et Hamilton Standard négocient un nouveau contrat, dans lequel ILC introduit une clause de notification de propriété industrielle, ce qui retarde la préparation de la proposition d'Hamilton Standard à la NASA).

Hamilton Standard loue B.F. Goodrich en tant que conseiller technique et fabrique 5 combinaisons de leur propre conception. A savoir que la firme Goodrich est une pionnère pour la conception du casque de type bulle.

- 1964, mise en compétition de David Clark (prototype A5H) et de ILC (prototype AX5L). La NASA conclue que le AX5L d'ILC répond mieux aux exigences, ayant une meilleure mobilité et une forme pressurisée plus compacte. La NASA a plus tard remboursé ILC pour ses dépenses et a passé commande pour 3 combinaisons semblables, nommés A5L.

Le tout dernier prototype est le A6L, il est fabriqué pour les analyses finales et les tests d'interface. La couche externe de protection est du Béta (Téflon enduit de fibre de silice), un nouveau matériau résistant au feu. Les bandes grises que l'on voit dans le dos, sur les épaules, et les coudes sont une adjonction de Chromel R ® (bandes de tissu métallique tressé).

- A7L : ILC produit sa première combinaison portant la désignation A7L en 1967. Elle comporte une section torse personnalisée (fabriquée sur mesure pour chaque astronaute), avec des joints à soufflet situés aux épaules, aux coudes, aux poignets, aux hanches, aux genoux et aux chevilles. C'est la conception et la fabrication de celle-ci que je vous fais découvrir à la suite.

La principale amélioration caractérisant cette combinaison par rapport à celles des programmes Mercury et Gemini est sa plus grande mobilité : les astronautes doivent progresser par des ouvertures étroites pour passer du CM au LM et pour sortir et rentrer de celui-ci pour l'exploration du sol lunaire. Sur la Lune, ils retrouvent une pesanteur appréciable (1/6 de celle qui se trouve sur Terre), la combinaison doit leur permettre de marcher, de se baisser et d'effectuer des travaux manuels assez complexes.

Tout est mis en œuvre pour que la gêne qui résulte du port de la combinaison soit minimale. Elle est spécialement conçue pour protéger l'astronaute des agressions du milieu spatial :
- Températures extrêmes (sur la Lune il fait -157°C à l'ombre ou +120°C à la lumière) ;
- Rayonnement solaire ;
- Rayonnement cosmique ;
- Vide (d'après la mécanique quantique, le vide n'existe pas, généralement une condition de pression sous vide si faible qu'elle ne peut être mesurée de manière correcte et concrète par les appareils) ;
- Micrométéoroïdes ;
Sur la Lune, elle doit en plus résister aux éventuelles chutes et ne pas compromettre son intégrité structurelle (fuite de son atmosphère et mort par décompression du porteur).

La configuration initiale de la combinaison Apollo comprend de nombreux composants :
- Un sous-vêtement classique en coton (CWG, pour constant wear garment, utilisé pour le décollage et les différentes phases de vol ) ;
- Un vêtement à refroidissement liquide (LCG, pour liquid cooling garment) utilisé exclusivement pour les marches lunaires (EVA) par le CDR et le LMP ;
- Le TLSA (torso limb suit assembly pour costume partie torse et membres) ;
- Un vêtement de protection thermique externe et un autre vêtement de protection contre les micrométéoroïdes plus tard intégrés en un seul et même ensemble : l'ITMG.

TLSA + ITMG (ou IVCL) + PGA Electrical Harness = PGA (Pressure Garnment Assembly). Images ci-dessous provenant des PDF de la NASA traduites par le rédacteur.

La combinaison EV (extravehicular pour extravéhiculaire, CDR et LMP) est composée de 21 couches de matériaux. En voici la liste et leur rôle (de l'extérieur vers l'intérieur) :

L'ITMG :
Couche n°1 : tissu en Téflon, résistance à l'abrasion/aux flammes.
n°2 : tissu Bêta (fibre de silice enduite de Téflon), protection incendie (ininflammable dans une atmosphère d'oxygène pur).
n°3, 5 : Kapton aluminisé, isolation réfléchissante.
n°4, 6 : marquisette Bêta (fibre de silice enduite de Téflon avec du Kapton stratifié), entretoise entre les surfaces réfléchissantes.
n°7, 9, 11, 13, 15 : Mylar aluminisé, isolation réfléchissante.
n°8, 10, 12, 14 : Dacron non tissé, entretoise.
n°16 : nylon ripstop enduit de Néoprène, couche intérieure.

Le TLSA :
n°17 : nylon, couche de contention/de maintien pour le réservoir souple pressurisé.
n°18 : nylon enduit de Néoprène, matériel du réservoir souple servant de couche imperméable contenant la pressurisation de la combinaison (pression interne de fonctionnement de 3,70 à 3,90 psi).
n°19 : Néoprène post formé, flexible convoluté (roulé sur lui même) de pressurisation et de contention.
n°20 : "tricot" en jersey stratifié, protection abrasive.
n°21 : tissu léger de Nomex, pour le confort.

L'ITMG (Integrated Thermal Micrometeoroid Garnment) est un ensemble multi-couches (voir sa description ci-dessus) utlra léger destiné à recouvrir et à épouser les contours du TLSA. Les couches de matériaux qui composent l'ITMG fournissent une protection thermique, contre les micrométéoroïdes ainsi que les éventuels dangers rencontrés lors d'une EVA spatiale ou lors des EVA lunaires au cours d'une mission Apollo.

La couche de protection extérieure de l'ITMG de l'A7L (EV) est fabriquée à l'aide de tissu en Téflon. Pour améliorer la résistance à l'abrasion, des pièces de renfort externes de ce même tissu sont fixés au niveau du genou, de la taille, des coudes et des épaules, il y a aussi une couche de Chromel R sur le haut du dos pour protéger des frottements du PLSS. Vient ensuite la couche de protection en tissu ininflammable Bêta (fibre de silice enduite de Téflon) et une multitude de sous-couches isolantes (Kapton aluminisé, Mylar, Dacron), enfin une dernière couche intérieure constituée de nylon enduit de néoprène. On a ajouté des poches au niveau des épaules et au niveau de la cuisse gauche. Les rabats protégant l'accés au connecteur d'urine et à l'endroit où l'astronaute peut utiliser une seringue hypodermique sont maintenus par des bandes de velcro et sont constitués des mêmes matériaux thermo résistants. Ils permettent de protéger la soupape de régulation de pression et le manomètre.

Bon à savoir : le tissu en Téflon est légèrement inflammable lorsqu'il est utilisé seul dans de l'oxygène pur ; cependant, il ne présente aucun risque de combustion lorsqu'il est placé dans de petites zones isolées en contact direct avec le tissu Bêta, car celui-ci joue le rôle de dissipateur de chaleur et empêche ainsi la combustion en continu. L'exigence d'isolation de l'ITMG est satisfaite par un composite multicouches appelé superisolation. Les deux premières couches, composées de Kapton et de marquisette Bêta de 0,012 mm d'épaisseur, agissent à la fois comme retardants de flamme et comme écran anti-rayonnement. Les couches isolantes restantes sont constituées d’écrans de protection contre les radiations en Mylar aluminisé de 0,0063 mm d'épaisseur et d'entretoises en Dacron non tissé. Le Dacron est plus durable que le matériau Kapton / Bêta, mais il est également plus inflammable. Le Mylar aluminisé peut être utilisé dans ce cas en raison de la protection contre l'incendie dérivée des couches extérieures résistantes aux flammes et en raison de l'absence (ou de l'apport restreint) d'oxygène entre ces couches d'isolation. La dernière couche de l'ITMG, en nylon ripstop revêtu de néoprène, utilisée conjointement avec les autres couches, offre une protection contre les micrométéoroites. Cette dernière couche est également inflammable, mais elle est protégée de l’inflammation externe par les autres couches de l'ITMG.

Les bottes de l'ITMG recouvrent celles du PGA excepté la semelle et le talon. chaque botte a la même composition que l'ITMG. Un système de boucle en tissu et de cordon sécurise la botte de l'ITMG à la botte du PGA en haut de celle-ci et autour de son talon. Une fermeture à glissière au sommet de chaque botte permet d'attacher celle-ci à la jambe. Une pièce de renfort en Téflon entourant la cheville de l'ITMG est ajouté afin d'éviter l'usure prématurée de la zone due aux frottements avec la botte lunaire. Tant sur le A7L que sur le A7LB, l'ITMG est attaché par des cordons de laçage, des bandes velcro et des boutons pression. Imaginez le cordon de laçage comme un lacet de chaussure qui maintient le LITMG en place. Ce cordon passe au travers de deux cordelettes à boucles ("loop tape" sur la photo de droite ci-dessous) cousues l'une sur la combinaison et l'autre sur l'ITMG. La fixation de l'ITMG est quasiment identique entre le A7L et le A7LB. ILC a remplacé le revêtement du scaphandre en nylon avec du Nomex (pour le confort) et le polyuréthane des semelles des bottes avec du caoutchouc carboxy-nitroso non inflammable.

Crédit photos (ci-dessous) : Ken Glover, Amanda Young,Ulli Lotzmann et Bill Ayrey pour le site Apollo Surface Journal.

Le saviez vous? Les tests de la protection antimétéoroïdes ont été effectués, en autre, à l'aide de petites sphères de verre de silicate /236 de 0,25 à 0,4 mm de diamètre, à une vitesse de 7,2 km/sec au moment de l'impact.
(Source : article de la revue "Aviation Week and Space Technology", Vol. 90, No. 9, 1969.)

L'IVCL (Intravehicular Cover Layer) est un survêtement de trois couches conçu pour protèger le TLSA du pilote du module de commande (CMP) de l'abrasion. Une couche intérieure de tissu Nomex et deux couches externes de tissu Bêta (fibre de silice enduite de Téflon).
Une protection suplémentaire extérieure contre l'abrasion a été ajoutée au niveau des genoux, des coudes et des épaules, constituée d'une épaisseur de tissu Bêta. En ce qui concerne les bottes, c'est le même principe que pour celles de l'ITMG.

Paul D. Ferguson, technicien dans la branche des essais systèmes de la division des systèmes d'équipage du MSC, démontre la résistivité d'un tissu Bêta expérimental utilisé comme isolant ignifuge sur une manche de l'ITMG (photo Ed Hengeveld)

Ce qu'il faut savoir : l'ITMG n'est pas seulement un survêtement. Un câble de maintien se trouve à l’intérieur de celui-ci au niveau de l’entrejambe. Lorsque les astronautes se penchent en avant, ou effectuent d’autres mouvements, ce câble garanti l’intégrité de la couche extérieure, même si la combinaison externe est conçue pour résister à de fortes pressions ou contraintes.

Le TLSA est la partie du PGA qui couvre l'ensemble du corps du membre d'équipage, sauf la tête et les mains. Les TLSA pour les deux configurations (IV et EV) sont fondamentalement les mêmes, mais certaines différences existent principalement en raison des différents besoins de la mission.

Le TLSA EV : La partie torse du TLSA est fabriquée sur mesure pour chaque astronaute, les éléments recouvrant les membres (bras et jambes) existent en plusieurs tailles et sont réglables pour s'ajuster à la morphologie du porteur.

La vessie étanche (ou enveloppe pressurisable) du TLSA est fabriquée en tissu de nylon enduit de néoprène fabriqué par Reeves Inc.. Apposée directement sur la surface extérieure de la vessie, on trouve une couche supplémentaire de nylon bleu qui permet de maintenir/contenir la forme initiale et fournit un soutient structurel à la vessie. Des flexibles convolutés (joints ondulés hélicoïdalement) en caoutchouc, de volume presque constant, sont placés au niveau des épaules, coudes, poignets, hanches, genoux et aux chevilles pour permettre des mouvements avec une dépense minimale d'énergie.
Un patch d'injection biomédicale fabriqué à partir d'un disque en caoutchouc de silicone auto obturant est cousu au niveau de la cuisse droite du TLSA et permet au membre d'équipage de s'auto-administrer une injection hypodermique sans compromettre l'étanchéité du PGA. Ce patch est situé approximativement au centre du cône de la cuisse (la forme de la cuisse humaine est celle d'un cône tronqué) du PGA et sa localisation est clairement signalée par un fil rouge cousu en zigzag tout autour du périmètre.
Le TLSA comprend une articulation sur roulement à bille au niveau du bras qui permet d'améliorer les mouvements de rotation au dessus du coude. Les bottes de maintien du PGA qui sont connectées au TLSA. Elles sont fabriquées sur mesure et on trouve au niveau de la cheville un flexible convoluté afin de permettre l'extension de celle-ci ainsi que des mouvements de flexion. Ces bottes sont conçues séparément car il est plus facile de les fabriquer en fonction de la pointure de chaque astronaute : il suffit simplement de les lacer ou de, après sur l'A7LB, de les zipper simplement sur le bas de la jambe. La dernière couche (intérieure) du TLSA est un revêtement en nylon blanc prévu pour le confort autant que pour faciliter l'habillage. C'est sur l'extérieur de cette couche (celle qui appuie contre la vessie) que court une série de conduits de ventilation indéformables qui assurent la circulation et le recyclage de l'oxygène.

Le saviez vous ?? La compagnie Reeves Inc. a fabriqué le matériau de l'enveloppe pressurisable en utilisant du néoprène de type W, contenant de l'antioxydant 2246 ajouté à raison de deux partie pour cent de caoutchouc. Il contient également du noir de carbone et un pigment inorganique. La société Reeves a estimé que la durée de conservation utilisable serait de dix ans si le matériau était protégé de l'oxygène et de la lumière.

L'astronaute enfile sa combinaison par une ouverture dorsale. Celle-ci se ferme à l'aide de deux longues fermetures à glissière intégrées au TLSA, partant de la base arrière du cou jusqu'au pubis.

a) Une fermeture à glissière avec sangle de couleur rouge : légèrement plus courte que la seconde, c'est une fermeture à glissière robuste en acier inoxydable aidant à supporter les contraintes mécaniques de la mise sous pression et permettant également de réduire la possibilité d'endommager la surface d'étanchéité plutôt petite et fragile des joints à lèvres se trouvant sur la fermeture à glissière étanche. Elle est fermée en premier.

b) Une fermeture à glissière avec sangle de couleur bleue : c'est la fermeture à glissière étanche de BF Goodrich. Elle se trouve au dessus de la fermeture à glissière mécanique. En fin de course, elle est sécurisée par un bouton pression de sécurité et une serrure à loquet empêchant tout retour en arrière.

La fermeture à glissière Goodrich fonctionne en forçant deux joints à lèvre en forme de coin à se rencontrer, l'un recouvrant l'autre. Les dents imbriquées de la fermeture à glissière maintiennent les joints à lèvre ensemble. Le côté étanche de la fermeture à glissiére se trouve à l'intérieur de la combinaison, de sorte que la pression de celle-ci contribue également à maintenir le joint fermé. L'extrémité de la fermeture à glissière est scellée par le curseur qui présente une surface de bride intérieure et une surface de bride extérieure, ces deux parties forment la gorge qui reçoit et engage les éléments d'interconnexion (les dents). La surface intérieure de la bride du curseur longe la surface du joint à lèvre lorsque la fermeture à glissière est fermée.
Cependant, les joints à lèvres ne peuvent pas être rapprochés à l'extrémité de la fermeture à glissière, car le curseur gêne lorsque la fermeture à glissière est complètement fermée. Ainsi, à la fin de la fermeture à glissière, les joints à lèvre se transforment en une crête de caoutchouc surélevée qui fait le tour de l'ouverture de la fermeture à glissière. Lorsque le curseur est tiré jusqu'à la butée de la fermeture à glissière, la bride intérieure du curseur remonte sur la crête en caoutchouc, la comprimant et créant ainsi un joint contre la bride intérieure du curseur. Ainsi, le curseur lui-même devient une partie du joint de pression lorsque la fermeture à glissière est complètement fermée.

Une protection (volet de fermeture) sur l'ITMG munie d'une bande auto-agripante (velcro) et de boutons pression pour sa fixation, s'ouvrant de la base arrière du cou jusqu'à l'entrejambe, et se terminant par une petite fermeture à glissière de l'entrejambe jusqu'au pubis protége la fermeture à glissière du TSLA.

Bon à savoir : Sur l'A7L, la fermeture à glissière de sécurité supplémentaire n'est pas cousue directement sur la couche de contention/maintien (nylon bleu), mais est en réalité cousue sur la surface intérieure de la vessie avec la fermeture à glissière étanche. L'ensemble est fixé (cousu et collé) à la couche de contention autour des fermetures à glissière.

Le TLSA IV : La configuration du TLSA IV (Intra véhiculaire) est pratiquement la même que celle du TLSA EV (extra véhiculaire). Sauf que sur le TLSA IV, un maillage de maintien au niveau de l’articulation du coude réduit l’amplitude des mouvements, ce n’est pas gênant dans la mesure où la mobilité accrue permise par l’articulation du bras du TLSA EV est totalement superflue pour les opérations intravéhiculaires.
Par ailleurs le système de ventilation IV ne nécessite qu’une seule entrée et sortie d’air ainsi qu’un seul conduit de ventilation au niveau du torse au lieu de deux sur le modèle EV.
De même il n’y a pas sur le modèle IV de soupape de sécurité au niveau du bras gauche, qui permet une régulation d’urgence du niveau de la pression, pour la bonne et simple raison qu’un système de ce type existe déjà sur l’ECS du CSM.
On peut ajouter pour finir, que le connecteur multiple permettant l’alimentation en eau du LCG, l’anneau permettant d’accrocher le mousqueton du filin de sécurité du LM, ainsi que les crochets de fixation du PLSS n’existent pas sur la version IV.

Bon à savoir :
À l'origine, le soufflet en caoutchouc servant d'articulation aux épaules était une des causes de la difficulté à faire des mouvements une fois la combinaison sous pression. Cependant, en utilisant une idée innovante, les ingénieurs ont doté le TLSA d'un câble métallique de retenue qui fait le tour horizontalement de la partie supérieure du thorax et des l'épaules. Lorsqu'elles sont pressurisées, les combinaisons se rigidifient rapidement, mais si vous les maintenez avec des câbles, la zone des épaules ne s'étendra pas. Par conséquent, ce câble permet de restaurer la fonction d'étirement et de contraction d'origine du soufflet afin de permettre aux épaules de se déplacer correctement dans toutes les directions tout en maintenant leur forme (voir vidéo ci-dessous). Il supporte également les charges axiales des membres supérieurs (voir photos ci-dessous) lors des opérations sous pression. Dans les premières combinaisons A7L, il pouvait être déconnecté à partir d'un support de déconnexion du câble d'épaule situé sur la partie antérieure de la poitrine. La déconnexion des extrémités du câble diminuait la restriction engendrée par le câble, ce qui facilitait l'entrée et la sortie de la combinaison. Cela permettait également aux membres de l'équipage de travailler dans la combinaison non pressurisée de manière plus confortable. Sur Apollo 10, cette fonctionalité a été supprimée, probablement parce que les câbles devaient être connectés lorsque la combinaison était pressurisée, car les charges mécaniques auxquelles le torse était soumis étaient élevées (3,75 lb / psi). Le risque que quelqu'un oublie de connecter le câble existait toujours, et il était préférable de le supprimer. Ainsi, le support fixe de la prochaine génération de conception a évité le risque de déconnexion au cours d'une mission.

Un autre jeu de câbles est placé sur la couche de maintien (voir photo) il supporte presque toute la charge tensionnelle. Effectivement, lorsque l’astronaute se penche en avant ou effectue d’autres mouvements, les tensions sont plutôt élevées.
L'épaisseur de la vessie est de 0,13 mm (0,0055 in).
L'épaisseur de la couche de contention est de 0,36 mm (0,0145 in).

La conception des épaules, des coudes et des autres zones qui devaient bouger utilisait des segments "convolutés" qui sont en fait des soufflets. La raison en est que le déplacement du corps dans la combinaison peut entraîner une réduction du volume autour, par exemple, de la partie interne du coude (voir vidéo ci-dessous) ou du genou. L'utilisation d'une pression plus faible dans les combinaisons par rapport aux pressions plus élevées dans certains vaisseaux spatiaux s'explique en partie par le fait que la différence de pression entraîne un certain "gonflement" de la combinaison et rend les mouvements plus difficiles (ATTENTION, il ne s'agit pas toutefois d'un gonflage élastique comme pour un ballon de baudruche. Cela ressemble plutôt au gonflage d'un pneu. Le volume reste à peu près constant, par contre la rigidité est fortement influencée par la pression interne). Une pression plus élevée dans la combinaison rend la tâche encore plus ardue. L'association d'une pression plus faible dans la combinaison et de ces soufflets a donc permis de réduire l'effort de mouvement. Si vous pliez votre coude à l'intérieur d'un soufflet, la partie interne se comprime mais, en même temps, la partie externe s'étire. Cette conception dite à "volume constant" signifie que le mouvement lui-même ne modifie pas (ou très peu) le volume à l'intérieur de la partie bras de la combinaison, de sorte que la résistance due à la différence de pression entre la combinaison et l'extérieur n'augmente pas.

Ces soufflets, en caoutchouc trempé sont fabriqués par ILC. Ils sont fabriqués en enveloppant la maille de nylon autour d'un moule [1], puis en immergant l'ensemble dans du caoutchouc néoprène synthétique liquide. Un ouvrier souffle à travers un petit tube pour forcer le caoutchouc en profondeur dans les circonvolutions [2].

Ils sont équipés de câbles métalliques de chaque côté, moulés dans la masse. Ces câbles supportent les contraintes subies par la combinaison lorsqu'elle est pressurisée. Car sous l'effet de la pression, les joints convolutés ont tendance à se détendre et à s'allonger. Or un allongement des bras et des jambes est la dernière chose que souhaitent voir arriver les ingénieurs ! Ces câbles assurent à eux seuls l'intégrité de la combinaison compte tenu des contraintes très importantes auxquelles elle est soumise à cause de la pression. Ils font par ailleurs office de charnière, permettant aux articulations de revenir à leur position initiale, facilitant les mouvements de l'astronaute, il y a beaucoup moins d'efforts à fournir pour se baisser, marcher ou plier les coudes.

Le PGA doit permettre au membre d'équipage de s'administrer des injections hypodermiques à l'aide d'une aiguille de type piston à ressort, alors qu'il se trouve dans un PGA pressurisé. Le PGA doit fournir, dans un endroit à déterminer par la NASA, des caractéristiques permettant l'insertion de l'aiguille et son retrait ultérieur, sans mettre en danger l'intégrité de la pression ou la fiabilité de la combinaison, et doit être auto-obturant pour empêcher la perte de gaz dans la zone de pénétration de l'aiguille. Le meilleur emplacement pour les injections médicales est sur la face ventrolatérale de la cuisse, à peu près à mi-chemin entre le genou et la hanche. Un autre emplacement serait la zone deltoïde de chaque bras.

Le patch d'injection est cousu dans la couche de contention (maintien) du PGA en utilisant un motif en zigzag, fournissant une confirmation visuelle de la zone d'injection, et est intégré entre la couche de contention et la vessie de pression. Lorsque le patch doit être utilisé, l'aiguille perfore la contention, puis le disque d'injection, puis la vessie avant de pénétrer dans la cavité de la combinaison.
La zone du patch est protégé par un rabat se trouvant sur l'ITMG. Ce rabat est maintenu en place par des boutons et du velcro. L'ouverture de ce volet permet d'accéder à la fois au patch d'injection et au connecteur de transfert d'urine (UTC).
La tubulure du vêtement de refroidissement liquide (LCG) est stratégiquement déplacée loin de la zone d'injection sur la cuisse droite afin d'éviter de percer les conduites d'eau.

Le patch d'injection est déplacé sur la cuisse gauche dans la combinaison A7LB. C'est le résultat de la cascade de changements amorcée par le déplacement du manomètre de la combinaison. Il est à l'origine situé sur le poignet droit de l'A7L mais il est déplacé sur le poignet gauche pour l'A7LB. Cela force le déplacement de la soupape de surpression (à l'origine sur le poignet gauche de l'A7L ) à l'emplacement du patch d'injection sur la cuisse droite et, finalement, le patch d'injection est déplacé de la jambe droite à l'emplacement correspondant sur la cuisse gauche.

Il existe peu de documentation concernant la composition de ce patch, donc pour un article présenté en 2013, des chercheurs du Johnson Space Center et du Glenn Research Center ont retiré le patch d'injection de la combinaison de Frank Borman commandant d'Apollo 8.
Le patch a un diamètre de 5,08cm et une épaisseur de 0,25 cm. Des tests non destructifs révèlent que le patch d'injection est constitué de deux faces de matériaux différents. Un côté jaune transparent faisant face au coprs de l'astronaute et un côté blanc opaque, son côté extérieur.
Les deux faces sont composées avec des matériaux légèrement différents. Le patch contient plus de 97% de silicone, avec de grandes traces de chlore et de titane et de plus petites traces de divers autres éléments.
Voici les tableaux de sa composition :

Côté jaune transparent (face au corps)

Composition	Concentration %
Si (silicone)	97,057
Cl (Chlore)	1,606
Ca (calcium)	0,304
Zn (zinc)	0,291
Mg (magnésium)	0,288
S (soufre)	0,232
Al (aluminium)	0,108
K (potassium)	0,062
Ti (titane)	0,052

Côté blanc opaque (côté extérieur)

Composition	Concentration %
Si (silicone)	97,937
Ti (titane)	1,535
Cl (chlore)	0,316
Mg (magnésium)	0,072
S (soufre)	0,062
Zn (zinc)	0,026
Ca (calcium)	0,024
K (potassium)	0,010
W (tungstène)	0,008
Pd (palladium)	0,007
Sr (strontium)	0,002

La sangle d'ajustement du torse est considérée comme faisant partie du système de retenue de la combinaison sur les modèles A7L. Effectivement, en raison de la position de la fermeture à glissière du torse et de l'absence d'articulation (flexible convoluté) dans la partie inférieure du torse et des jambes (les ingénieurs ne pouvaient pas placer les deux dispositifs dans la même zone), la combinaison A7L (Apollo VII jusqu'à XIV) n'a pas la capacité de se plier facilement au niveau de la taille lorsqu'elle est pressurisée. Il n'est donc pas facile pour l'astronaute de fléchir la taille, comme lorsqu'on passe d'une position debout à une position assise. Cette sangle, qui est un système de poulie générant une grande force, offre un moyen mécanique afin de plier le torse. Avant Apollo 15 et la disponibilité du LRV, l'objectif principal de cette sangle était d'aider les membres d'équipage à se pencher en position assise lorsqu'ils se trouvaient à l'intérieur du CM. En la saisissant et en tirant dessus, l'astronaute forçait le torse de la combinaison à se plier à la taille, soulageant ainsi les contraintes de flexion vers l'avant exercées sur son corps, afin qu'il puisse s'asseoir dans les canapés du CM. La sangle maintenait automatiquement la combinaison en position pliée lorsque était tendue. Pour remettre la combinaison en position allongée, l'astronaute devait simplement tirer sur la boucle située en haut de la sangle pour relâcher la tension. Cette sangle était suspendue par sa boucle au support supérieur du PLSS et sa longueur était rangée dans une pochette. Elle disparaîtra sur la deuxième version de la combinaison (A7LB du CDR et du LMP uniquement) grâce au changement d'emplacement de la fermeture à glissière et l'ajout d'un flexible convuloté à la taille qui permettra aux astronautes de s'asseoir plus facilement, notamment dans le LRV.

Le saviez vous?
- La confection du TLSA est réalisé à l'aide de simples machines à coudre de marque Singer tournant très lentement. Les coutures sont cousues avec du fil nylon de taille E et il est essentiel que ces points de couture ne dépassent pas une longueur de 0,79 mm, soit moins que la taille d'une épingle.
- Les pièces jointes en métal (connecteurs O₂, eau, électrique...) sont fixées "simplement" par serrage, à l'aide de rondelles, de brides et de vis, ce montage est suffisant pour empêcher toute fuite.
- La fixation de l'anneau de verrouillage du casque est relativement simple, c'est le même principe de fixation que pour les connecteurs.

Le connecteur de poignet est collé, cousu et maintenu avec un lacet fermement enroulé autour de la vessie et de la couche de contrainte (celles-ci sont disposées sur le diamètre extérieur de l’anneau du système de fixation), garantissant une jointure hermétique. Les flexibles convolutés sont cousus sur les sections d'assemblage à l'aide d'une reliure et une bande est collée à l'intérieur à l'aide d'une colle uréthane pour empêcher d'éventuelles fuites.

- C'est la société Airlock Inc (en tant que sous traitant d'ILC) qui a fournit le matériel "dur" (anneaux de verrouillage : du cou, des poignets, connecteurs d'admision et d'évacuation O₂, eau, électricité).

La combinaison IV (intravehicular pour intra-véhiculaire, celui du CMP) est quand à elle composée de 5 couches (moins épaisse que la configuration EV, son ITMG n'a pas ou peu de protection thermique et aucune protection contre les micrométéoroïdes) :

IVLC :
n°1 : Téflon recouvert de tissu Bêta, protection incendie (2 épaisseurs).
n°2 : tissu en Nomex, accrocs et protection incendie (1 épaisseur).

TLSA :
n°3 : nylon, couche de maintien pour le réservoir souple pressurisé.
n°4 : nylon enduit de Néoprène, matériel du réservoir souple (la vesie) servant de couche imperméable contenant la pressurisation de la combinaison.
n°5 : tissu léger de Nomex, pour le confort.

Comme expliqué plus haut, la combinaison se décline sous 2 formes :
- la première (IV pour IntraVehicular) nommée CMP A7L PGA.
- la seconde (EV pour ExtraVehicular) pour les marches lunaires et les sorties nommée EV A7L PGA (2 versions, voir photos ci dessous).
Le CMP A7L PGA est pour le pilote du module de commande et le EV A7L PGA pour le commandant de bord et le pilote du LM.
Elles sont reconnaissables par leur nombre de connecteurs ombilicaux (oxygène, eau..) sur le torse, deux pour l'oxygène (bleu : entrée, rouge sortie) pour le CMP ainsi qu'un connecteur ombilical servant, à la fois pour les communications et l'apport en électricité, et deux entrées d'oxygène (bleus : PLSS et OPS), un connecteur communications/électricité, une sortie de CO₂ (rouge), une valve de décompression (rouge) et un connecteur ombilical acheminant l'eau (bleu) pour le CDR et le LMP.
La différence (invisible car sous l'ITMG) entre les deux combinaisons se situe aussi au niveau des articulations de la combinaison EV (le cou, les épaules, les coudes, les poignets, la taille, les cuisses, les genoux et les chevilles) qui doivent être plus souples afin que l'astronaute puisse travailler correctement à l'extérieur.

Les tests des caractéristiques opérationnelles des combinaisons pressurisées effectués au MSC de Houston ont donné les résultats suivants :
- le temps d'enfilage de la combinaison ne dépasse pas 5 min ;
- temps d'enfilage des gants : 21 à 58 s ;
- réglage du système d'arrimage d'environ 1 min ;
- temps de raccordement du tuyau d'alimentation en oxygène 6 s ;
- raccordement du tuyau d'alimentation en eau 8 s.

Le saviez vous ?? La masse du PGA avec l'ITMG (CDR et LMP) est de 19,69 kg (43,42 lb) alors que la masse du PGA avec la couche de protection IV (CMP) est de 15,48 kg ( 34,13 lb).

Anecdote : Michael Collins, le CMP d'Apollo 11, a rencontré un problème d'ajustement au niveau du bas-ventre et de l'entrejambe de sa combinaison pressurisée, causé par la bride de l'ensemble de collecte et de transfert d'urine (UTCA). Des points de pression sont apparus en raison d'une taille insuffisante du PGA. Lors des prochains vols, les vérifications d'ajustement seront effectuées avec le membre d'équipage portant l'UTCA, le système de confinement des matières fécales (la couche) et le vêtement de refroidissement liquide (LCG), le cas échéant. En outre, la vérification de l'ajustement comprendra une position simulant celle que le membre d'équipage connaît pendant le compte à rebours.

Le saviez vous ?? Étant donné que le volume interne du PGA varie en fonction de la taille du membre d'équipage pour lequel il est construit, le volume interne est considéré comme étant de 0,133 m³ (4,7 ft³ + 10 %). Étant donné que le volume libre (avec astronaute) varie également en fonction de l'ajustement de la combinaison au membre d'équipage, le volume libre est considéré comme étant de 0,062 m³ (2,2 ft³+ 5 %).

Le LCG (Liquid Cooling Garment) est un justeaucorps de régulation thermique. Il est constitué d’un amalgame de nylon et de Spandex afin de procurer un certain confort, ce tissu absorbe la transpiration, et facilite le transfert de chaleur entre le corps de l’astronaute et le système de refroidissement du vêtement. Le vêtement fournit un flux continu d'eau, dont la température est contrôlée, à travers un réseau de tubes (environ 91 m) en chlorure de polyvinyle (PVC, Tygon) cousus à l'intérieur des mailles ouvertes du tissu constituant le vêtement. Une doublure légère en nylon empêche la peau d’entrer directement en contact avec ce réseau de tubulures. On referme ce justaucorps grâce à une fermeture à glissière montée sur l'avant.
Le réseau possède un circuit parallèle qui permet de couvrir une plus grande surface pour un refroidissement optimal. Bien que le LCG soit muni de chaussettes sur mesures, elles ne sont pas munies de tubes pour le refroidissement.

Anecdote : Le tube de PVC composant le LGC est fait avec un PVC contenant un plastifiant pour le rendre assez souple pour se plier. Même si cela a bien fonctionné pendant le programme Apollo, le plastifiant causa des colmatages du filtre dans l'EMU du programme Shuttle et des problèmes pour la préservation à long terme des combinaisons spatiales Apollo et de ses composants en tant qu'objets historiques.

Le système d'instrumentation biomédicale est utilisé par le personnel médical au sol pour surveiller la santé des membres d'équipage. Au MSC, le développement du système d'instrumentation biomédicale et du matériel connexe est principalement axé sur la mission afin que les fonctions suivantes puissent être exécutées.

1) Suivi opérationnel de la sécurité à bord.
2) Expériences médicales en vol.
3) Surveillance de la sécurité des opérations au sol.

Le BIS existe en deux configurations : le Block I et le Block II. Le premier n'a jamais était utilisé lors des vols. On l'utilisa lors des essais au sol jusqu'à l'accident du vaisseau 204 (Apollo I). Le système prévu pour le Bloc I du programme Apollo se composait de deux électrocardiographes (ECG), d'un pneumographe à impédance (ZPN), d'un conditionneur de signal de température corporelle, d'un convertisseur cc/cc (courant continu) et des faisceaux d'électrode, de sonde de température et d'interconnexion appropriés. Les concepts de design et d'emballage étaient essentiellement les mêmes que ceux développés pour Gemini, à l'exception de l'ajout d'un convertisseur cc/cc, fournissant des signaux de sortie de haut niveau (0 à 5 VDC) au système de télémétrie du vaisseau spatial. Les composants mesurant la température du corps étaient ajoutés pour les essais au sol uniquement, et n'étaient pas inclus dans la configuration de vol.

Toutes les missions, d'Apollo VII à Apollo XVII ont utilisé le BIS Block II. Les conditionneurs de signal ont été conçus pour être de dimension uniforme : 5,84 cm x 3,81 cm x 1,04 cm, avec le même mini-connecteurs d'entrée et de sortie. Un code de couleur fut retenu pour faciliter l'accouplement avec leurs connecteurs respectifs sur le faisceau d'électrodes et la ceinture biomédicale.

Le système opérationnel Apollo Block II est donc composé d'un seul électrocardiographe (ECG), d'un pneumographe à impédance (ZPN), d'un convertisseur cc/cc, d'un faisceau d'électrodes sternales et d'un faisceau d'électrodes axillaires. Le conditionneur de signal ECG et les électrodes associées sont conçus pour fournir des mesures en vol de l'activité ECG des membres d'équipage et pour développer une onde de signal comprise entre 0 et 5 volts crête à crête (l'onde de signal est représentative de l'activité ECG d'équipage). L'unité est conçue pour permettre des ajustements avant le vol, et elle est portée dans une poche de la ceinture biomédicale fixée au sous-vêtement à l'intérieur de la combinaison spatiale.

Le conditionneur de signal ZPN et les électrodes associées sont conçus pour mesurer les changements d'impédance transthoracique à un courant de faible intensité à une fréquence d'environ 50 kilohertz. Les mesures sont effectuées à l'aide d'une paire d'électrodes placées approximativement sur le membre d'équipage ou sur un autre sujet de test. Les signaux vont de 0 à 5 volts crête à crête. Les signaux, qui correspondent à une large gamme d'activité respiratoire, désignent la fréquence respiratoire d'un sujet particulier. L'unité est conçue pour permettre de modifier le gain du circuit avant le vol, en fonction des caractéristiques de chaque sujet. L'unité est située, elle aussi, dans une poche de ceinture biomédicale à l'intérieur de la combinaison spatiale.

Le convertisseur de puissance cc/cc délivre une alimentation régulée positive de 10 et négative de 10 volts à chaque conditionneur de signal. Le composant est alimenté à partir de la tension nominale unipolaire de 16,8 volts disponible pour l'équipement électronique de la combinaison. L'unité reçoit la tension et la convertit en l'alimentation bipolaire isolée et équilibrée requise par le système de bioinstrumentation. Les caractéristiques de conception du convertisseur de puissance intègrent des fonctions de protection contre l'inversion de polarité, de limitation du courant de charge et d'isolation électrique des systèmes de mise à la terre d'entrée/sortie. Aucun réglage n'est associé à l'unité. Le convertisseur est également porté dans une des poches de la ceinture biomédicale.

Le faisceau d'électrodes axillaires est un petit câble utilisé conjointement avec le conditionneur de signal ZPN. Le câble fournit l'interface électrique entre les électrodes du membre d'équipage et le conditionneur de signal ZPN. Le faisceau d'électrodes sternales est un petit câble utilisé conjointement avec le conditionneur de signal ECG. Le faisceau fournit l'interface électrique entre les électrodes du membre d'équipage et le conditionneur de signal ECG. Le câble contient également l'électrode de masse du système, qui est une masse à haute impédance principalement utilisée pour éliminer la charge statique du sujet testé.

Pendant le vol, des données physiologiques sont reçues de chaque membre d'équipage. Par conséquent, trois systèmes d'instrumentation biomédicale complets et séparés sont nécessaires. Il y a trois faisceaux sternaux et un faisceau axillaire de rechange à bord du vaisseau. Cependant, il n'y a pas de conditionneurs de signal de rechange. L'utilisation du système à l'intérieur de la combinaison est un compromis de conception, car pour le confort personnel, il serait préférable que celui-ci soit à l'extérieur de la combinaison. L'inconvénient du système d'instrumentation biomédicale interne est plus que compensé par l'amélioration du rapport signal/bruit obtenu. De plus, l'isolation électrique fournie par les conditionneurs de signaux offre une protection maximale contre les électrochocs accidentels. Le placement du système à l'intérieur de la combinaison présente un autre avantage. Les réglages de gain diffèrent pour chaque membre d'équipage, et l'utilisation d'un ensemble central d'instruments entraînerait des problèmes de commutation supplémentaires dans les lignes de signaux de bas niveau.

Le système d'instrumentation biomédicale a fourni des données satisfaisantes et utiles pour le programme spatial ; cependant, quelques problèmes mécaniques et électriques ont été associés à celui-ci. Le premier problème a été de déterminer la nature du risque d'incendie à l'intérieur de la combinaison spatiale. Des tests approfondis ont révélé que, en court-circuitant les fils de sortie du convertisseur cc/cc, une étincelle pouvait être produite et enflammer le coton en présence d'oxygène dans des conditions de 19 psia. Cette source d'inflammation a été attribuée au stockage d'énergie du condensateur de sortie dans le convertisseur de puissance cc/cc et à la capacité des condensateurs de sortie à produire une impulsion de courant élevé en cas de court-circuit (même si le courant de sortie passe à 50 milliampères en régime permanent). L'impulsion de courant élevé et le risque d'inflammation associé ont été éliminés en installant des résistances qui limitent le courant dans les fils de sortie positifs de 10 volts et négatifs de 10 volts du convertisseur cc/cc.

D'autres problèmes majeurs sont survenus lors du premier vol habité d'Apollo (Apollo 7). Les déconnexions à broche unique des deux faisceaux d'électrodes à l'intérieur de la combinaison se sont séparées, et les données ont été perdues jusqu'à ce que la combinaison soit retirée et la connexion rétablie. La rupture d'un fil au niveau des connecteurs des faisceaux d'électrodes a aggravé le problème général. De plus, au cours de cette même mission, un membre d'équipage a signalé que le conditionneur de signaux était chaud. On lui a donc demandé de le retirer et de ranger le matériel biomédical.

Trouver la solution de ce problème a été difficile. Dans un premier temps, le faisceau d'électrodes a été redessiné pour éliminer la broche de déconnexion qui s'était détachée pendant le vol. Ensuite, les électrodes ont été câblées en tant que partie permanente des faisceaux, qui sont adaptés sur mesure au membre d'équipage. Une série de réunions a eu lieu afin d'examiner les résultats des tests obtenus sur divers matériaux ; on a également discuté de l'utilisation de divers matériaux pour résoudre le problème de la fatigue. En conséquence, l'isolation du fil est passée du Téflon au chlorure de polyvinyle (PVC), et le manchon anti torsion est passé de l'époxy au caoutchouc de silicone. Les données des tests de qualification ultérieurs ont indiqué que cette combinaison était supérieure au concept original. Le nouveau système a été utilisé pour tous les vols suivants. Une enquête sur le problème de chauffe du conditionneur de signal a révélé que (1) le convertisseur cc/cc est chaud au toucher en fonctionnement normal, et (2) si la résistance de chute de tension en série du système d'alimentation du vaisseau spatial développe un court-circuit et applique 30 volts au convertisseur, celui-ci devient inconfortablement chaud. Le convertisseur n'a pas été redessiné, mais avant toute mission, chaque membre d'équipage est informé de ce à quoi il doit s'attendre dans des conditions normales et anormales. En outre, une étiquette d'enregistrement de la température est apposée sur chaque conditionneur de signal. Il n'y a pas eu d'autre problème.

La poursuite des essais a révélé un chemin de terre sournois dans le circuit d'entrée du conditionneur de signal ECG (qui fournit un chemin de courant vers la terre si les membres d'équipage devaient entrer en contact avec une source de tension). La solution à ce problème a consisté à augmenter les impédances des fils d'entrée en ajoutant des résistances de limitation de courant en série au faisceau d'électrodes sternales. De plus, une électrode de masse avec une résistance en série a été ajoutée pour réduire le bruit et les artefacts sur les données ECG.

Les systèmes d'électrodes ECG et ZPN comprennent un faisceau sternal et un faisceau axillaire. Les électrodes sont des disques anodisés en argent/chlorure d'argent dans un boîtier en acrylique. Le câblage est constitué d'un câble très souple isolé par du PVC et doté d'un manchon anti torsionn en caoutchouc de silicone au niveau du connecteur.

Les électrodes sont remplies de pâte d'électrode et fixées aux hommes d'équipage par du ruban adhésif double face. Ensuite, l'électrode est recouverte d'un ruban chirurgical poreux qui permet une respiration cutanée normale. L'activité électrochimique qui se produit à la surface de l'électrode est dégradée si l'anodisation est endommagée. Ce problème survient après de nombreux cycles d'utilisation et peut être éliminé en remplaçant le disque anodisé par une pastille pressée d'argent/chlorure d'argent en poudre. La technique de la pastille pressée est actuellement en cours de développement (NDLR : à l'époque). Espérons que cette technique fournira une électrode homogène qui ne sera pas affectée par les dommages de surface. La technique de fixation est limitée par la sécurité et le confort. Un contact fiable est difficile à maintenir dans des conditions d'inconfort et de lésions cutanées minimales. Étant donné qu'une électrode peut être délogée sous des efforts aussi importants que le retrait et l'enfilage de la combinaison, un kit est fourni pour remplacer si nécessaire les électrodes pendant les périodes inadaptées.

Si le système de bioinstrumentation existant est repensé, plusieurs problèmes méritent d'être sérieusement pris en considération. Ces problèmes sont répertoriés comme suit :

1) Le temps de montée sur la commutation du convertisseur cc/cc doit être pris en compte. Le temps de montée rapide actuellement utilisé a causé certains problèmes d'interférences électromagnétiques.

2) La fréquence de l'oscillateur du convertisseur cc/cc et de l'oscillateur ZPN doit être contrôlée de sorte qu'une harmonique du convertisseur cc/cc ne tombe pas à la même fréquence que celle du ZPN. Lorsque cela se produit, le signal ZPN est affecté. Bien que les données obtenues soient exploitables, un bruit indésirable est produit.

3) Les résistances de limitation de courant maintenant utilisées dans le faisceau d'électrodes sternales doivent être placées dans le conditionneur de signal ECG, ou d'autres moyens doivent être utilisés pour éliminer un danger possible.

4) Un contrôle de polarisation doit être ajouté aux conditionneurs de signal ZPN et ECG pour permettre un réglage correct du niveau du signal zéro.

5) Une méthode doit être conçue pour protéger les capteurs biomédicaux contre les champs électromagnétiques qui pourraient se produire dans le champ proche d'une antenne.

6) Un système doit être mis au point pour remplacer la résistance élevée du circuit de l'électrode de terre. Le système idéal offrirait un chemin à faible résistance pour les petits signaux ; cependant, le système fournirait une limitation de courant pendant les situations de surcharge électrique (comme le contact avec une source de tension externe).

7) Une amélioration considérable des données ZPN utilisables pourrait être obtenue en créant un signal de sortie quasi logarithmique.

8) La réponse basse fréquence du conditionneur de signal ECG doit être réduite à 0,05 hertz et des circuits doivent être utilisés pour fournir une correction rapide de la surcharge électrique.

Une attention supplémentaire doit être accordée à une liaison radio entre les membres d'équipage et le vaisseau ou à un équipement de conditionnement des signaux pour chaque membre d'équipage dans le vaisseau spatial.

La ceinture de bioinstrumentation est une bande de tissu canard (toile en coton tissé plus serré que la toile ordinaire), sur laquelle sont cousues trois poches avec des inserts élastiques. La ceinture constitue un moyen compact de placer et de ranger les conditionneurs de signaux de bioinstrumentation et le convertisseur cc/cc. Des boutons-pression sont utilisés pour fixer la ceinture biologique à la section médiane du CWG ou du LCG. Les conditionneurs de signal et le convertisseur dc/dc doivent être disponibles pour une connexion facile au faisceau biomédical et à l'équipement de détection. Les poches doivent contenir le contenu en toute sécurité, tout en répondant aux exigences de flexibilité et d'interface.

Le concept original de cette ceinture comprenait des poches de type boîte conventionnelle sur une ceinture en coton. La nouvelle conception fourni une méthode différente pour fixer les conditionneurs de signaux et le convertisseur cc/cc. Des sangles élastiques sont utilisées pour maintenir le contenu dans une position fixe, et un rabat s'enclenche sur le contenu de chaque poche. Les rabats sont fabriqués en tissu Beta enduit de Téflon pour répondre aux exigences d'inflammabilité. Cette ceinture bioinstrumentation a donné satisfaction lors de toutes les missions Apollo. Une certaine usure a été constatée au cours d'exercices de test rigoureux, en particulier sur le tissu Beta enduit de Téflon autour des boutons-pression. Toutefois, une telle usure est acceptable, car il s'agit d'un article à usage unique.

À l'intérieur de l'enveloppe pressurisable se trouve un système de ventilation constitué de conduits (ou gaines) non écrasables qui distribue un flux d'O₂ nécessaire à la pressurisation et à la ventilation depuis le(s) connecteur(s) d'admission vers les zones du casque ou du torse, puis le récupère depuis les extrémités (poignets et pieds) à travers d'autres gaines jusqu'au(x) connecteur(s) d'évacuation (ou de sortie). Le gaz contaminé s'écoule ensuite par des ombilicaux vers le système ECS de l'engin spatial ou le PLSS.

(Remarque : la configuration intravéhiculaire n'utilise qu'un seul jeu de connecteurs de gaz, alors que la configuration extravéhiculaire comprend deux jeux de connecteurs de gaz. L'oxygène peut entrer par l'un ou l'autre des connecteurs d'admission, puisque ces connecteurs sont en communication fluidique l'un avec l'autre au moyen d'un plénum intermédiaire. Un plénum similaire relie les connecteurs de sortie afin que l'évacuation du gaz vicié peut se faire par l'un ou l'autre de ces connecteurs. Les deux jeux de connecteurs sont fournis pour que l'astronaute puisse vérifier son PLSS alors qu'il est encore branché à l'alimentation en oxygène du LM (voir la photo ci-dessous), mais aussi afin que les astronautes puissent être connectés l'un à l'autre en cas de défaillance de l'alimentation de l'un d'entre eux pour une raison quelconque.

a) En mode IV (Intra-Véhiculaire), le flux d'O₂ entrant dans le PGA du CMP, acheminé depuis le seul connecteur d'admission, est divisé en deux (cf. voir schémas ci-dessous). Une partie du flot pénètre dans l'unique gaine de ventilation horizontale, perméable sur toute sa longueur au niveau de la taille, de sorte que le gaz soit distribué au torse de l'astronaute. L’autre partie est acheminée jusqu'au casque pour être répartie au niveau de la tête.
- Le mode de fonctionnement des PGA du CDR et du LMP est sensiblement le même. Le flux d'O₂ entrant est acheminé depuis l'un des deux connecteurs d'admission et divisé en deux. Une partie pénètre dans les deux conduits de ventilation horizontaux perméables sur toute leur longueur au niveau de la taille, de sorte que le gaz soit distribué au torse de l'astronaute. L’autre fraction est transportée jusqu'au casque pour être répartie au niveau de la tête.

b) En mode EV (Extra-Véhiculaire) (ATTENTION uniquement les PGA du CDR et du LMP ATTENTION), les vannes de dérivation à papillon des connecteurs d'admission sont tournées pour bloquer le flux d'oxygène allant vers les gaines de ventilation de la taille afin de le diriger entièrement vers le casque pour permettre la respiration et assurer un désembuage efficace de celui-ci. L’air circule ensuite le long du corps jusqu'aux extrémités des membres, où des buses captent le gaz vicié pour le renvoyer vers le système de recyclage du PLSS. Lors de l'EVA, la climatisation/refroidissement est, quant à elle, assurée par le LCG et son circuit d'eau intégré.

- Ces conduits sont fixés sur la surface intérieure de l'enveloppe pressurisable par des pièces de velcro auto-adhésives. C'est un montage complexe de rouleaux hélicoïdaux obtenus à partir de tubes en nylon solide extrudé (transformation de la matière par soufflage à chaud), chacun entouré par un manchon à maille ouverte flexible (tricot de nylon). Les manchons sont reliés longitudinalement entre eux par des points de couture. L'ensemble est ensuite trempé dans une colle adhésive appropriée qui fixe le maillage du manchon à son rouleau respectif dans les zones de contact avec les fibres du maillage et le contour du rouleau. Par la suite, les rouleaux et les manchons sont entourés par un fourreau souple en Nylon ripstop enduit de néoprène imperméable au gaz. Le conduit ainsi obtenu, tout en étant très flexible, est aussi extrêmement résistant à l'écrasement.

Le flux d'O₂ dirigé vers le casque passe sur la surface intérieure de celui- ci pour en faciliter son désembuage et sur la zone bucconasale pour une respiration efficace et l'élimination du CO₂. Ce flux maitrisé permet ainsi d’évacuer dans un premier temps, le gaz carbonique et l’humidité créés par la respiration de l’astronaute. Puis lorsque l'O₂ circule sur le corps, il élimine la chaleur et l’humidité ainsi que toute trace de contaminant produite par sa transpiration. Lorsque "l’air" redescend dans la combinaison, il est capté par des collecteurs situées au niveau des poignets et des pieds qui acheminent cet "air" chaud, saturé en humidité et en CO₂ vers le PLSS. L'oxygène provenant de l'unité ECS ou du PLSS est envoyé à une température comprise entre 7,2 à 10 degrés Celsius, et aspiré à une température oscillant entre 26,6 et 29,4°C.

Bon à savoir : bien que la fabrication des conduits pour l'ensemble du système de ventilation utilise les mêmes procédés et les mêmes matériaux, il en existe deux types.
- Les premiers, au nombre de deux, servant uniquement à la disribution de l'O₂ frais dans la zone du torse de l'astronaute sont des conduits de ventilation rendus perméables à l'aide de perforations le long de leurs bords supérieur et inférieur afin de distribuer le gaz d'admission dans ladite zone.
- Les seconds, servant au transport du gaz vicié sont totalement imperméables sauf, dans leur zone de captage respective.

Le passage de la ventilation de la combinaison A7L au niveau des pieds de l'astronaute est confectionné différemment de la fabrication des conduits de ventilation. Le coussinet de ventilation du pied est un coussinet en plastique tissé qui fournit un passage d'air sous le pied de l'astronaute. Celui-ci a la même forme que le dessous du pied, mais avec des extensions latérales qui s'élèvent des deux côtés du pied. La surface inférieure est recouverte de nylon enduit de néoprène et la surface supérieure (en contact avec le pied) est recouverte d'un tissu poreux. Le coussinet de ventilation est cousu à la partie du pied de la doublure confort de la combinaison. Il s'étend sur l'extérieur du pied jusqu'à l'endroit où il se connecte au conduit d'aération de la jambe. La transition entre le conduit de la jambe et le coussinet poreux du pied se situe à environ 10 cm (4 in) du bas du pied. Le matériau du coussinet de ventilation du pied offre une surface plus confortable pour se tenir debout que les conduits de ventilation couverts.

La courte extension en noir située à l'extérieur du pied recueille les gaz viciés et l'humidité autour du pied à la manière d'un évent. L'extension située à l'intérieur du pied est reliée au plenum/conduit d'évacuation qui remonte le long de la jambe jusqu'au connecteur d'évacuation situé au niveau de la poitrine. Ainsi, le bas du pied et les côtés sont recouverts d'un tissu blanc poreux qui permet aux gaz viciés de passer à travers le conduit du pied. La partie inférieure noire du pied est en caoutchouc mais n'est pas la semelle de la combinaison.
La partie blanche du pied sur la photo (ci-dessus) est la doublure de confort interne avec conduit de ventilation. Elle s'insère dans la vessie (en noir) du pied de la combinaison, qui, à son tour s'insère ensuite dans le pied (en bleu) du PGA. La semelle est fixée au bas du pied du PGA (cerclé en rouge sur la photo ci-dessous).

La pression à l’intérieur de la combinaison équivaut seulement à 1/3 de la pression terrestre (celle relevée au niveau de la mer, 1013,25 hPa) car l’absence de pression sur la Lune (ou dans l'espace) fait que la combinaison se comporte comme un ballon rigide une fois pressurisé. Le fait de garder la pression la plus basse possible permet aux astronautes de se mouvoir plus facilement lorsqu’ils exécutent leurs tâches. Le fait d'utiliser de l'oxygène pur (O₂ ou dioxygène) permet de réduire au maximum cette pression, de plus, elle est suffisante pour assurer la survie de l'astronaute.

Rappel : le dioxygène ne représente que 21% de l’air que nous respirons sur la Terre, ce faisant, même à une pression de 0,3 bars (268,9 hPa) les astronautes respirent donc normalement et disposent même d'un apport en oxygène supérieur par rapport à une personne respirant sans aide (bouteille et masque) à 2000 m d’altitude. Ainsi, votre taux de ventilation en oxygène au niveau de la mer qui est de 100%, ne sera plus que de 88% à 1000 m,
78% à 2 000 m,
69% à 3000 m,
60% à 4 000 m,
57 % à 4500 m...
... 36% à 8000 m,
33% à 8848 m (sommet du mont Everest).

Bon à savoir : il faut savoir qu'une pression partielle supérieure à 0,3 bars d'oxygène pur peut entrainer de gros désagréments, car c'est un toxique cellulaire, il est à l'origine des "radicaux libres" dont les excès sont en temps normal contrés par l'action d'une enzyme, la peroxydase (ce type d'enzyme a notamment pour fonction de décomposer les peroxydes, dérivés toxiques de l'oxygène). Passé une certaine dose, cette enzyme ne parvient plus à assurer son rôle et les radicaux libres perturbent le fonctionnement des cellules nerveuses. Les symptômes connus sont, dans un premier temps :

- Des crampes et tremblements, en particulier au niveau de la bouche ;
- Des difficultés respiratoires ;
- Une accélération du pouls ;
- Des nausées.
Et enfin, une modification de l'humeur laquelle peut aussi bien prendre la forme de sensation d'euphorie que de dépression.

La pression normale de l'enveloppe anthropomorphique pressurisable est d'environ 3,85 psid (à ± 0,15 psid), mais elle a été conçue pour résister à une pression d'au moins 10,00 psid. Par ailleurs dans des conditions normales d’utilisation, lorsqu’elle est pressurisée à 3,9 psid, le taux de fuite résiduelle n'excède pas 180 scc/min (Standard Cubic Centimeters per Minute) ou 0,0315 lb/hr soit 14,28 g/h. La pression de la combinaison peut être contrôlée en temps réel par l'astronaute grâce à un manomètre gradué de 2,5 à 6,0 psid, placé sur le poignet droit du PGA. En cas de surpression, une soupape de sûreté située sur le poignet gauche du PGA s'ouvre et se ferme automatiquement lorsque les valeurs limites de 4,8 à 5,5 psid sont atteintes. Avec cette valve on exclu donc tout risque d'atteindre une pression supérieure à 5,5 psid, lorsque le PLSS est utilisé.

Le saviez-vous?? Le sifflement est physiquement impossible à la pression réduite (3,8 psi / 0,20 atm) des combinaisons Apollo.
Avec la combinaison pressurisée, la force nécessaire pour se pencher est importante ; en particulier, il est très difficile de toucher le sol en se penchant vers l'avant. Pour ramasser des pierres et d'autres objets posés au sol, il faut plier les genoux, se pencher en arrière et sur le côté afin d'approcher une main du sol, comme le montre ci-dessous Dave Scott lors Apollo 15, ou bien s'agenouiller.

Détachable, le PHA pour Pressure Helmet Assembly (casque à pression, "bubble" casque ou casque bocal) est une bulle transparente qui s'engage dans le torse de la combinaison et entoure la tête du membre d'équipage. Il est moulé à partir de feuilles de polycarbonate par un procédé spécial de thermoformage (les éventuels défauts sont facilement détectés visuellement dans ces feuilles transparentes avant et après le formage). La matière plastique utilisée, le Lexan, est d'une grande qualité optique et dispose également d'excellentes propriétés mécaniques (c'est l'un des thermoplastiques techniques les plus solides) ainsi que d'une résistance thermique permettant une utilisation jusqu'à 120°C. Le casque possède des fixations pour le LEVA et se connecte au TLSA grâce à un anneau de verrouillage usiné en aluminium 7075-T73 et fixé par collage à sa base. Un port d'alimentation est fixé sur le côté gauche de la bulle. Cette pièce est composée d'une moitié intérieure et d'une moitié extérieure. La moitié intérieure comprend un orifice et un clapet qui s'ouvre vers l'intérieur permettant l'insertion de l'adaptateur d'alimentation (pontube). Le clapet est monté sur ressort et assure une étanchéité à l'air lorsque le tube est retiré. Dans des circonstances normales, il est maintenu fermé par la pression interne de la combinaison. Ce port est protégé par un capuchon extérieur. Un coussinet de ventilation en mousse d'élastomère synthétique (polyuréthane) est collé à l'arrière de la coque pour fournir un appui-tête à l'astronaute afin d'amortir le choc à l'amerrissage et agir comme un collecteur de flux de ventilation dirigeant le flot de gaz (O₂) vers la zone bucconasale. Le flux cause une évacuation efficace du CO₂ de la zone nasale vers le TLSA à travers l'ouverture du cou du torse.

Bon à savoir : le polyhuréthane du coussinet étant inflamable, il a été entièrement enfermé dans un revêtement ininflammable. Entre le polyuréthane et la coque du casque en polycarbonate, un revêtement en aluminium hydroformé est installé ; et, sur la face avant du coussinet, il y a une feuille de papier d'aluminium recouverte de tissu Bêta pour plus de confort. Le coussinet en polyuréthane ainsi assemblé est rendu résistant aux flammes, ne laissant que le casque en polycarbonate inflammable.

Le casque complet se compose de deux éléments : la bulle et son anneau. La bulle est vérouillée mécaniquement à son anneau par une configuration à baïonnette usinée à la fois dans l'anneau du col du casque et dans la bulle du casque. La rainure usinée dans la bulle est de 3,30 mm avec 0,12 mm de tolérance (0,130 in+ 0,005-0,000 in) et la caractéristique usinée correspondante de l'anneau du col est de 3,17 mm avec une tolérance de 0,12 mm également (0,125 in+ 0,00-0,005 in). L'espace créé par la tolérance d'usinage de 0,12 mm à 0,38 mm (0,005 in à 0,015 in) est rempli d'un adhésif polyuréthane pour sceller la bulle à l'interface de l'anneau. Le dispositif de verrouillage mécanique à baïonnette/rainure bloque le casque sur l'anneau contre les charges rotatives et axiales (bouchon). La bulle du casque est donc en cisaillement et l'adhésif sert uniquement de joint. Les raccords à baïonnette et les rainures défectueux sont en autre exclus par le respect des dimensions et des tolérances techniques spécifiées dans les exigences des dessins/spécifications.

Anecdote : En 1969, le professeur Robert «Bob» Fleischer (décédé en 2011) visite le centre des vols habités de Houston pour prendre part à une réunion d’information à l’attention des scientifiques chargés d’étudier les échantillons lunaires. Afin de leur faire prendre conscience des difficultés que rencontrent les astronautes pour ramasser les roches à la surface de la Lune, les cadres de la NASA leur décrivirent la complexité de la fabrication des combinaisons spatiales. Fleischer est proche de l’assoupissement quand l’orateur évoque les «bubbles», les casques fabriqués dans un plastique en polycarbonate transparent appelé Lexan. C’est à ce moment que l’information fait "TILT" dans son esprit embrumé. Il estt en effet à l’époque l’une des rares personnes au monde à avoir conscience que ce matériau est l’un des meilleurs détecteurs de traces de particules pour les ions lourds. Très rapidement, lui et ses collègues peuvent emprunter plusieurs des casques ayant servi aux missions Apollo. Leur examen révéle des traces de particules dans ces casques qui leur permettentt de mesurer avec élégance les ions lourds du rayonnement cosmique : ils peuvent même démontrer que certains d’entre eux onnt traversé la tête des astronautes ! Ils obtiennent également de bons résultats à partir de morceaux de Lexan qui onnt été emmenés dans l’espace pour une expérience de biologie. La découverte de traces de particules dans les pièces en plastique des missions Apollo a une retombée aussi heureuse qu’inattendue : elle a amené la découverte d’une méthode simple pour identifier la composition élémentaire des noyaux individuels. Il suffit de mesurer le rétrécissement des traces de corrosion en fonction de la distance. Cette technique fonctionne parce que le rétrécissement dépend inversement du taux de corrosion le long de la trace, qui reflète à son tour le taux d’ionisation caractéristique de la nature de la particule au moment où elle pénètre dans le matériau.

Celui-ci se compose de 2 éléments :
- L'anneau de cou fixé au TLSA, c'est la partie femelle ;
- La bride, qui est la partie mâle de l'ensemble, collée à la base de la bulle en polycarbonate.

L'anneau de cou du TLSA se compose lui de deux sous-ensembles : sa partie inférieure immobile, qui est fixée à l'aide d'un collier de compression à bande à la combinaison A7L et sa partie supérieure mobile. La hauteur totale de l'anneau de cou côté combinaison est de 2,79 cm (1,10 in). Cette mesure prend en compte la partie située derrière le collier de compression, cette même partie est également rainurée pour assurer une bonne étanchéité lors du serrage.

Pour la combinaison A7LB, on utilisera une pince à bride plus robuste fixée par des vis au TLSA. Les couches jointes du TLSA (contrainte et vessie) possédent un rebord avec beaucoup de trous percés autour de celui-ci. Il y a un anneau de serrage (face inférieure) qui est joint à l'anneau du cou à l'aide de vis qui passent au travers de ces trous. Une fois que les vis sont serrées, les couches jointes sont fixées fermement entre les brides et deviennent solidaires de l'anneau.

Photo (ALSJ)/schéma (collection personnelle du rédacteur) du mécanisme de serrage et de verrouillage de la bande de compression
Le mécanisme resserre et verrouille la bande de compression, comme le montre le dessin détaillé. La partie supérieure du torse (zone du cou) du vêtement sous pression est glissée sur le boîtier de l'anneau de cou. La bande est ensuite placée sur celle-ci et serrée de manière à ce que la zone du cou soit fixée entre la bande et l'anneau de cou

La partie fixe, celle qui est solidaire du TLSA, dispose de nombreux logements et des perçages internes (ronds, oblongs) usinés dans la masse et qui abritent les composants mobiles du système de verrouillage :
- Huit ergots, leurs guides (8) et ressorts (8) ;
- Trois grands ressorts et leurs butées d'arrêt (3) ;
- Une petite butée rouge est vissée sur sa façade avant extérieure (en forme de triangle rectangle).

- La partie mobile, (posée à l'envers sur la photo) vient recouvrir la partie fixe. Huit cames à rainure y sont usinées à l'intérieur sur sa partie supérieure. Elles sont disposées à équidistance. Elles servent de chemin aux guides surmontant les ergots de la partie fixe. La partie mobile comporte aussi des logements pour les butées d'arrêt (3) et de nombreux perçages. Sur sa façade avant extérieure, devant la première came, se fixe le système de verrouillage. Celui-ci se compose d'un bouton doré libérant un loquet à ressort. l'anneau du cou est fabriqué en alliage d'aluminium 7075-T73.

- On pose le "bubble casque" dessus l'anneau de cou du TLSA et on l'aligne à l'aide des repères imprimés à la fois sur le dessus de l'anneau de cou du TLSA et celui du casque (position ENGAGER [ENGAGE] ). Le "bubble" casque repose ainsi à l'aide de sa collerette plus large qui mord légèrement sur la face supérieure de l'anneau du cou.
- Le casque est alors appuyé sur cette position, ceci permet d'obtenir le contact et de forcer les ergots à s'enclencher dans l'anneau du TLSA. Pour sécuriser l'ensemble, on déplace alors le bouton de verrouillage vers la droite à la position FERMER (LOCK), jusque contre la butée (un déclic se fait alors entendre). En faisant cette manipulation, la partie mobile se déplace, de sorte que les guides naviguent dans leur chemin respectif (came à rainure), faisant ainsi ressortir au maximum les ergots dans la rainure de la collerette du "bubble" casque. Le loquet à ressort du système de verrouillage vient alors s'enclencher dans un orifice de la partie fixe solidarisant ainsi l'ensemble, en position bloquée.

- Le "bubble" casque peut être enlevé en appuyant le bouton deverrouillage, retirant le sous-enssemble de fermeture et faisant tourner (vers la gauche) l'anneau de verrouillage à la position OUVERTE (OPEN). Quand le sous-enssemble de fermeture est sorti, l'anneau de verrouillage retournera automatiquement à la position ENGAGER (grâce à l'action des 3 grands ressorts).

Le saviez vous ?? L'anneau de cou de la combinaison A7L était à l'origine anodisé de couleur bleue. Lors de l'utilisation de l'A7L, une modification de conception a été apportée à l'orifice de ventilation entre l'anneau de cou de la combinaison et le casque. Cette modification a permis d'agrandir l'orifice de ventilation et d'en modifier légèrement la position sur l'anneau de cou. La couleur de l'anneau de cou est passée du bleu au rouge afin de faire une distinction claire entre les deux conceptions d'orifice de ventilation.

Montage photo montrant les différences de conception de l'orrifice de ventilation (photo de Dennis Gilliam sur Collectspace)

Ainsi, un casque A7L premier modèle (bleu) n'obtiendrait pas un débit de ventilation adéquat sur une combinaison plus récente (rouge), et vice versa, en raison des changements de taille et de position de l'orifice de ventilation. Un casque dont l'anneau de cou est bleu s'insère dans l'anneau de cou d'une combinaison rouge, mais les orifices de ventilation ne sont pas alignés. Les combinaisons A7L dotées d'un tour de cou rouge ont été utilisées pour la première fois lors de la mission Apollo 11. Toutes les combinaisons A7L suivantes ont été équipées d'un anneau rouge, de même que les combinaisons A7LB.

L'anneau de cou de la combinaison est en fait composé de plusieurs parties, et toutes étaient initialement anodisées en bleu. Lorsque la conception de l'orifice de ventilation a été modifiée, seule la coque extérieure de l'anneau du côté de la combinaison a changé de couleur, passant du bleu au rouge. Toutes les autres parties de l'anneau (à l'exception de l'orifice d'aération qui est également passé du bleu au rouge) sont restées bleues. C'est pourquoi l'intérieur d'une bague rouge est bleu. En outre, les anneaux de cou rouges comportaient une mention gravée indiquant qu'un anneau de cou de casque rouge ne devait être utilisé qu'avec un anneau de cou de costume rouge. Une mention similaire figurait également sur les anneaux de cou des combinaisons rouges.

Le "bubble" casque est muni d'un bouclier de protection qui sert lors des entrainements mais aussi pendant le vol. Fabriqué en polycarbonnate c'est une demi-bulle moulée ouverte sur l'arrière qui se fixe sur la zone avant du "bubble" casque, ce bouclier possède un trou de dégagement situé sur son côté pour le port d'alimentation de sorte que celui-ci soit accessible lorsque le bouclier est installé sur le casque. Le bouclier possède une forme telle que sa surface intérieure ne peux toucher la surface extérieure du "bubble" casque, évitant ainsi les rayures qu'occasionnerait un contact direct. Les zones noires autour de l'ouverture à l'arrière sont des entretoises en caoutchouc et feutre qui contribuent à positionner et à tenir le bouclier sur le "bubble" casque. Il existe deux modèles de bouclier différenciés par le remplacement des entretoises par un joint continu et la dispartition de la bande velcro arrière de fixation.

Anecdote : Lors du vol Apollo 8, Bill Anders raconte que lorsque le premier étage fut coupé, la perte soudaine de l'accélération donna la sensation aux astronautes qu'ils étaient jetés sur le panneau de contrôle. Anders a alors instinctivement levé ses mains pour protéger son visage. Une fois en orbite, au moment d'enlever leurs combinaisons, ses coéquipiers vétérans (Borman et Lovell) se moquèrent de lui en l'appelant débutant ("rookie"en anglais) quand ils virent les rayures causées par les connecteurs de verrouillage de ses gants sur son "bubble" casque.

Le saviez vous ? : Lors des changements rapides d'altitude, pour rétablir la pression dans l'oreille moyenne par le biais de la trompe d'eustache il suffit de se boucher le nez avec deux doigts et de souffler en gardant la bouche fermée pour augmenter la pression, il s'agit de la méthode "Valsalva". Les astronautes ne pouvant pas se boucher le nez une fois dans leur scaphandre sous pression, les ingénieurs durent trouver une solution..
On fixa par collage à l'intérieur du bubble casque un coussinet en forme de V (cf. schéma c au dessus et photo ci-dessous) de sorte que lorsque l'astronaute tournait sa tête, il pouvait l'atteindre avec son nez, ce qui lui permettait ainsi de se pincer le nez. Ce système remplaça astucieusement les deux doigts, permettant donc de rééquilibrer la pression des deux côtés du tympan pour éviter sa rupture.

Le Snoopy Cap (ou bonnet Snoopy) est un ensemble de communication contenant des microphones et écouteurs montés dans un couvre chef souple (ayant pour origine les bonnets en tissus que portaient les pilotes de la RAF).

La calotte crânienne, conçue pour offrir un port confortable à long terme, fournit également un emplacement stable pour l'ensemble du faisceau électrique. Elle est fabriquée à partir de tissus en Téflon ® et Lycra ® et épouse la forme de la tête sans avoir besoin de laçages ou de sangles de réglage. Cinq tailles standard, petite, moyenne, grande, X-large et XX-large sont disponibles, éliminant la nécessité d'un ajustement personnalisé pour chaque membre d'équipage. L'utilisation d'une mentonnière ou d'une sangle de cou est facultative. (Un de chaque est fourni avec chaque unité). Les sceaux d'oreilles, constitués d'inserts en mousse recouverts de peau de cerf, se fixent à la calotte crânienne au moyen de rubans de fixation. Une sangle d'absorption est fixée à l'avant de la calotte crânienne. Cette sangle absorbe la transpiration qui peut s'accumuler sur le front de l'astronaute.

L'isolation acoustique entre les écouteurs et les microphones est de 60 dB minimum lorsque le Snoopy Cap est correctement ajusté au porteur. La connexion électronique peut être faite directement au système de communication du vaisseau spatial ou par le harnais de communication interne du PGA. Le câblage des écouteurs et des microphones est connecté au moyen d'une natte plate à un connecteur à 21 broches dans le faisceau électrique. Celui-ci connecte à son tour le système de communication au PLSS ou au vaisseau spatial. Le casque complet pèse 329 g (sans le câble et le connecteur). Le système est conçu pour un fonctionnement optimal à une pression ambiante de 5 psi, les conditions opérationnelles (courtes périodes de fort bruit acoustique suivies de périodes relativement longues plus silencieuses), le poids minimal, la petite taille et la haute sensibilité acoustique ont donné une conception comprenant les caractéristiques uniques suivantes :

a) Un microphone dynamique transducteur antibruit de 17,77 mm de diamètre et de 12,69 mm d'épaisseur, capable de produire un rapport signal/bruit de 22 db en simulation, avec à 5 psia une réponse en fréquence sous ±3 dB entre 300 et 3000 cps (cycles par seconde).

b) Un atténuateur de bruit réglable sur les écouteurs à utiliser pendant les périodes de bruit ambiant élevé.

c) Un écouteur transducteur dynamique de 50,79 mm de diamètre et de 16 mm d'épaisseur, avec une sensibilité de 111 dB SPL (Sound Pressure Level pour niveau de pression acoustique) pour une entrée de 1 milliwatt, et une réponse en fréquence de ±3 dB entre 300 et 3000 cps (mesures à 5 psia de pression ambiante).

Le saviez vous? : Le Snoopy Cap Apollo est en réalité brun foncé (plutôt que noir) et blanc. La couleur brune et blanche que vous voyez sur quelques photos (voir ci-dessus) prises dans les musées est due à la couleur du tissu Téflon ® qui s'estompe avec le temps. En outre, la partie blanche est en fait un maillage en élasthanne (Lycra ®) et non un tissu "solide" (textile traditionnel).

Anecdote : En novembre 1968, James Lovell, lors des entrainements pour la mission Apollo 8 qui doit avoir lieu fin décembre, rencontre des difficultés avec le casque de communication ultra léger, développé spécialement pour le programme Apollo. Ce dernier est tellement léger que lorsque l’astronaute se déplace dans le module de commande, le fil qui relie ledit casque à la boîte Intercom a la fâcheuse tendance à s’accrocher dans les divers éléments de l’habitacle et à le faire sans cesse glisser voire tomber.

Excédé, il demande si quelqu’un a une idée.

Son collègue William Pogue se rappelle alors des bonnets en tissus que portent les pilotes de la RAF (Royal Air Force – Armée de l’Air britannique) l’équivalent en tissu des casques en cuir portés par les pilotes des première et deuxième guerres mondiales.

James Lovell lui demande s’il peut lui en procurer un. Pogue appelle alors un ami au Royaume-Uni, Mavis Lear, avec lequel il avait volé en Angleterre dans le cadre d’un programme d’échange de pilotes de chasse, qui lui en envoie aussitôt un exemplaire en express. James Lovell le confie immédiatement aux techniciens de la NASA pour qu’ils s’en inspirent…

C’est comme cela que fut créé le « Snoopy Cap ».

Ravi, Jim Lovell exprima toute sa reconnaissance en envoyant à Mavis Lear la photo du premier lever de Terre photographié depuis l’orbite lunaire. Photo signée par les trois astronautes d’Apollo 8 : Frank Borman, William Anders et lui même.

Il y a en de trois sortes : les gants de confort, les IV et EV.

Les gants de confort : ils sont fabriqués en tricot de nylon, ce sont des articles optionnels. Les gants de confort permettent de faciliter l'enfilage du gant IV et agissent comme une couche d'absorption de la sueur entre la main et la vessie du gant IV.

Les gants IV : ils sont employés pour des activités intra-véhiculaires seulement. Dans des conditions normales, les gants sont mis seulement quand la combinaison est pressurisée. Le gant du PGA est principalement constitué d’une vessie façonnée à partir du moulage des mains de chaque astronaute. Pour améliorer sa dextérité, de petites alvéoles saillantes ont été intégrées au niveau des articulations des doigts. Un joint ondulé hélicoïdalement (soufflet) est intégré au niveau du poignet afin de permettre une mobilité omnidirectionnelle de cette articulation. Ce soufflet hélicoïdal est maintenu et renforcé par des câbles coulissants, eux-mêmes fixés au connecteur du poignet qui lui, possède le même système de verrouillage que pour le bubble casque. Côté gant se trouve la partie mâle du système de verrouillage qui inclut un système sur roulement à bille qui permet une rotation à 360° de ce dernier. Un gant de contention sans doigts avec une sangle de réglage, qui a pour but de réduire considérablement le phénomène de rigidité lorsque l’ensemble est pressurisé, est collé directement sur la vessie au niveau du poignet et englobe toute la main. Il permet aussi d’améliorer la sensation de préhension. L’enveloppe extérieure des soufflets hélicoïdaux permet de protéger la vessie ainsi que le système de maintien. Ce système de maintien par câbles coulissants permet au soufflet hélicoïdal de mieux supporter l’effort axial.

Des poignets/bracelet en coton sont disponibles en option pour éviter les frottements causés par les déconnexions des poignets PGA lorsque les gants sont enlevés.

Pour finir les gants EV : ils sont utilisés lors de l'exploration lunaire. Ce sont des gants IV (une seconde paire) doublés par une protection extérieure indissociable, les recouvrant entièrement (remontant au dessus du poignet), celle-ci assure une protection thermique et abrasive tout en protégeant aussi le joint de connection mécanique (gant pressurisé/TLSA), ainsi que l'indicateur de pression du PGA et la valve de décompression.
C'est une protection multicouche. À l'extérieur, elle se compose de tissu Bêta sur la partie poignet/avant bras tandis que la main est totalement recouverte par une couche de métal tissé (le Chromel R ®) pour fournir la protection abrasive. Un enduit de dispersion à base de silicone est appliqué à la paume, autour du pouce, et au côté intérieur de chaque doigt pour améliorer la prise.
On trouve sous ces revêtements extérieurs, des couches d'isolants, en alternance : de l'extérieur vers l'intérieur, sept de mylar aluminisé perforé et six de Dacron non tissé pour une protection thermique supplémentaire qui sont enfermés au niveau du poignet/avant bras par une doublure en nylon alors qu'elles sont en contact direct avec la couche de Chromel R ^® au niveau de la main. L'extrémité des doigts (en bleu sur la photo ci dessous) est faite d'un tissage à base de nylon et de caoutchouc silicone de haute résistance, améliorant la sensation du "toucher" des objets, procurant une certaine force d'agrippement lors des travaux manuels. Sous pression, ces gants sont extrêmement encombrants et ont une mobilité, une dextérité et une tactilité des doigts limitées. Afin d'améliorer les performances des gants, la plupart des membres de l'équipage les ajustent de manière extrêmement serrée, ce qui a tendance à endommager le bout des doigts et les ongles.

Montage de différentes photos (Petersen's book of man in space, revue Italienne "Epoca", émission TV Moon Machines) sur la fabrication des gants IV et EV

Anecdote : Le commandant d'Apollo 15 Dave Scott présentait des saignements sous les ongles du majeur, de l'annulaire et du pouce de sa main droite et de l'annulaire de sa main gauche. Ces saignements ont été attribués à une longueur de bras insuffisante de la combinaison pressurisée, faisant que le bout de ses doigts étaient trop enfoncés dans les gants extravéhiculaires pendant les EVA avec la combinaison rigide. L'A7LB a été ajustée en fonction des préférences de Scott, afin d'augmenter sa sensibilité au toucher.

Les bottes lunaires assurent la protection thermique et abrasive des bottes du PGA/ITMG pendant les opérations extérieures lunaires. Elles sont conçues pour permettre le libre mouvement des pieds et ne compriment pas les bottes du PGA/ITMG. Exceptée la plante du pied, la protection (couche extérieure) de la botte lunaire est fabriquée en tissu de métal tissé (Chromel R ^®) et le secteur de la languette avec du tissu Bêta enduit avec du Téflon. Les nervures dépassant du bas de la semelle, augmentent les qualités d'isolation thermique (semelle fabriqué en caoutchouc de silicone ayant des qualités d'isolant thermique), procurent une rigidité latérale, et permettent d'améliorer la traction. Ces nervures sont espacées de manière à s'adapter aux échelons de l'échelle du LM. Les couches intérieures ont varié au cours du programme. Pour les missions utilisant la combinaison A7L (Apollo 11 à 14), elles sont constituées, de l'extérieur vers l'intérieur, de deux couches de super Kapton suivies de cinq couches de Mylar aluminisé perforé, celles-ci séparées (alternance) par quatre couches de Dacron non-tissé suivies d'une doublure intérieure de tissu Bêta enduit de Téflon. Deux couches de feutre Nomex dans la plante du pied, fournissent une isolation thermique complémentaire de la surface lunaire.

Une autre photo de la fabrication des bottes (photo envoyée gracieusement par Mr Bill Ayrey, ILC Company)

Dans un premier temps, les ingénieurs développent un ensemble alors appelé Extravehicular Visor Assembly (EVVA), ils utilisent du polycarbonate de couleur rouge pour la fabrication de cette coque de protection du bubble casque. Conçu pour atténuer la lumière et l'énergie calorifique, pour protéger le casque pressurisé d'un éventuel impact accidentel ainsi que pour fournir un champ visuel presque entièrement dégagé, il se compose de 2 visières fabriquées en polycarbonate également. Ce montage est testé lors du vol Apollo IX où Scott et Schweickart réalisent une sortie extra véhiculaire. D'autres tests sont réalisés dans des simulateurs de condition lunaire (température et pression) et permettent de découvrir que le matériau employé ne résiste pas aux conditions extrêmes de l'environnement lunaire et compromettre la solidité du casque.

Le LEVA (pour Lunar Extravehicular Visor Assembly) est un dispositif d'atténuation de la lumière et de la chaleur qui se fixe, à l'aide d'un cerclage, sur les colliers entourant la base du casque à pression (PHA). Il offre une protection mécanique et thermique supplémentaire (contre les micrométéoroïdes, la chaleur et les dommages accidentels) au PHA, ainsi qu'une vision protégée pour l'astronaute. Il se compose des sous-ensembles suivants :

a) Ensemble de la coque
b) Enveloppe de protection de la coque
c) Écran de protection
d) Écran pare-soleil
e) Ensemble moyeu (2)
f) Mécanisme de verrouillage
g) Pare-soleil (œillères) latéraux (2)
h) Pare-soleil (casquette) central.

Un joint d'étanchéité à la lumière en élastomère de couleur noir situé sur le raidisseur de l'écran de protection empêche toute fuite directe de lumière entre celle-ci et l'écran pare soleil. L'écran de protection, lorsqu'il est abaissé au maximum, s'étend sur un joint thermique et lumineux dans la zone frontale de l'ensemble de la coque. La position des écrans à l'intérieur de la coque et autour du joint d'étanchéité à la lumière est réglable. La position radiale des cames de support des écrans détermine leur position par rapport à la coque.

Le LEVA se compose de la même coque arrière rigide moulée en polycarbonate rouge que l'EVVA (200 fois plus résistant que le verre) sur laquelle sont fixés les écrans, les charnières, les pares-soleil, le cerclage et l'envelope de protection. L'enveloppe de protection de la coque (MLI) est fixé sur la coque et s'étend sous le cerclage de fixation du casque pour fournir une protection thermique et contre les micrométéoroïdes pour la zone d'interface LEVA / ITMG ou LEVA / CLA (Cover Layer Assembly). Cette protection est fabriquée avec sept couches de Mylar aluminisé perforé et six couches de Dacron non-tissé. Les couches sont arrangées alternativement afin de réduire le transfert thermique intercalaire, la couche extérieure ou le revêtement est fait de tissu Bêta enduits de Téflon pour une protection thermique et anti-feu supplémentaire. Les zones d'usure potentielles sur le bord avant sont renforcées avec du tissu Téflon. Du Velcro est utilisé pour fixer le collier sur la zone d'interface LEVA / ITMG ou LEVA / CLA (Cover Layer Assembly). Lorsqu'il est fixé sur le PHA et que les deux écrans sont abaissées, le LEVA offre une protection adéquate pour les conditions thermiques et lumineuses prévues sur la surface lunaire. Les pares-soleil peuvent également être abaissés pour atténuer l'éblouissement solaire rasant. Lorsqu'on fait face au soleil, le pare soleil central peut être abaissé et sa visière ajustée pour offrir une protection supplémentaire contre l'éblouissement solaire.

Le LEVA se verrouille autour du PHA au niveau de l'anneau du cou du TLSA. Une fois le loquet sécurisé, une connexion rigide est assurée entre les deux éléments. Près des charnières des écrans, des sangles en polypropylène sont utilisées à travers les parties de support découpées de la coque de l'écran pour permettre une résistance à la flexion et pour faciliter l'écartement de celui-ci lors de l'enfilage de la LEVA.

- L'écran de protection est fabriqué en polycarbonate stabilisé contre les ultraviolets qui offre une protection contre les chocs, les micrométéoroïdes et les rayons ultraviolets. Il peut être positionnée n'importe où entre les positions entièrement relevée et entièrement abaissée. Il nécessite une force d'environ 0,9 à 1,8 kg (2 à 4 lb) sur les tirettes pour être déplacé. Un revêtement est ajouté à la surface intérieure de cet ensemble. Le joint en élastomère sur la surface supérieure du raidisseur empêche le passage de la lumière entre les deux écrans. L'écran de protection peut être abaissé indépendamment de l'écran pare-soleil, mais ne peut pas être relevé indépendamment lorsque l'écran pare-soleil est en position basse.

- L'écran pare-soleil est fabriqué en polysulfone (nouveau matériau plastique découvert en 1966). Sa surface intérieure est recouverte d'une fine couche d'or qui assure une protection contre la lumière et réduit la chaleur à l'intérieur du casque en rejettant une quantité significative de rayonnement infrarouge. En effet, l’or réfléchit bien les longueurs d’onde IR (chaleur) mais ne réfléchit pas bien les UV. Heureusement, le polycarbonate (l'écran de protection se trouvant juste en dessous) absorbe bien les UV. Il peut être positionné n'importe où comme l'écran de protection, grâce à ses tirettes. Il ne peut être abaissé indépendamment que si l'écran de protection est en position basse, cependant il peut être relevé ou abaissé indépendamment lorsque le pare-soleil central est entièrement relevé et que l'écran de protection est en position basse.

Les charnières situées de chaque côté de la coque LEVA sont des dispositifs de support et de pivotement pour les deux écrans et les œillères. Les positions des charnières permettent d'ajuster correctement les écrans à la coque du LEVA et au PHA et d'obtenir une bonne étanchéité à la lumière. Chaque charnière est composée d'un boulon traversant, d'un moyeu en deux parties qui supporte des rondelles de matériaux différents, d'entretoises et d'un ressort. La tension du ressort est réglable et détermine la force nécessaire aux mouvements de l'écran et de l'œillère latérale. Une fois le réglage effectué, le boulon d'articulation est sécurisé à l'aide d'un fil métallique de verrouillage.

Le mécanisme de verrouillage (cerclage) est en acier inoxydable et sert à fixer la base de la coque LEVA autour de la PHA, au-dessus de l'anneau du col du casque. La fonction de centrage du loquet rapproche les deux côtés de la partie avant de la structure de la coque LEVA et la resserre autour de la PHA. Une lanière attachée à la languette d'actionnement du loquet et à l'assemblage du couvercle de la coquille permet d'actionner facilement le loquet avec une main gantée.

Les pare-soleils (œillères et casquette) sont construits en fibre de verre et sont recouverts d'une peinture époxy blanche sur les surfaces extérieures. Les surfaces intérieures sont recouvertes d'une peinture époxy noire. Les latéraux sont fixés aux charnières et peuvent être abaissés indépendamment de l'écran pare-soleil et l'un de l'autre pour empêcher la pénétration de la lumière dans les zones de vision latérales, réduisant ainsi l'éblouissement solaire à faible angle.

Le pare-soleil central (vue sur le schéma), qui ne sera disponible qu'à partir du vol Apollo XIII, est fixé à la coque de LEVA au-dessus de la couverture thermique et peut être abaissé indépendamment des pare-soleil latéraux. Lorsqu'il est suffisamment abaissé, sa visière peut être positionné de manière à réduire l'éblouissement solaire. Celle-ci est maintenue dans la position souhaitée par un mécanisme à cliquet intégré à l'ensemble de charnières. Le pare-soleil central ne peut être abaissé indépendamment que si la visière de protection et la visière pare-soleil sont en position basse.

Bon à savoir :
Pour la marche lunaire, il est conseillé aux astronautes de se tenir penché en avant, et si personne ne tombe au cours de la première expédition (Apollo XI), "Pete" Conrad fait une chute sur le sol sélène sans gravité (Apollo XII), la faible pesanteur lui laissant le temps de se rattraper ou d'amortir sa chute.

"Al" Shepard (Apollo XIV) en ramassant une pierre met un genou à terre et s'enfonçe d'une dizaine de centimètres, son coéquipier "Ed" Mitchell doit l'aider à se relever. David Scott (Apollo XV) fait aussi une chute sans gravité. Par la suite c'est Young (Apollo XVI) qui s'emmêle les pieds sur un câblage et chute, ce qui cause la désactivation de la station lunaire ALSEP (Apollo Lunar Surface Experiment Package).
Pour chaque mission, 15 combinaisons sont fabriquées, avec trois combinaisons pour chacun des membres de l'équipage principal (principal, entraînement et de réserve) et deux pour l'équipage de réserve (principal et entraînement). Chaque combinaison est unique et fait sur mesure pour les astronautes, d'Apollo VII à XVII, 165 combinaisons ont été fabriquées.

Mise en place de brassards rouges sur les bras et les jambes du scaphandre (ITMG) du commandant pour le différencier du pilote LM après Apollo XII.

Petit bonus, une visionneuse sur l'essai d'habillage d'une combinaison A7L par un journaliste de la revue Italienne Epoca :

Photo (tirée de la revue Italienne Epoca) des différentes couches composant la combinaison	Les différentes couches de protection (Kapton aluminisé) servant à la fabrication de l'ITMG
Une autre prise de vue des couches (photo envoyée gracieusement par Mr Bill Ayrey; ILC Company)	Inspection de l'ITMG... (photo envoyée gracieusement par Mr Bill Ayrey, ILC Company)

Les différentes couches des bottes lunaires (captures d'écran de l'émission Moon Machines)
	Radiographie de la paire de bottes lunaires du commandant Armstrong.