Combinaison spatiale 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 est inscrite dans la liste restreinte de la NASA pour développer la combinaison spatiale du programme Apollo.
Le 31 du même mois, Hamilton Standard est sélectionnée par la NASA pour en être le maître d'œuvre. Le principal sous-traitant d'Hamilton est International Latex Corporation (ILC), responsable de la fabrication de la combinaison pressurisée.

Le 5 octobre, un contrat, d'une valeur de 1 550 000 $, est signé entre la NASA, Hamilton Standard et International Latex Corporation pour développer la combinaison spatiale destinée aux membres de l'équipage d'Apollo.
En tant que maître d'œuvre, Hamilton Standard assume la gestion globale du programme et développera l'équipement de soutien de vie (le PLSS), porté par les astronautes lors des missions lunaires.
ILC, en tant que sous-traitant, fabriquera la combinaison pressurisée avec l'appui de Republic Aviation Corporation, qui fournira des données sur les facteurs humains et réalisera les essais environnementaux. Cette combinaison offrira aux astronautes une plus grande mobilité par rapport aux modèles précédents, leur permettant de marcher, de se plier et de se relever avec une facilité accrue.

Le 23 janvier, le contrat est modifié pour inclure l'équipement de communications et de télémétrie destiné à 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 utiliser avec le PLSS.

15 août, ITT's Kellogg Division remet 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 choisi pour être utilisé dans l'unité de mobilité extravéhiculaire de la future combinaison A7L. Ce nouveau casque est plus petit et plus léger que les précédents ; des études approfondies menées par la CSD ont démontré ses avantages en termes de confort, de visibilité et de facilité de mise en place et de retrait (donning/doffing).

5 novembre, La NASA annonce qu'elle est en négociation avec ILC pour un contrat d'environ 10 millions de dollars concernant la fabrication du costume spatial, incluant 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-micrométéoroïdes (appelé normalement le LITMG pour Lunar Integrated Thermal Micrometeoroid Garment ou simplement ITMG). En même temps, un contrat d'environ 20 millions de dollars est en négociation avec Hamilton Standard pour le développement et la fabrication de l'appareil de survie portatif (PLSS), avec une autonomie énergétique de quatre heures.

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

La combinaison A7L représente la version opérationnelle d'une longue lignée de prototypes :

- AIC : 1^er prototype de la combinaison pour Apollo, développé par Hamilton Standard et ILC, mais trop large pour les couchettes du vaisseau spatial Apollo. La compression résultante du programme (en terme de temps) a conduit à son remplacement par la combinaison modifiée de Gemini de David Clark, appelée AIC. Cette combinaison a été utilisée uniquement pour les essais et non pour les missions réelles, étant 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) : ces combinaisons ont été utilisées pour des tests d'intégration d'équipage, des tests de ventilation, des tests de mobilité, des tests de performance, ainsi que pour des tests de maquette (boilerplate).

- AX4, A4H : Hamilton Standard a reçu un contrat pour la fabrication de 12 combinaisons d'entraînement en août 1964. Ces modèles portent les numéros de série du n° AX4H-025 au n° AX4H-036 et sont considérés comme des prototypes d'entraînement. Pendant ce temps, ILC et Hamilton Standard négocient un nouveau contrat dans lequel ILC introduit une clause de notification de propriété industrielle, ce qui a retardé la préparation de la proposition d'Hamilton Standard à la NASA.

Hamilton Standard engage B.F. Goodrich comme conseiller technique et fabrique 5 combinaisons de leur propre conception. Il est à noter que la société Goodrich est une pionnière dans la conception du casque de type bulle.

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

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

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

La principale amélioration de cette combinaison par rapport à celles des programmes Mercury et Gemini réside dans sa plus grande mobilité : les astronautes doivent passer par des ouvertures étroites pour se déplacer 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), et la combinaison doit leur permettre de marcher, de se baisser et d'effectuer des travaux manuels assez complexes. Les combinaisons spatiales A7L (pour le CDR et le LMP) sont des modèles dits mixtes, car elles sont conçues à la fois pour les activités intravéhiculaires et extravéhiculaires.

Tout est mis en œuvre pour minimiser la gêne causée par le port de la combinaison. Celle-ci est spécialement conçue pour protéger l'astronaute des dangers du milieu spatial :
- températures extrêmes (sur la Lune, les températures peuvent atteindre -157°C à l'ombre ou +120°C en plein soleil) ;
- rayonnement solaire ;
- rayonnement cosmique ;
- vide (bien que la mécanique quantique stipule que le vide absolu n'existe pas, il s'agit généralement d'un état de pression extrêmement faible, difficilement mesurable avec des instruments conventionnels) ;
- micrométéoroïdes.
De plus, sur la Lune, elle doit résister aux éventuelles chutes sans compromettre son intégrité structurelle, empêchant ainsi toute fuite d’atmosphère et la décompression fatale pour l'astronaute.

La configuration initiale de la combinaison Apollo comprend plusieurs éléments :
- un sous-vêtement classique en coton (CWG, pour constant wear garment), porté durant le décollage et les différentes phases du vol ;
- un vêtement à refroidissement liquide (LCG, pour liquid cooling garment), utilisé exclusivement lors des sorties extravéhiculaires (EVA) sur la Lune par le Commandant (CDR) et le Pilote du Module Lunaire (LMP) ;
- le TLSA (Torso Limb Suit Assembly), qui couvre la partie torse et les membres ;
- un vêtement de protection thermique externe et un vêtement de protection contre les micrométéoroïdes, qui seront plus tard combinés pour former l'ITMG

La combinaison complète comprend : le TLSA + l'ITMG (ou IVCL) + le PGA Electrical Harness = l'ensemble désigné sous le nom de PGA (Pressure Garment 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, offrant une résistance à l'abrasion et aux flammes.
n°2 : tissu Bêta (Super Bêta) (fibre de silice enduite de Téflon), fournissant une protection incendie (ininflammable dans une atmosphère d'oxygène pur).
n°3, 5 : Kapton aluminisé, offrant une isolation réfléchissante.
n°4, 6 : marquisette Bêta (fibre de silice enduite de Téflon avec du Kapton stratifié), servant d'entretoise entre les surfaces réfléchissantes.
n°7, 9, 11, 13, 15 : Mylar aluminisé, offrant une isolation réfléchissante.
n°8, 10, 12, 14 : Dacron non tissé, servant d'entretoise.
n°16 : nylon ripstop enduit de Néoprène, couche intérieure.

Le TLSA :
n°17 : nylon, pour la contention et le maintien du réservoir souple pressurisé.
n°18 : nylon enduit de Néoprène, constituant le matériau du réservoir souple, servant de couche imperméable pour contenir 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, offrant une protection abrasive.
n°21 : tissu léger de Nomex, pour assurer le confort.

La combinaison IV (intravehicular pour intravéhiculaire, celle du CMP) est composée de seulement 6 couches. Moins épaisse que la configuration EV, son survêtement de protection blanc, l'IVCL, ne comporte que peu de protection thermique et aucune protection contre les micrométéoroïdes.

L'IVLC (de base) :
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 contention/maintien pour le réservoir souple pressurisé.
n°4 : nylon enduit de Néoprène, composant le réservoir souple (la vessie) servant de couche imperméable contenant la pressurisation.
n°5 : tissu léger de Nomex, pour le confort.

L'ITMG (Integrated Thermal Micrometeoroid Garment) est un assemblage léger et multilaminé (voir sa description ci-dessus), faisant office de survêtement de protection externe. Conçu pour couvrir et épouser les contours du TLSA, il constitue la couche la plus extérieure de la combinaison spatiale et a pour rôle de protéger contre toute source d'inflammation potentielle. L'ITMG protège également l'astronaute des températures extrêmes de l'environnement, des impacts de micrométéoroïdes et contribue à réduire l'usure de la partie pressurisée de la combinaison (TLSA). Pour remplir ces fonctions, une combinaison de plusieurs matériaux est utilisée.

La couche externe continue de l'ITMG de l'A7L (EV) est constituée d'un tissu Bêta (Super Bêta) ininflammable, renforcé par des pièces de tissu Téflon pour protéger les zones soumises à une forte abrasion, telles que les genoux, la taille, les coudes et les épaules. Une couche de Chromel R est également présente sur le haut du dos pour protéger contre les frottements du PLSS. Ensuite, plusieurs sous-couches isolantes (Kapton aluminisé, Mylar, Dacron) assurent une protection thermique supplémentaire. La couche intérieure est en nylon enduit de Néoprène. Des poches sont ajoutées au niveau des épaules et au niveau de la cuisse gauche. Les volets d'accès, qui couvrent la fermeture d'entrée, le connecteur UCTA et la zone d'injection biomédicale, sont maintenus fermés par des boutons-pression et des bandes Velcro résistantes au feu. Enfin, des housses de protection thermique recouvrent la soupape de surpression et le manomètre, tout en permettant une surveillance continue de la pression de la combinaison.

Bon à savoir : le tissu en Téflon, bien que légèrement inflammable lorsqu'il est utilisé seul dans de l'oxygène pur, ne présente aucun risque de combustion lorsqu'il est confiné dans de petites zones en contact direct avec le tissu Bêta. Ce dernier agit comme un dissipateur thermique, empêchant ainsi toute combustion continue. Pour répondre aux exigences d'isolation thermique, l'ITMG repose sur un composite multicouche appelé superisolation. Les deux premières couches, composées de Kapton et de marquisette Bêta d'une épaisseur de 0,012 mm (0,5 mil), jouent à la fois le rôle de retardateur de flamme et d'écran anti-rayonnement. Les couches isolantes suivantes sont constituées d’écrans de protection contre les radiations en Mylar aluminisé de 0,0063 mm (0,25 mil) d’épaisseur, intercalés avec des entretoises en Dacron non tissé. Le Dacron, bien que plus durable que le Kapton/Bêta, présente une inflammabilité supérieure. Toutefois, dans cette configuration, l’utilisation du Mylar aluminisé reste possible grâce à la résistance aux flammes des couches externes et à la faible présence d’oxygène entre les couches d’isolation. Aux côtés des autres couches, la dernière couche de l'ITMG, en nylon ripstop recouvert de Néoprène, offre une protection contre les micrométéoroïdes. Bien qu’inflammable, elle reste protégée de toute combustion externe grâce aux autres couches de l'ITMG.

Des surbottes de protection recouvrent les bottes du PGA, à l'exception de la semelle et le talon. Elles sont fabriquées avec les mêmes matériaux que l'ITMG. Un système de ruban à boucles et de cordon de laçage permet de maintenir cette protection en place, aussi bien sur le dessus que autour de la semelle et du talon. Une fermeture à glissière, située en haut de chaque surbotte, permet de l'attacher à la jambe de l'ITMG. De plus, une pièce de renfort en Téflon entoure la cheville de l'ITMG pour prévenir l'usure prématurée due aux frottements avec la botte lunaire. Tant sur le A7L que pour l'A7LB, l'ITMG est fixé ç l'aide de cordons de laçage, de bandes velcro et de boutons-pression. Imaginez le cordon de laçage comme un lacet de chaussure qui maintient l'ITMG en place. Ce cordon passe à travers de deux cordelettes à boucles ("loop tape" sur la photo de droite ci-dessous), cousues respectivement sur la combinaison et sur l'ITMG. La fixation de l'ITMG est pratiquement identique entre le A7L et le A7LB. ILC a remplacé le revêtement en nylon de la combinaison par du Nomex pour plus de confort, et le polyuréthane des semelles des bottes a été substitué par 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 antimicrométéoroïdes ont été réalisés, entre autres, à l'aide de petites sphères de verre de silicate /236, d'un diamètre compris entre 0,25 et 0,4 mm, lancées à une vitesse de 7,2 km/s au moment de l'impact.
(Source : article de la revue "Aviation Week and Space Technology", Vol. 90, No. 9, 1969.)

L'IVCL (pour IntraVehicular Cover Layer) est un survêtement de protection à trois couches conçu pour préserver le TLSA du pilote du module de commande (CMP) contre l'abrasion. Sur les vols Apollo 7, 8, 10, 11, 12 et 13, il est composé d'une couche intérieure de tissu Nomex (résistant aux accrocs et servant de protection incendie) et de deux couches extérieures de tissu Bêta ininflammable (fibre de silice enduite de Téflon). À l'extérieur de l'IVCL, des couches supplémentaires d'abrasion, formées d'une épaisseur de tissu Bêta, sont ajoutées au niveau des genoux, des coudes et des épaules. Un coussin en feutre Nomex est également fixé à chaque épaule pour renforcer la protection contre l'abrasion.Des patchs en tissu Téflon sont utilisés pour une protection supplémentaire contre les éraflures et l'abrasion dans les zones particulièrement sollicitées. Des rabats permettent d'accéder à la fermeture d'entrée, au disque d'injection médicale et au connecteur de transfert d'urine, et sont fabriqués à partir des mêmes matériaux que le corps principal de l'IVCL.

L'IVCL comprend également plusieurs poches : une pour la lampe de poche sur la partie supérieure du bras gauche (qui peut également contenir deux stylos), une poche pour lunettes de Soleil sur la partie supérieure du bras droit, et une poche utilitaire sur la partie supérieure de la cuisse gauche. Chaque poche est constituée d'une couche extérieure en tissu Bêta et d'une couche intérieure en Nomex, et toutes sont fermées avec un Velcro ignifuge.
Une paire de surbotte de protection IVCL pour les bottes PGA est également disponible. Elles s'ajustent à la botte et se fixent de manière identique à celles de l'ITMG. Confectionnées avec les mêmes matériaux que l'IVCL, ces surbottes ne protègent cependant ni la semelle ni le talon.

Le saviez-vous ?? Sur Apollo 9, l'IVCL se composait d'une couche extérieure de tissu Bêta, d'un stratifié de Kapton et de marquisette Bêta au milieu, et d'une couche intérieure de Nomex. Ce changement de matériau dans la couche intermédiaire, destiné à améliorer la protection thermique, a été conçu pour supporter la première EVA en orbite terrestre.

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

Le TLSA (ou Torso Limb Suit Assembly) constitue la partie du PGA qui recouvre l'ensemble du corps de l'astronaute, à l'exception de la tête et des mains. Bien que les TLSA pour les configurations IV et EV soient fondamentalement similaires, des différences notables existent, principalement en fonction des exigences spécifiques de chaque mission.

La partie torse du TLSA est fabriquée sur mesure pour chaque astronaute. Les modifications apportées aux patrons sont basées sur les dimensions exactes de l'astronaute pour lequel la combinaison est fabriquée. Par exemple, certains astronautes peuvent avoir un grand diamètre de poitrine et une taille plus petite et il faut en tenir compte. L’assemblage du torse comprend tout sauf les bras et les jambes. Il inclut la vessie en néoprène et le matériau de retenue en nylon, les fermetures à glissière de pressurisation et de retenue, ainsi que toutes les ouvertures de passage pour l’oxygène, le gaz viscié, le refroidissement par eau (dans les combinaisons pour activité extravéhiculaire) et les systèmes électriques. Les éléments couvrant les membres (bras et jambes) sont disponibles en différentes tailles et peuvent être ajustés pour s'adapter à la morphologie du porteur.

Il l'a dit : "Lorsqu'un astronaute est affecté à un vol Apollo particulier. De nombreuses mesures sont prises sur son corps, environ 60. Il faut 3 mois, entre le moment ou nous prenons ces mesures et celui où nous avons un combinaison spatiale fabriquée pour lui." Ray Winward, ingénieur du projet.

L'enveloppe pressurisable (ou vessie étanche) du TLSA est fabriquée à partir d'un tissu de nylon enduit de Néoprène, fourni par Reeves Inc.. Une couche supplémentaire de nylon bleu est cousue et collée directement sur la surface externe de la vessie, afin de maintenir sa forme initiale une fois pressurisée et de fournir un soutien structurel.

Saviez-vous cela ?? La compagnie Reeves Inc. a fabriqué le matériau de l'enveloppe pressurisable en utilisant du néoprène de type W, auquel de l'antioxydant 2246 a été ajouté à raison de deux partie pour cent de caoutchouc. Ce néoprène contient également du noir de carbone et un pigment inorganique. La société Reeves a estimé que la durée de conservation utilisable du matériau serait de dix ans, à condition qu'il soit correctement protégé de l'oxygène et de la lumière.

L'épaisseur de la vessie est de 0,13 mm (0,0055 in).
L'épaisseur de la couche de retenue/contention est de 0,36 mm (0,0145 in).

Le saviez-vous ?? Le matériau de contention est léger et à faible élongation conçu pour résister à la fois aux pressions internes de la combinaison et aux contraintes imposées par l'homme travaillant dans la combinaison. Il est essentiel de concevoir et de découper les pièces du patron du matériau de retenue légèrement plus petites que celles de la vessie interne, car, une fois assemblée, la couche de retenue doit supporter la charge structurelle lorsque la combinaison est pressurisée. Si ce n'est pas le cas, le matériau plus fragile de la vessie serait soumis à des forces pouvant provoquer sa rupture, ce qui pourrait entraîner la perte de l'astronaute. En janvier 1967, ILC a opté pour un tissu de nylon bleu foncé de 198,45 g (7 oz), tissé Oxford, comme matériau de retenue.

Des flexibles en caoutchouc convolutés (joints ondulés hélicoïdalement), offrant un pratiquement constant, sont installés au niveau des épaules, des coudes, des poignets, des hanches, des genoux et des chevilles afin de faciliter les mouvements tout en minimisant la consommation d'énergie.
Sur la cuisse droite du TLSA, un patch d'injection biomédicale est cousu, constitué d'un disque en caoutchouc de silicone auto obturant, permettant au membre de l'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 étant celle d'un cône tronqué), et il est identifié par un fil rouge cousu en zigzag tout autour du périmètre.
Les mouvements de rotation au-dessus du coude sont améliorés grâce à une articulation sur roulement à billes au niveau du bras du TLSA.

Les bottes du PGA sont constituées de deux parties : les chaussettes pressurisables et les bottes de contention.

Les chausettes pressurisables : elles sont fabriquées en nylon enduit de Néoprène et constituent une pièce unique. Elles sont intégrées à la jambe du TLSA et se glissent directement dans la botte de contention, les deux éléments étant reliés par un laçage qui relie la jambe de contention à la botte de contention. La chaussette est correctement positionnée et maintenue en place à l'aide d'une bande Velcro qui fixe le bas de la vessie à la semelle de la botte. Le conduit du système de ventilation est également attaché à la vessie. Dans les anciens modèles de combinaisons A5L et A6L, lorsqu’elles étaient pressurisées, les bottes avaient tendance à s'incurvaient le long de la semelle inférieure, des orteils au talon, en raison de la pression à l'intérieur de la combinaison et de l'absence d'éléments suffisamment rigides pour l'empêcher de se gonfler vers l'extérieur. Une solution simple mais astucieuse a été trouvée par les ingénieurs d'ILC, qui ont intégré une âme en treillis métallique dans la semelle de la botte de contention, permettant à celle-ci de fléchir pendant la marche tout en empêchant la largeur de la botte de s'incurver. Les bottes pressurisables étaient disponibles dans cinq tailles, adaptées aux différentes pointures des astronautes du programme.

Les bottes de contention : elles sont confectionnées à partir d'un tissu de nylon bleu foncé conçu pour conserver sa forme sous pression. Elles sont équipées d'un flexible convoluté et des câbles de retenue avec viroles, qui forment l'articulation de la cheville, permettant ainsi flexion et extension. Dotées d'un embout rigide, elles sont cousues à des semelles en élastomère beige (Fluorel), renforcées de plaques métalliques au niveau de la voûte plantaire et les talons, et surmontées de contre pièce en tissu Bêta blanc. La collerette des bottes est bordé d'un ruban à boucles et d'un cordon de laçage pour les fixer à la couche de contention des jambes. Étant donné le temps nécessaire pour le laçage, les ingénieurs ont trouvé une méthode plus rapide pour l'assemblage des futures combinaisons. Ces bottes sont fabriquées individuellement, adaptées à la pointure spécifique de chaque astronaute.

L'astronaute enfile et retire sa combinaison pressurisée par une ouverture dorsale. La fermeture est assurée par deux longues fermetures à glissière intégrées au TLSA, s'étendant de la base postérieure du cou au pubis.

a) Fermeture à glissière avec longe rouge : légèrement plus courte que la seconde, c'est une fermeture à glissière robuste en acier inoxydable aide à supporter les contraintes mécaniques à la mise sous pression. Elle permet également de réduire le risque d'endommager la surface d'étanchéité, qui est relativement petite et fragile, des joints à lèvres présents sur la fermeture étanche. C'est la première à être fermée.

b) Fermeture à glissière avec longe bleue : il s'agit de la fermeture à glissière étanche fabriquée par BF Goodrich. Positionnée au-dessus de la fermeture mécanique, elle est maintenue en place par un bouton-pression de sécurité et une serrure à loquet, empêchant tout retour en arrière une fois fermée. Elle ne fonctionne correctement que lorsqu'elle est installée en ligne droite. Si elle est pliée vers gauche ou vers droite de l'axe central, des fuites peuvent survenir. Cependant, elle peut être pliée d'avant en arrière, par exemple, autour de la zone de l’entrejambe, tout en maintenant une étanchéité suffisante.

Lorsque les longes ne sont pas utilisées, elles sont retirées et rangées dans la poche utilitaire sur la cuisse gauche.

La fermeture à glissière Goodrich fonctionne en forçant la rencontre de deux joints à lèvres en forme de coin, l'un recouvrant l'autre. Les dents imbriquées (les glissières) de la fermeture à glissière maintiennent les joints à lèvres ensemble. Le côté imperméable de la fermeture à glissière est situé à l'intérieur de la combinaison, permettant ainsi à la pression interne de renforcer l’étanchéité en exerçant une force sur le joint. L'extrémité de la fermeture à glissière est scellée par un curseur, dont le corps est composé d'une bride intérieure et d'une bride extérieure, formant deux gorges. Celles-ci se rejoignent, pour engrener ou séparer les dents, tout en guidant leur mouvement lors du déplacement du curseur.
Lorsque la fermeture à glissière est fermée, la surface externe de la bride intérieure du curseur longe la surface du joint à lèvres. Cependant, Il est impossible de rapprocher les joints à lèvres au bout de la fermeture à glissière, car le curseur gêne lorsque celle-ci est complètement fermée. Pour éviter toute fuite à cet endroit, le curseur a été élargi et les joints à lèvres prolongés sous forme de crêtes en caoutchouc surélevées de chaque côté de l’ouverture. En atteignant la butée métallique, le curseur vient s’appuyer contre ces crêtes qui s’enfoncent dans ses gorges. Cette compression forme un joint contre la bride intérieure du curseur, lequel devient alors un élément intégrant de l’étanchéité de la fermeture.

Une protection (volet de fermeture) de l'ITMG équipée d'une bande auto-agrippante (velcro) et de boutons-pression pour la fixation, s'ouvre de la base arrière du cou jusqu'à l'entrejambe, et se termine par une petite fermeture à glissière allant de l'entrejambe jusqu'au pubis. Cette protection a pour but de couvrir la fermeture à glissière du TLSA.

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 l'enveloppe pressurisable, le long de la fermeture à glissière étanche. L'enveloppe pressurisable est cousue et collée à la couche de contention autour des fermetures à glissière.

Le saviez-vous ?? La durée de vie opérationnelle des combinaisons A7L, utilisées sous pression, est de 105 heures. Pour répondre à cette exigence de durée de vie plus longue, certains composants à faible durée de vie utilisés ont dû être remplacés. Cela inclut notamment la fermeture à glissière étanche utilisée pour l'habillage et le déshabillage. La durée de vie de ce composant était limitée à environ 50 cycles d'ouverture et de fermeture, nécessitant en moyenne trois remplacements dans chaque combinaison avant le lancement.

La configuration du TLSA IV (intra véhiculaire) est presque identique à celle du TLSA EV (extra véhiculaire). Toutefois, sur le TLSA IV, l'utilisation d'un maillage de maintien au niveau de l'articulation du coude réduit l'amplitude des mouvements, ce qui n'est pas un inconvénient, car la mobilité accrue fournie par l'articulation du bras du TLSA EV n'est pas nécessaire pour les opérations intra-véhiculaires.
De plus, le système de ventilation IV ne requiert qu’une seule entrée et sortie d’air, ainsi qu’un seul conduit de ventilation au niveau du torse, contrairement au modèle EV qui en dispose de deux.
De la même manière, le bras gauche du TLSA IV ne comporte pas de soupape de sécurité pour la régulation d'urgence de la pression, pour la bonne et simple raison qu’un système de ce type existe déjà sur l’ECS du CSM. Il n'y a pas non plus de manomètre intégré. Pour terminer, il est possible d'ajouter que la version IV ne comprend pas le connecteur multiple pour l'alimentation en eau du LCG, l'anneau pour fixer le mousqueton du filin de sécurité du LM, ni les crochets de fixation du PLSS.

Le saviez-vous ?? La combinaison A7L du CMP présente trois marques circulaires et des renforts sur la partie gauche de la poitrine, la couche de renfort étant ajoutée à l’intérieur et à l’extérieur du torse. Il était courant de fabriquer toutes les combinaisons avec ces emplacements préalablement indiqués et renforcés, au cas où l'une d’elles serait ultérieurement sélectionnée pour être transformée en combinaison d’entraînement extravéhiculaire, nécessitant un double jeu de connecteurs. Il était aussi plus économique de les fabriquer toutes avec cette option plutôt que de modifier ultérieurement une combinaison qui n’avait ni zones renforcées ni emplacements repérés.

Un des systèmes les plus essentiels intégrés à chaque combinaison A7L (et plus tard A7LB) consiste en des câbles en acier de qualité aéronautique, qui courent verticalement des bottes à l'anneau du casque et horizontalement d'un gant à l'autre (exemple voir photo). La tension élevée dans la combinaison pressurisée, résultant de la pression interne et des charges physiques imposées par les astronautes lors d'activités intenses, aurait littéralement déchiré la combinaison si les charges n'avaient pas été contenues. Les tissus utilisés pour la fabrication de l'A7L ne pouvaient pas supporter ces contraintes et ces déformations. Par conséquent, des câbles en acier ont été élaborés afin de supporter ces charges tout en étant aussi discrets que possible pour l'utilisateur. Toutefois, il arrivait parfois que les astronautes ressentaient des pincements, notamment lorsqu'ils étaient assis dans le CM et que les câbles se retrouvaient coincés entre leur dos et les couchettes.

Anecdote : à l'origine, le soufflet en caoutchouc servant d'articulation pour les épaules était une des raisons de la difficulté à effectuer des mouvements une fois la combinaison pressurisée. Cependant, grâce à une idée novatrice, les ingénieurs ont équipé le TLSA de deux câbles métalliques de retenue s'étendant latéralement depuis la partie supérieure du thorax, autour des biceps, jusqu'à la colonne vertébrale. 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. Ce système rétablit ainsi la fonction d'étirement et de contraction d'origine du soufflet, permettant aux épaules de se mouvoir de manière adéquate dans toutes les directions tout en préservant leur forme (voir vidéo ci-dessus). Pendant les opérations sous pression, les câbles supportent également les charges axiales des membres supérieurs (voir photos ci-dessus). Dans les premières versions de la combinaison A7L, les câbles pouvaient être déconnectés à partir d'un dispositif situé sur la partie antérieure de la poitrine. La déconnexion des câbles réduisait la restriction causée par ces derniers, facilitant ainsi l'entrée et la sortie de la combinaison. Cela permettait également aux membres de l'équipage de travailler plus confortablement dans une combinaison non pressurisée. Cette fonctionnalité a été supprimée à partir du vol Apollo 10, probablement en raison de la nécessité de connecter les câbles lorsque la combinaison était pressurisée, car les charges mécaniques auxquelles le torse était soumis étaient importantes (3,75 lb / psi). Il était en effet possible que quelqu'un oublie de reconnecter les câbles, et il était jugé préférable de les retirer. De cette manière, le support fixe de la nouvelle génération de conception a éliminé le risque de déconnexion accidentelle pendant la mission.

Le saviez-vous ?? Les câbles sont constitués de longueurs d’acier inoxydable revêtu de nylon.

On retrouve des pièces chaudronnées servant à guider les câbles, notamment :

Le dispositif de retournement des épaules et le guide câble : ces composants sont constitués d'un tube en acier inoxydable spécialement profilé, brasé à un anneau métallique plat d'un diamètre d'environ 18 cm (7 pouces). L'ensemble s'adapte autour du cône de l'épaule et est maintenu en place par un cordon de laçage. Sa position permet de localiser le câble de l'épaule par rapport au centre de pression approximatif du convolute de l'épaule. Pour permettre des mouvements avant et arrière de l'épaule avec un faible couple, un tube en Téflon est collé à l'intérieur du tube métallique, et des embouts spécialement conçus sont brasés à chaque extrémité du tube. Cet anneau de retournement servait à guider le câble de poitrine depuis l'avant de la poitrine, au-dessus des épaules, jusqu'à la partie supérieure du dos de la combinaison spatiale Apollo A7L. Ce support a joué un rôle crucial en réduisant l'encombrement au niveau des épaules, permettant ainsi aux trois astronautes de s'asseoir côte à côte dans le module de commande.

Le guide-câble arrière : Il s’agit d’une courte section de tube en acier inoxydable évasé, brasé à une plaque de montage. Un guide-câble est fixé de chaque côté de la fermeture à glissière d’entrée afin de positionner la partie du câble d’épaule qui traverse l’arrière de la TLSA. Ce guide est attaché aux parties renforcées du torse à l’aide de deux rivets.

L'A7L intègre également des pièces usinées de haute précision, notamment les roulements d’articulation des bras supérieurs, adjacents aux articulations biaxiales (flexible convoluté) des coudes à volume (quasi) constant. Ces bagues, d’un diamètre d’environ 14 cm (5,5 in) et d’une hauteur d’environ 4,4 cm (1,75 in) pour les premiers modèles, sont équipées de roulements à billes permettant la rotation du bras inférieur autour de son axe par rapport au bras supérieur. Des joints d'étanchéité rotatifs complets garantissent l'étanchéité de la combinaison pressurisée tout en permettant cette rotation. Les roulements d’articulation des bras sont pratiquement parfaitement horizontaux, ce qui permet d’adopter une position totalement neutre ou "bras abaissés".
Mais, lors des tests de la combinaison pour les premières missions, il a été observé que ces roulements augmentaient considérablement la largeur des combinaisons lorsqu’elles étaient mesurées au niveau des bras. Cela rendait l’ajustement trop serré pour l’équipage lorsqu’il était attaché à l’intérieur du module de commande Apollo. En conséquence, les roulements d’articulation des bras ont été retirés des combinaisons des membres d’équipage pour les missions Apollo 7 à 10. Pour remédier à ce problème, ILC a conçu un roulement plus compact, réduisant ainsi la longueur. Ce nouveau roulement fut prêt pour la mission Apollo 11 et fut utilisé sur toutes les combinaisons EVA suivantes, de la mission Apollo 11 à Apollo 17. La longueur de ce nouveau roulement a été réduite de 4,4 cm à 1,59 cm (1¾ in à ⅝ in). Il a également été déplacé de 2,54 cm (1 in) vers le haut du bras afin de s'assurer que le coude soit positionné au centre du flexible convoluté. Les roulements de bras comportent deux butées intégrées, garantissant que le bras inférieur reste toujours correctement aligné avec le bras supérieur.

Les épaules, les coudes et les autres zones mobiles étaient conçues avec des segments « convolutés », qui sont en fait des soufflets. Le mouvement du corps dans la combinaison peut réduire le volume autour de zones comme l'intérieur 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, ce qui rend les mouvements plus difficiles (ATTENTION, il ne s'agit pas d'un gonflement élastique comme celui d'un ballon de baudruche, mais plutôt d'un gonflement comparable à celui d'un pneu. Le volume global reste pratiquement constant, mais la rigidité dépend principalement de la pression interne). Une pression accrue dans la combinaison complique encore davantage la tâche. Ainsi, l'association d'une pression plus faible dans la combinaison et de ces soufflets a contribué à réduire l'effort nécessaire pour les mouvements. En pliant votre coude à l'intérieur d'un soufflet, la partie interne se comprime tandis que la partie externe s'étire. Cette conception dite de "volume constant" permet que le mouvement n'affecte pas (ou très peu) le volume à l'intérieur de la partie bras de la combinaison, de manière à ce que la résistance due à la différence de pression entre la combinaison et l'extérieur ne s'accroît pas.

Ces soufflets, en caoutchouc trempé sont fabriqués par ILC en enroulant de la maille de nylon autour d'un moule [1], puis en immergeant 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 intégrés des deux côté, moulés dans la masse. Ces câbles sont conçus pour supporter les contraintes subies par la combinaison lorsqu'elle est pressurisée. En effet, 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 contraire aux objectifs des ingénieurs. Ces câbles assurent ainsi l'intégrité structurelle de la combinaison, en compensant les contraintes très importantes générées par la pression. Ils agissent également comme des charnières, permettant aux articulations de revenir à leur position initiale, ce qui facilite les mouvements de l'astronaute. Grâce à eux, beaucoup moins d'efforts sont nécessaires pour se baisser, marcher ou plier les coudes.

Une fois le PGA pressurisé, le patch d'injection doit permettre à l'astronaute de s'auto-administrer ou de recevoir des injections hypodermiques à l'aide d'une aiguille de type piston à ressort. Dans une zone à définir par la NASA, le PGA doit présenter des caractéristiques facilitant l'insertion de l'aiguille et son retrait ultérieur, sans compromettre l'intégrité de la pression ou la fiabilité de la combinaison, et il doit être auto-obturant pour éviter toute fuite de gaz au point de pénétration de l’aiguille. Concernant les injections médicales, la zone optimale se situe sur la face ventrolatérale de la cuisse, à peu près à mi-chemin entre le genou et la hanche, bien qu’une localisation dans la région deltoïde de chaque bras reste envisageable.

Les patchs d'injection sont cousus dans la couche de contention (maintien) à l'aide d'un motif en zigzag, ce qui permet de confirmer visuellement la zone d'injection. Le disque d'injection est intégré entre la vessie et la couche de contention. Lorsque il est utilisé, l'aiguille perfore successivement la couche de contention, le disque d’injection et la vessie, avant de pénétrer dans la cavité de la combinaison. Un rabat placé sur l'ITMG protége cette zone du patch et, maintenu par des boutons-pression et du velcro, offre, une fois ouvert, un accès simultané au patch d’injection et au connecteur de transfert d’urine (UTC). Par ailleurs, la tubulure du vêtement de refroidissement liquide (LCG) a été repositionnée stratégiquement pour s’éloigner de la zone d’injection sur la cuisse droite, évitant ainsi tout risque de perforation.

Sur la combinaison A7LB, le patch d'injection a été déplacé sur la cuisse gauche. Ce changement résulte d’une cascade de modifications initiée par le repositionnement du manomètre de la combinaison, qui, initialement situé sur le poignet droit de l’A7L, a été transféré sur le poignet gauche pour l’A7LB. Ce déplacement a contraint la soupape de surpression, à l’origine placée sur le poignet gauche de l’A7L, à occuper l’emplacement du patch sur la cuisse droite, menant finalement au transfert du patch d’injection vers la cuisse gauche.

La composition exacte de ce patch est peu documentée. Ainsi, pour les besoins d'un article publié en 2013, des chercheurs du Johnson Space Center et du Glenn Research Center ont extrait le patch d'injection de la combinaison portée par Frank Borman commandant d'Apollo 8. Le patch présente un diamètre de 5,08 cm et une épaisseur de 0,25 cm. Des tests non destructifs ont révélés du'il se compose de deux faces en matériaux différents : une face jaune transparente orientée vers le corps de l’astronaute, et une face blanche opaque à l’extérieur. Bien que similaires, ces deux faces présentent des compositions matérielles légèrement distinctes. Par ailleurs, le patch est constitué de plus de 97 % de silicone, avec des traces importantes de chlore et de titane, ainsi que de plus petites quantités d’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

Sur les modèles A7L, la sangle d'ajustement du torse fait partie intégrante du système de retenue de la combinaison. 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 pouvant pas intégrer ces deux dispositifs dans la même zone), la combinaison A7L (Apollo VII jusqu'à XIV) ne permet pas une flexion facile au niveau de la taille lorsqu'elle est pressurisée. Ainsi, il est difficile pour l'astronaute de fléchir la taille, comme lorsqu'il passe de la position debout à la position assise. Cette sangle, fonctionnant grâce à un système de poulie générant une grande force, permet de plier mécaniquement le torse. Avant Apollo 15 et la mise en service du LRV, la sangle servait principalement à aider les membres de l’équipage à s'installer en position assise à l’intérieur du CM. En tirant sur la sangle, l’astronaute forçait le torse de la combinaison à se plier au niveau de la taille, ce qui soulageait les contraintes de flexion vers l'avant exercées sur son corps, facilitant ainsi son installation dans les couchettes du CM. Lorsque la sangle était tendue, elle maintenait la combinaison dans cette position pliée. Pour rétablir la position allongée de la combinaison, l'astronaute n’avait qu’à tirer sur la boucle située au sommet de la sangle pour relâcher la tension. La sangle était suspendue à la boucle fixée au support supérieur du PLSS et sa longueur était rangée dans une pochette. Elle sera supprimée sur la version A7LB de la combinaison (destinée uniquement au CDR et au LMP) grâce au déplacement de la fermeture à glissière et à l’ajout d’un flexible convoluté au niveau de la taille, permettant ainsi aux astronautes de s'asseoir plus facilement, notamment dans le LRV.

Le saviez-vous?
- la confection du TLSA est réalisée à l'aide de simples machines à coudre Singer, fonctionnant à faible vitesse. Les coutures sont faites avec un fil de nylon de taille E, et il est crucial que la longueur des points ne dépasse pas 0,79 mm, soit moins que le diamètre d'une épingle. Un enduit adhésif (ou scellant) est appliqué, et une bande est collée à l’intérieur de la couture pour prévenir toute fuite éventuelle.

- les pièces jointes en métal (connecteurs d'alimentation en O₂, connecteurs d'évacuation, eau, électrique, etc.) sont fixées de manière simple par serrage, à l’aide de rondelles, de brides et de vis. Ce montage est suffisant pour garantir l'étanchéité et empêcher toute fuite.
- la fixation de l'anneau de verrouillage du casque suit un principe similaire à celui des connecteurs. Le procédé de fixation est relativement simple, utilisant le même système que pour les autres pièces.

Le connecteur de poignet est collé et maintenu en place à l'aide d'une cordelette fermement enroulée autour de l'ensemble vessie et couche de contrainte (qui sont disposées sur le diamètre extérieur de l’anneau du système de fixation), garantissant ainsi une intégrité structurelle adéquate. Le retrait de l'un ou l'autre côté de cette interface était compliqué et exigeait beaucoup de temps et d'efforts, car il était nécessaire de retirer l'adhésif, de nettoyer la surface et d'attendre de longs temps de séchage pour l'adhésif. 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 afin de prévenir toute fuite éventuelle.

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

Comme mentionné précédemment, la combinaison se décline en deux versions (voir photo ci-dessous) :
- la première EV (pour ExtraVehicular), est destinée aux sorties extravéhiculaires, telles que les marches lunaires, et est désignée sous le nom de EV A7L PGA.
- la seconde IV (pour IntraVehicular), est appelée CMP A7L PGA et est utilisée à l'intérieur du module de commande.
L'EV A7L PGA est conçue pour le commandant de bord et le pilote du LM, tandis que la CMP A7L PGA est destinée au pilote du module de commande.

Ces deux versions se distinguent par le nombre de connecteurs ombilicaux (oxygène, eau, etc.) situés sur le torse. La version CMP possède deux connecteurs d'oxygène (bleu pour l'entrée, rouge pour la sortie), ainsi qu'un connecteur ombilical commun pour les communications et l'apport en électricité. De son côté, la version CDR et LMP comporte deux entrées d'oxygène (bleu pour le PLSS et l'OPS), un connecteur pour les communications/électricité, une sortie de CO₂ (rouge) et une valve de décompression (rouge), ainsi qu'un connecteur ombilical pour l'eau (bleu).
La principale différence (invisible car sous l'ITMG) réside dans les articulations de la combinaison EV, telles que celles du cou, des épaules, des coudes, des poignets, de la taille, des cuisses, des genoux et des chevilles, qui sont conçues pour offrir une plus grande souplesse, permettant ainsi à l'astronaute de travailler de manière optimale à l'extérieur.

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

Le saviez-vous ?? Selon les données du vol Apollo 11, la masse du PGA (CDR et LMP) avec PHA, Snoppy cap et gants IV inclus est de 19,89 kg (43,85 lb). En revanche, la masse du PGA (CMP) avec PHA, Snoppy cap et gants IV inclus est de 15,16 kg (33,43 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 réalisés avec le membre de l'équipage portant l'UTCA, le système de confinement des matières fécales (la couche) et le vêtement de refroidissement liquide (LCG), lorsque nécessaire. De plus, l'ajustement sera vérifié en simulant une position similaire à celle que l'astronaute occupe pendant le compte à rebours.

Le saviez-vous ?? Étant donné que le volume interne du PGA varie en fonction de la taille du membre de l'équipage pour lequel il est conçu, le volume interne est estimé à 0,133 m³ (4,7 ft³ ± 10 %). De même, le volume libre (avec l'astronaute) varie en fonction de l'ajustement de la combinaison au porteur et est évalué à 0,062 m³ (2,2 ft³ ± 5 %).

Le LCG (Liquid Cooling Garment) est un justaucorps conçu pour la régulation thermique. Il est fabriqué à partir d'un mélange de nylon et de Spandex, offrant ainsi un confort optimal. Ce tissu absorbe la transpiration et facilite le transfert de chaleur entre le corps de l’astronaute et le système de refroidissement intégré du vêtement. Le LCG délivre un flux continu d'eau, dont la température est contrôlée, à travers un réseau de tubes d'environ 91 m de long, fabriqués en chlorure de polyvinyle (PVC, Tygon) cousus à l'intérieur des mailles ouvertes du tissu. Une doublure légère en nylon est utilisée pour éviter que la peau entre directement en contact avec les tubes. Le justaucorps est refermé à l'avant grâce à une fermeture à glissière. Le réseau de refroidissement dispose d'un circuit parallèle permettant de couvrir une plus grande surface assurant ainsi un refroidissement optimal. Bien que le LCG soit équipé de chaussettes sur mesure, ces dernières ne sont pas dotées de tubes pour le refroidissement. Le LCG est alimenté en eau par le PLSS via un connecteur d'eau multiple. La masse à sec du LCG est de 2,26 kg (5 lb) maximum.

Le connecteur d'entrée/sortie d'eau (ou connecteur d'eau multiple)

Le connecteur d'entrée/sortie d'eau est un dispositif équipé d'un mécanisme de verrouillage à billes, monté sur bride à double passage. Il est composé d'un réceptacle, d'un connecteur d'eau du LCG, d'un connecteur d'eau du PLSS et d'un bouchon. Le réceptacle, installé sur le torse du PGA version EVA, sert d'interface entre le connecteur LCG et le connecteur d'eau PLSS. Un bouchon interne de protection garantit l'intégrité de l'eau du PGA lorsque le connecteur d'eau du LCG est retiré du réceptacle d'eau multiple du PGA (voir extrait vidéo ci-dessous). Pour l'engagement et le désengagement du connecteur d'eau du LCG lors de l'habillage et du déshabillage, la bague de verrouillage doit être en position OUVERTE. Le connecteur d'eau du LCG est alors aligné avec l'orifice du réceptacle et positionné à l'aide du pouce et de l'index. La bague de verrouillage est ensuite tournée jusqu'à sa position VERROUILLÉE. Pour le désengager, il suffit de tirer les deux languettes de verrouillage avec le pouce et l'index, puis de tourner la bague de verrouillage en position OUVERTE. Le connecteur d'eau du LCG peu ainsi être extrait du réceptacle. Pour connecter le connecteur d'eau du PLSS, le connecteur est aligné avec l'orifice du réceptacle et placé dans le réceptacle : la force d'engagement ne doit pas dépasser environ 9 kg (20 lb). Le mécanisme de verrouillage bloque automatiquement le connecteur en place. Le connecteur d'eau du PLSS peut être désengagé en tirant les deux languettes de verrouillage vers l'extérieur et en tournant la bague de verrouillage en position OUVERTE. Le mécanisme de verrouillage restera dans cette position, prêt à être engagé immédiatement ou plus tard.

Anecdote : le tube de PVC utilisé dans le LGC est fabriqué ç partir d'un PVC contenant un plastifiant pour lui conférer la souplesse nécessaire à sa flexibilité. Bien que cette solution ait fonctionné efficacement durant le programme Apollo, le plastifiant a entraîné des colmatages dans le filtre de l'EMU (Extravehicular Mobility Unit) du programme Shuttle. De plus, il a posé des problèmes concernant la conservation à long terme des combinaisons spatiales Apollo et de leurs composants en tant qu'objets historiques.

Le système d'instrumentation biomédicale est conçu pour être utilisé par le personnel médical au sol afin de surveiller l'état de santé des membres de l'équipage. Au MSC, le développement de ce système et du matériel associé est principalement orienté vers la mission, ce qui permet d'exécuter les fonctions suivantes :

1) Suivi opérationnel de la sécurité à bord.
2) Réalisation d'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 Block I n'a jamais été utilisé lors des vols, étant uniquement employé pour les essais au sol jusqu'à l'accident du vaisseau 204 (Apollo I). Le système conçu pour le Block I du programme Apollo comprenait deux électrocardiographes (ECG), un pneumographe à impédance (ZPN), un conditionneur de signal pour la température corporelle, un convertisseur cc/cc (courant continu), ainsi que des faisceaux d'électrodes, de sonde de température et d'interconnexion adaptés. Les concepts de design et d'emballage étaient largement similaires à ceux développés pour Gemini, à l'exception de l'ajout d'un convertisseur cc/cc, qui fournissait des signaux de sortie de haut niveau (0 à 5 VDC) au système de télémétrie du vaisseau spatial. Les composants destinés à mesurer la température corporelle étaient inclus uniquement pour les essais au sol et ne faisaient pas partie de la configuration utilisée en vol.

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

Le système opérationnel Apollo Block II est constitué 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 permettre la mesure de l'activité ECG des membres de l'équipage pendant le vol et génèrent un signal compris entre 0 et 5 volts crête à crête. L'unité est conçue pour permettre des ajustements avant le vol, et 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 servent à mesurer les variations d'impédance transthoracique à un courant de faible intensité, fonctionnant à une fréquence d'environ 50 kilohertz. Les mesures sont effectuées à l'aide d'une paire d'électrodes placées sur le membre de l'équipage ou sur un autre sujet de test. Les signaux varient de 0 à 5 volts crête à crête et correspondent à une gamme étendue d'activité respiratoire, indiquant la fréquence respiratoire d'un sujet. L'unité est conçue pour permettre de modifier le gain du circuit avant le vol, en fonction des caractéristiques individuelles du sujet.. Cette unité est également placée dans une poche de la 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 alimentation bipolaire isolée et équilibrée requise par le système de bio-instrumentation. 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 de l'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 de l'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 de l'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 de l'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 incidents majeurs se sont produits lors du premier vol habité d'Apollo (Apollo 7). Les connexions à broche unique des deux faisceaux d'électrodes à l'intérieur de la combinaison se sont détachées, entraînant une perte de données jusqu'à ce que la combinaison soit retirée et la connexion rétablie. De plus, la rupture d'un fil au niveau des connecteurs des faisceaux d'électrodes a aggravé la situation. Durant la même mission, un membre de l'équipage a également signalé que le conditionneur de signaux devenait trop chaud. Il a donc été demandé de retirer l'appareil et de ranger le matériel biomédical.

La résolution de ce problème a été complexe. Dans un premier temps, le faisceau d'électrodes a été redessiné pour supprimer la broche de déconnexion qui s'était détachée pendant le vol. Ensuite, les électrodes ont été câblées en tant que partie permanente des faisceaux, adaptés sur mesure au membre de l'équipage. Une série de réunions a eu lieu pour analyser les résultats des tests réalisés sur divers matériaux et pour discuter de l'utilisation de ces matériaux afin de 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 tests de qualification ultérieurs ont montré que cette nouvelle combinaison offrait des performances supérieures à celles du concept initial. Le système révisé a été utilisé pour tous les vols suivants. Une enquête concernant le problème de chauffe du conditionneur de signal a révélé que : (1) le convertisseur cc/cc devient chaud au toucher pendant un 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 chaque mission, chaque membre de l'équipage est informé des conditions normales et anormales qu'il doit attendre. En outre, une étiquette indiquant la température de fonctionnement est apposée sur chaque conditionneur de signal. Aucun autre problème n'a été rencontré par la suite.

La poursuite des essais a mis en évidence une défaillance dans le circuit d'entrée du conditionneur de signal ECG, lequel assure un chemin de courant vers la terre au cas où les membres de l'équipage entreraient en contact avec une source de tension. Pour remédier à ce problème, l'impédance des fils d'entrée a été augmentée en ajoutant des résistances de limitation de courant en série au faisceau d'électrodes sternales. Par ailleurs, une électrode de masse, assortie d'une résistance en série, a été intégrée pour réduire le bruit et les artefacts présents dans les données ECG.

Les systèmes d'électrodes ECG et ZPN comprennent un faisceau sternal et un faisceau axillaire. Les électrodes elles-mêmes se présentent sous forme de disques anodisés en argent/chlorure d'argent logés dans un boîtier en acrylique. Le câblage est réalisé à l'aide d'un câble extrêmement souple isolé par du PVC, et doté d'un manchon anti-torsion en caoutchouc de silicone au niveau du connecteur.

Les électrodes sont imprégnées de pâte d'électrode et fixées aux membres d'équipage par de ruban adhésif double face. Ensuite, elles sont recouvertes d'un ruban chirurgical poreux permettant une respiration cutanée normale. Il est important de noter que l'activité électrochimique générée à la surface de l'électrode se dégrade si l'anodisation est endommagée, ce qui peut survenir après de nombreux cycles d'utilisation. Ce problème peut être contourné en remplaçant le disque anodisé par une pastille pressée d'argent/chlorure d'argent en poudre, technique alors en cours de développement (NDLR : à l'époque), espérée pour fournir une électrode homogène, moins vulnérable aux dommages de surface. Enfin, la méthode de fixation des électrodes est limitée par des exigences de sécurité et de confort. Un contact fiable demeure difficile à maintenir en cas d'inconfort ou de lésions cutanées mineures, et une électrode peut se déloger lors du retrait ou de l'enfilage de la combinaison. C'est pourquoi, un kit de remplacement des électrodes est fourni pour intervenir lorsque nécessaire.

Si le système de bio-instrumentation existant est repensé, plusieurs problèmes méritent d'être sérieusement pris en considération. Ces problèmes sont les suivants :

1) Le temps de montée 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 corresponde pas à la même fréquence du ZPN. Lorsque cela se produit, le signal ZPN est affecté. Bien que les données obtenues soient exploitables, un bruit indésirable est généré.

3) Les résistances de limitation de courant actuellement utilisées dans le faisceau d'électrodes sternales doivent être déplacées dans le conditionneur de signal ECG, ou une autre solution doit être trouvée afin d'éliminer un risque potentiel.

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

5) Une protection contre les champs électromagnétiques doit être mise au point pour éviter toute interférence avec les capteurs biomédicaux, en particulier dans le champ proche d’une antenne.

6) Un remplacement de la résistance élevée du circuit de l'électrode de terre doit être envisagé. L’idéal serait un système offrant un chemin à faible résistance pour les petits signaux tout en assurant une limitation de courant en cas de surcharge électrique (comme lors d’un contact avec une source de tension externe).

7) Une amélioration 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 intégrés pour permettre une correction rapide des surcharges électriques.

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

La ceinture de bio-instrumentation est une bande de tissu canard (une toile en coton tissé plus serré que la toile ordinaire), sur laquelle sont cousues trois poches munies d'inserts élastiques. La ceinture offre un moyen compact de placer et de ranger les conditionneurs de signaux de bio-instrumentation ainsi que le convertisseur cc/cc. Des boutons-pression permettent de fixer la ceinture biologique à la section médiane du CWG ou du LCG. Les conditionneurs de signal et le convertisseur dc/dc doivent rester facilement accessibles pour une connexion aisée au faisceau biomédical et à l'équipement de détection. Par ailleurs, les poches doivent sécuriser leur contenu tout en répondant aux exigences de flexibilité et d'interface.

Le concept initial de cette ceinture comprenait des poches de type boîte conventionnelle fixées sur une ceinture en coton. La nouvelle conception offre une méthode différente pour fixer les conditionneurs de signaux et le convertisseur cc/cc. Des sangles élastiques assurent le maintien du contenu en position fixe, et un rabat se verrouille sur le contenu de chaque poche. Les rabats sont fabriqués en tissu Bêta enduit de Téflon afin de satisfaire aux exigences d'inflammabilité. Cette ceinture bio-instrumentation a donné satisfaction lors de toutes les missions Apollo. Une certaine usure a été constatée au cours d'exercices de test rigoureux, notamment sur le tissu Bêta enduit de Téflon autour des boutons-pression. Toutefois, cette usure est acceptable, car il s'agit d'un article à usage unique.

À l'intérieur de l'enveloppe pressurisable, un système de ventilation composé de gaines résistantes à l'écrasement assure la distribution de l'oxygène (O₂) nécessaire à la pressurisation, à la ventilation et à la respiration. L'oxygène circule depuis le ou les connecteurs d'alimentation vers les zones du casque et du torse, avant d’être récupéré par d’autres gaines situées aux extrémités (poignets et pieds) pour être évacué via le ou les connecteurs de sortie. Le gaz contaminé est ensuite acheminé par des ombilicaux vers le système ECS du vaisseau spatial ou le PLSS.

(Remarque : La configuration intravéhiculaire de l'A7L comprend un seul jeu de connecteurs de gaz, tandis que la configuration extravéhiculaire en comporte deux. Sur l'A7L EVA, l'oxygène peut pénétrer par l'un ou l'autre des connecteurs d'alimentation, ces derniers étant en communication fluidique entre eux via un plénum intermédiaire. Un plénum similaire relie les connecteurs de sortie, permettant ainsi l'évacuation du gaz vicié par l'un ou l'autre de ces connecteurs. Les deux jeux de connecteurs sont fournis afin que l'astronaute puisse vérifier son PLSS tout en restant connecté à l'alimentation en oxygène du LM (voir la photo ci-dessous), et aussi pour permettre aux astronautes de se connecter entre eux en cas de défaillance de l'alimentation de l'un d'eux, quelle qu'en soit la raison.

a) En mode IV (IntraVéhiculaire), l'oxygène entrant dans le PGA du CMP, acheminé depuis le connecteur d'alimentation unique, est divisé en deux (cf. voir schémas ci-dessous). Une partie du flux d'O₂ pénètre dans l'unique gaine de ventilation horizontale, perméable sur toute sa longueur au niveau de la taille, permettant ainsi la distribution du gaz au torse de l'astronaute. Le reste est acheminé jusqu'au casque, où il est réparti au niveau de la tête.
- Le fonctionnement des PGA du CDR et du LMP est quasiment identique. Le flux d'O₂ entrant, provenant de l'un des deux connecteurs d'alimentation, est également divisé en deux. Une portion pénètre dans les deux gaines de ventilation horizontales, eux aussi perméables sur toute leur longueur au niveau de la taille, assurant la distribution du gaz au torse de l'astronaute. L’autre part est transportée jusqu'au casque pour être répartie au niveau de la tête.

b) En mode EV (ExtraVéhiculaire) (ATTENTION uniquement les PGA du CDR et du LMP ATTENTION), les vannes de dérivation à papillon des connecteurs d'alimentation sont actionnées pour bloquer le flux d'oxygène destiné aux gaines de ventilation au niveau de la taille, redirigeant ainsi totalement ce flux vers le casque, afin de 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 et le refroidissement sont assurés par le LCG et son circuit d'eau intégré.

Les connecteurs d'alimentation de gaz sont des dispositifs de verrouillage à billes montés sur bride dotés de fonctions de verrouillage automatique et de déverrouillage manuel.

Trois pattes espacées radialement agissent comme un déclencheur pour le mécanisme de verrouillage du connecteur, de manière similaire aux goupilles et au cylindre (barillet) d'une serrure. Lorsque le connecteur est tourné dans sa position ouverte/réceptive, les pattes se soulèvent et s'alignent sur le bord du connecteur. Trois goujons à ressort, situés dans la moitié inférieure du connecteur, se relèvent et maintiennent la valve en position ouverte. Tous les connecteurs mâles, appelés "connecteurs coudés" en raison de leur forme, sont dotés d'une section lisse et droite de tube avec un rebord situé à la sortie du coude. Lorsqu'ils sont insérés, leur rebord vient s'appuyer sur les trois pattes de la moitié supérieure du connecteur, les enfonçant à l'intérieur de leur logement. Ces pattes, à leur tour, poussent les trois goujons de verrouillage à ressort hors de la moitié supérieure vers la moitié inférieure du connecteur, permettant ainsi à la moitié supérieure de tourner et de se verrouiller en position fermée.

Lorsque ces connecteurs ne sont pas utilisés, un obturateur à ressort muni d'un joint d'étanchéité en caoutchouc à sa base et glissant de haut en bas sur trois guides en acier, scelle leur orifice. Ce mécanisme empêche l'écoulement de gaz hors du PGA lorsqu'il est pressurisé, ou l'infiltration d'eau dans le PGA lorsqu'il est immergé. Par ailleurs, la buse du tuyau ne peut être désengagée que lorsque l'obturateur est correctement positionné pour garantir l'étanchéité au gaz. Un capuchon est fourni, destiné à être installé dans le port du connecteur d'entrée inutilisé, afin d'éviter qu'une pression accidentelle n'enfonce l'obturateur et ne l'ouvre. Ce capuchon est équipé d'un trou d'aération afin d'égaliser la pression des deux côtés lorsqu'il est installé.
Le connecteur d'alimentation comporte une vanne de répartition à papillon dotée de deux modes de positionnement : OUVERT, pour les opérations intravéhiculaires, et FERMÉ, utilisé pour les opérations extravéhiculaires. La position de la vanne est indiquée par une saillie sur son pommeau de commande, avec une orientation horizontale en position OUVERT et verticale en position FERMÉ. Pour changer de position, il suffit de tirer sur le pommeau et de le tourner de 90° dans l'une ou l'autre direction jusqu'à obtenir la position désirée. Le sens de rotation n'est pas crucial, car le pommeau peut être tourné sur 360° dans n'importe quelle direction.

Le boîtier inférieur, ou chambre de répartition des connecteurs d'alimentation, est un collecteur à trois orifices, monté et fixé sur la face interne de la vessie du torse. Les connecteurs y sont vissés dessus à l'aide d'une bride. C'est à l'intérieur de ce logement que se trouve l'obturateur (voir photo ci-dessous à droite).

Les connecteurs d'évacuation de gaz sont des dispositifs de verrouillage à billes montés sur bride, dotés de fonctions de verrouillage automatique et de déverrouillage manuel.Tout comme les connecteurs d'admission, ceux-ci sont également équipés un obturateur à ressort, qui empêche l'écoulement de gaz ou d'eau (en cas d'immersion) dans la combinaison lorsque le raccord n'est pas utilisé. L'embout du tuyau ne peut être désengagé que si l'obturateur se met en place, assurant ainsi l'étanchéité au gaz. Un capuchon est également fourni pour être installé dans l'orifice du connecteur non utilisé afin d'éviter d'enfoncer par inadvertance l'obturateur et ainsi de l'ouvrir. Ce capuchon est, aussi, muni d'un trou d'aération afin d'égaliser la pression des deux côtés de celui-ci lorsqu'il est installé.

Le boîtier inférieur, ou chambre de réception / collecte des connecteurs d’évacuation, est un collecteur à deux orifices, monté et fixé sur la face interne de la vessie du torse. Les connecteurs y sont vissés dessus à l’aide d’une bride. Cet élément abrite également l’obturateur. Ses orifices sont reliés aux gaines en "Y", formées par la jonction des gaines de ventilation des bras et des jambes.

Le saviez-vous ?? pour éviter toute surpression, il est essentiel de s'assurer que l'ombilical de sortie (connecteur rouge) soit raccordé en premier.

Ces gaines (ou conduits) sont fixées sur la surface intérieure de l'enveloppe pressurisable à l'aide de pièces de velcro auto-adhésives. Il s'agit d'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 fixant 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 enveloppés dans un fourreau souple en Nylon ripstop enduit de néoprène, imperméable au gaz et les extrémités de la gaine sont recouvertes d'un tissu extrêmement poreux qui permet le passage du gaz. La gaine ainsi obtenue, tout en étant très flexible, est aussi extrêmement résistante à l'écrasement.

Le flux d'O₂ dirigé vers le casque longe sa surface intérieure afin d'en assurer son désembuage, puis atteint la zone bucconasale pour optimiser la respiration et favoriser l’élimination du CO₂. Ce flux contrôlé permet d’évacuer en premier lieu le dioxyde de carbone et l’humidité générés par la respiration de l’astronaute. Ensuite, lorsqu’il circule sur le corps, il dissipe la chaleur, absorbe l’humidité et élimine toute trace de contaminants issus de la transpiration. L’ "air" ainsi réchauffé, saturé en humidité et en CO₂ est capté par des collecteurs aux poignets et aux pieds, puis réacheminé vers le PLSS pour recyclage. L'oxygène provenant de l'unité ECS ou du PLSS est envoyé à une température comprise entre 7,2 et 10 °C, puis aspiré à une température oscillant entre 26,6 et 29,4 °C.

Bon à savoir : bien que la fabrication des gaines de ventilation repose sur les mêmes procédés et les mêmes matériaux pour l'ensemble du système, il en existe deux types distincts.
- le premier type, constitué de deux gaines, est exclusivement dédié à la distribution de l'O₂ frais dans la zone du torse de l'astronaute. Ces gaines sont perforées le long de leurs bords supérieur et inférieur afin de permettre une diffusion homogène du gaz d'admission dans cette zone.

- le second type, destiné au transport du gaz vicié, est entièrement imperméable, à l'exception des zones de captage respective où l'air est collecté pour être évacué.

La fabrication du passage de la ventilation au niveau des pieds de l'astronaute diffère de celle des gaines de ventilation de la combinaison A7L. Le coussinet est un dispositif en plastique tissé permettant le passage d'air sous le pied de l'astronaute. Il possède une forme similaire à celle du dessous du pied, mais avec des extensions latérales s'élèvant de chaque côté. Sa partie inférieure est recouverte de nylon enduit de néoprène, tandis que la partie supérieure, en contact avec le pied, est faite d'un tissu poreux. Le coussinet de ventilation est cousu à la partie du pied de la doublure confort de la combinaison. Il se prolonge sur l'extérieur du pied jusqu'à la connexion avec la gaine d'évacuation de la jambe. La transition entre la gaine d'évacuation et le coussinet se situe à environ 10 cm (4 in) du bas du pied. Le coussinet de ventilation du pied est fabriqué à partir d'un matériau qui procure une surface plus agréable pour se tenir debout que celui des gaines de ventilation.

La courte extension noire située à l'intérieur du pied permet l’évacuation des gaz viciés et de l'humidité autour du pied, jouant ainsi le rôle d’un évent. L'extension à l'extérieur du pied est reliée au plénum/gaine d'évacuation qui remonte le long de la jambe jusqu'au connecteur d'évacuation situé au niveau de la poitrine. Ainsi, la partie inférieure et les côtés du pied sont recouverts d'un tissu blanc poreux, permettant aux gaz viciés de passer à travers le conduit du pied. La partie inférieure noire du pied est en caoutchouc, mais il ne s'agit pas de la semelle de la combinaison.
La partie blanche du pied sur la photo (ci-dessus), correspond à la doublure de confort interne avec gaine de ventilation. Celle-ci s'insère dans la vessie noire (chaussette pressurisable) du pied de la combinaison, laquelle, à son tour, s'intègre dans la botte bleue (botte de contention) 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 correspond à environ 1/3 de la pression terrestre (1013,25 hPa au niveau de la mer). 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. Maintenir cette pression aussi basse que possible permet aux astronautes de se mouvoir plus facilement lorsqu’ils effectuent leurs tâches. L'uitilisation d'oxygène pur (O₂ ou dioxygène) permet de réduire au maximum cette pression, tout en la maintenant suffisante pour assurer la survie de l'astronaute.

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

Bon à savoir : Une pression partielle d'oxygène pur supérieure à 0,3 bars peut entrainer d'importants désagréments, car l'oxygène en excès agit comme un toxique cellulaire. En effet, il favorise la formation de "radicaux libres" dont, en conditions normales, les excès sont neutralisés par l'action d'enzymes telles que la peroxydase – qui décompose les peroxydes, ces dérivés toxiques de l'oxygène. Cependant, au-delà d'une certaine dose, cette enzyme ne parvient plus à remplir efficacement sa fonction, ce qui permet aux radicaux libres de perturber le fonctionnement des cellules nerveuses. Les symptômes observés dans un premier temps incluent :

- des crampes et tremblements, particulièrement au niveau de la bouche ;
- des difficultés respiratoires ;
- une accélération du pouls ;
- des nausées.
Enfin, une modification de l'humeur peut survenir, se manifestant soit par une sensation d'euphorie, soit par une dépression.

La pression opérationnelle de l'enveloppe anthropomorphique pressurisable est d'environ 3,75 psid (à ± 0,25 psid), soit 0,25 atm. Néanmoins, elle a été conçue pour résister à une pression de rupture d'au moins 10,00 psid (soit 0,68 atm). Par ailleurs dans des conditions normales d’utilisation, lorsque la combinaison est pressurisée à 3,9 psid (0,26 atm), le taux de fuite résiduelle n'excède pas 180 scc/min (Standard Cubic Centimeters per Minute), ce qui équivaut à 0,0315 lb/hr ou 14,28 g/h. La pression de la combinaison peut être contrôlée en temps réel par l'astronaute via un manomètre à raccord arrière, gradué de 2,5 à 6,0 psid, placé sur le poignet droit du PGA. En cas de surpression, une soupape de sûreté (ou soupape de limitation de pression) située sur le poignet gauche du PGA s'ouvre et se ferme automatiquement lorsque la pression atteint des valeurs comprises entre 4,8 à 5,5 psid (un ressort taré permet l'ouverture d'un clapet dans ce cas). Ainsi, cette soupape exclut tout risque d'atteindre une pression supérieure à 5,5 psid lors de l'utilisation du PLSS.

Le saviez-vous ?? À la pression réduite des combinaisons Apollo (3,8 psi / 0,20 atm), le sifflement est physiquement impossible.
Avec une combinaison pressurisée, la force nécessaire pour se pencher est considérable, rendant très difficile le fait 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.

Le PHA (Pressure Helmet Assembly), également appelé casque à pression, casque bulle ou casque bocal, est une bulle transparente détachable. Son épaisseur varie entre 2,15 et 2,65 mm au niveau de l'orifice d'alimentation. Le casque s'engage dans le torse de la combinaison et envellope la tête du membre de l'équipage. Il est formé à partir de feuilles de polycarbonate transparentes, à l'aide d'un procédé spécial de thermoformage (moulage par soufflage) qui permet de détecter visuellement les éventuels défauts dans ces feuilles avant et après le formage. Le matériau utilisé, le Lexan, offre une qualité optique supérieure, d'excellentes propriétés mécaniques (l'un des thermoplastiques techniques les plus solides) ainsi qu'une résistance thermique jusqu'à 120 °C. Le casque intègre des fixations pour le LEVA et se connecte au TLSA via un anneau de verrouillage en aluminium 7075-T73, usiné et fixé par collage à sa base. Un port d'alimentation est positionné sur le côté gauche de la bulle. Ce port est constitué de deux parties : une moitié intérieure, comprenant un orifice et un clapet qui s'ouvre vers l'intérieur pour permettre l'insertion de l'adaptateur d'alimentation (pontube), et une moitié extérieure. Le clapet, monté sur ressort, assure l'étanchéité à l'air lorsque le tube est retiré et reste fermé en conditions normales grâce à la pression interne de la combinaison. Ce port est protégé par un capuchon extérieur. À l'arrière de la coque, un coussinet de ventilation en mousse d'élastomère synthétique (polyuréthane) est collé pour fournir un appui-tête à l'astronaute, amortissant ainsi le choc à l'amerrissage. Ce coussinet agit également comme collecteur de flux de ventilation, dirigeant le flot de gaz (O₂) vers la zone bucconasale, ce qui permet une évacuation efficace du CO₂ de la zone nasale vers le TLSA à travers l'ouverture du cou du torse.

Bon à savoir : le polyuréthane du coussinet, étant inflammable, est entièrement enfermé dans un revêtement ininflammable. Entre le polyuréthane et la coque en polycarbonate du casque, un revêtement en aluminium hydroformé est installé, et sur la face avant du coussinet, se trouve une feuille de papier d'aluminium recouverte de tissu Bêta un confort accru. L’ensemble ainsi assemblé confère au coussinet une résistance aux flammes, bien que la coque en polycarbonate reste inflammable.

Le casque complet se compose de deux éléments : la bulle et son anneau. La bulle est mécaniquement verrouillée à son anneau par une configuration à baïonnette, usinée à la fois dans l'anneau du col du casque et dans la bulle. La rainure usinée dans la bulle a une largeur de 3,30 mm avec une tolérance de 0,12 mm (0,130 in +0,005/-0,000 in), tandis que la dimension correspondante de l'anneau du col est de 3,17 mm, également avec une tolérance de 0,12 mm (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, qui scelle la bulle à l'interface de l'anneau. Le dispositif de verrouillage à baïonnette et rainure bloque ainsi mécaniquement le casque sur l'anneau contre les charges rotatives et axiales tel un bouchon. La bulle du casque est donc soumise à des efforts de cisaillement, l'adhésif jouant uniquement un rôle de joint. En outre, tout raccord à baïonnette ou rainure défectueux est exclu grâce au respect des dimensions et des tolérances techniques spécifiées dans les exigences des dessins et des spécifications.

Anecdote : en 1969, le professeur Robert "Bob" Fleischer (décédé en 2011) visite le centre des vols habités de Houston pour assister à une réunion d’information destinée aux scientifiques chargés d'étudier les échantillons lunaires. Afin de leur faire prendre conscience des difficultés rencontrées par les astronautes pour ramasser les roches lunaires, les cadres de la NASA leur décrivirent la complexité de la fabrication des combinaisons spatiales. À ce moment, alors qu'il commence à s'assoupir, l'orateur évoque les "bubbles", ces casques fabriqués à partir de polycarbonate transparent, le Lexan. C’est à cet instant que l’information fait "TILT" dans l'esprit embrumé de Fleischer. Il est l'une des rares personnes à l'époque à savoir que ce matériau est un excellent détecteur de traces de particules, notamment pour les ions lourds. Rapidement, lui et ses collègues empruntent plusieurs casques utilisés lors des missions Apollo. Leur analyse révèle des traces de particules dans l'épaisseur de la bulle des casques, permettant de mesurer les ions lourds du rayonnement cosmique. Ils parviennent même à démontrer que certains de ces ions ont traversé la tête des astronautes ! En outre, ils obtiennent de bons résultats à partir de morceaux de Lexan emportés dans l'espace pour une expérience biologique (Apollo 14). Cette découverte des traces de particules dans les pièces en Lexan des missions Apollo conduit à une conséquence aussi heureuse qu'inattendue : l'élaboration 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 est efficace car le rétrécissement est inversement lié au taux de corrosion le long de la trace, ce qui reflète à son tour le taux d'ionisation spécifique à chaque particule lorsqu'elle pénètre dans le matériau.

Celui-ci se compose de deux éléments :
- l'anneau de cou, qui constitue la partie femelle et est fixé au TLSA. ;
- la bride, partie mâle, collée à la base de la bulle en polycarbonate.

L'anneau de cou du TLSA est à son tour composé de deux sous-ensembles : la partie inférieure immobile (le logement), fixée à la combinaison A7L à l'aide d'un collier de serrage à bande de compression en acier inoxydable, et la partie supérieure mobile. La hauteur totale de l'anneau de cou côté combinaison est de 2,79 cm (1,10 in). Cette mesure inclut la portion située derrière le collier de serrage, dont la surface est dotée de nervures. Ces nervures garantissent une bonne étanchéité entre la vessie et l'anneau lors du serrage.

Pour la combinaison A7LB, un système à bride plus robuste est utilisé, fixé par des vis. Le nouveau TLSA dispose d'une encolure à rebord large, percée de multiples trous sur sa circonférence. Ce rebord est pris en sandwich entre une bride de serrage (pièce inférieure) et la base du logement (partie inférieure) de l'anneau du cou, à l'aide de vis qui passent à travers ces trous. Une fois les vis insérées et serrées, l'encolure du TLSA est fermement fixée entre les brides et devient solidaire de l'anneau (voir ci-dessous).

La partie fixe, solidaire au TLSA, dispose de nombreux logements et perçages internes (ronds et oblongs) usinés dans la masse, lesquels 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, vissée sur la façade avant extérieure, en forme de triangle rectangle.

La partie mobile (posée à l'envers sur la photo) recouvre la partie fixe. Huit cames à rainure y sont usinées à l'intérieur de sa partie supérieure, disposées à équidistance. Ces cames servent de chemin pour les guides qui surmontent les ergots de la partie fixe. La partie mobile comporte également 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, composé d'un bouton doré qui libèreun loquet à ressort. L'anneau du cou est fabriqué en alliage d'aluminium 7075-T73.

- Le casque "bulle" est posé sur l'anneau de cou du TLSA et aligné à l'aide des repères imprimés, à la fois sur le dessus de l'anneau de cou du TLSA et sur celui du casque (position ENGAGER [ENGAGE]). Le casque "bulle" repose ainsi sur sa collerette plus large qui s'appuie légèrement sur la face supérieure de l'anneau du cou.
- Une fois le casque appuyé dans cette position, cela permet d'établir le contact et de forcer les ergots à s'enclencher dans l'anneau du TLSA. Pour sécuriser l'ensemble, le bouton de verrouillage est déplacé vers la droite, jusqu'à la position FERMER (LOCK), contre la butée (un déclic se fait entendre). Ce mouvement entraîne le déplacement de la partie mobile, ce qui permet aux guides de naviguer dans leur chemin respectif (came à rainure), faisant ressortir au maximum les ergots dans la rainure de la collerette du casque "bulle". Le loquet à ressort du système de verrouillage s'enclenche alors dans un orifice de la partie fixe, solidarisant ainsi l'ensemble et le maintenant dans la position bloquée.

Le casque "bulle" peut être retiré en appuyant sur le bouton de déverrouillage, ce qui permet de retirer le sous-ensemble de fermeture, puis en faisant tourner l'anneau de verrouillage vers la gauche jusqu'à la position OUVERTE (OPEN). Une fois le sous-ensemble de fermeture retiré, l'anneau de verrouillage reviendra automatiquement à la position ENGAGER, grâce à l'action des trois 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. De plus, la couleur de l'anneau de cou a été changée du bleu au rouge afin de distinguer clairement 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) ne recevrait pas un débit de ventilation adéquat s'il était utilisé avec une combinaison plus récente (rouge), et vice versa, en raison des changements apportés à la taille et à la position de l'orifice de ventilation. Un casque dont l'anneau de cou est bleu peut s'insérer dans l'anneau de cou d'une combinaison rouge, mais les orifices de ventilation ne seraient pas alignés. Les combinaisons A7L avec un anneau de cou rouge ont été utilisées pour la première fois lors de la mission Apollo 11. Par la suite, toutes les combinaisons A7L ont été équipées d'un anneau rouge, ainsi que les combinaisons A7LB.

L'anneau de cou de la combinaison est composé de plusieurs parties, toutes 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 de ventilation, 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 inscription gravée indiquant que l'anneau de cou du casque rouge ne devait être utilisé qu'avec un anneau de cou de combinaison rouge. Une mention similaire figurait également sur les anneaux de cou des combinaisons rouges.

Le casque "bulle" est muni d'un bouclier de protection utilisé tant lors des entraînements que pendant le vol. Fabriqué en polycarbonate, ce bouclier prend la forme d'une demi-bulle moulée, ouverte à l'arrière, et se fixe sur la zone avant du casque "bulle". Il est percé d'un trou de dégagement sur le côté pour permettre le passage du port d'alimentation, assurant ainsi l'accessibilité de celui-ci lorsque le bouclier est en place. La conception du bouclier est telle que sa surface intérieure ne touche pas la surface extérieure du casque "bulle", évitant ainsi les rayures qui pourraient résulter d'un contact direct. Les zones noires autour de l'ouverture à l'arrière sont constituées d'entretoises en caoutchouc et feutre, lesquelles assurent à la fois le positionnement et la fixation du bouclier sur le casque "bulle". Deux modèles de bouclier existent, différenciés par le remplacement des entretoises par un joint continu et la suppression de la bande Velcro arrière servant à la fixation.

Anecdote : lors du vol Apollo 8, Bill Anders raconte que, lorsque le premier étage fut coupé, la perte soudaine d'accélération donna l'impression aux astronautes qu'ils étaient projetés vers le panneau de contrôle.Dans un réflexe instinctif, Anders leva les mains pour protéger son visage. Plus tard, lorsqu'ils se trouvèrent en orbite et enlevèrent leurs combinaisons, ses coéquipiers vétérans, Borman et Lovell, se moquèrent de lui en le qualifiant de "débutant" ("rookie" en anglais), à cause des rayures laissées sur son casque "bulle" par les connecteurs de verrouillage de ses gants.

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 maintenant la bouche fermée, ce qui augmente la pression. Cette méthode est appelée "manœuvre de Valsalva". Cependant, une fois dans leur combinaison sous pression, les astronautes ne pouvaient pas utiliser cette technique classique. Les ingénieurs ont donc trouvé une solution alternative : un coussinet en forme de V fut collé à l'intérieur du casque "bulle". De cette manière, lorsque l'astronaute tournait la tête, il pouvait atteindre ce coussinet avec son nez et se le pincer dedans. Cette astucieuse modification permettait aux astronautes de rééquilibrer la pression des deux côtés du tympan pour éviter sa rupture.

Le Snoopy Cap (ou bonnet Snoopy) est un dispositif de communication comprenant des microphones et des écouteurs intégrés dans un couvre-chef souple, inspiré des bonnets en tissu portés par les pilotes de la RAF. Sa base matérielle repose sur le casque Plantronics MS50, dont certains composants ont été extraits et adaptés pour cette utilisation : les transducteurs audio (écouteurs), les deux microphones, et des éléments de fixation ou de support issus de la structure du casque.

Le couvre-chef, conçu pour offrir un port confortable à long terme, assure également un emplacement stable pour l'ensemble du faisceau électrique. Fabriquée à partir de tissus en Téflon ® et Lycra ®, il épouse la forme de la tête sans nécessiter de laçages ni de sangles de réglage. Cinq tailles standard sont disponibles : petite, moyenne, grande, X-large et XX-large, éliminant ainsi la nécessité d'un ajustement personnalisé pour chaque membre de l'équipage. L'utilisation d'une mentonnière ou d'une sangle de cou est facultative, bien que chaque unité soit fournie avec une de chaque. Les sceaux d'oreilles, constitués d'inserts en mousse recouverts de peau de cerf, se fixent au couvre-chef au moyen de rubans de fixation. Une sangle d'absorption, fixée à l'avant du couvre-chef, est conçue pour absorber la transpiration qui peut s'accumuler sur le front de l'astronaute.

L'isolation acoustique entre les écouteurs et les microphones est d'au moins 60 dB lorsque le Snoopy Cap est correctement ajusté au porteur. La connexion électronique peut être réalisée directement avec le système de communication du vaisseau spatial ou via le harnais de communication interne du PGA. Le câblage des écouteurs et des microphones est relié par une natte plate à un connecteur à 21 broches dans le faisceau électrique, qui 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, avec des conditions opérationnelles impliquant des périodes de bruit acoustique élevé suivies de périodes relativement silencieuses. La conception a été optimisée pour une masse minimale, la petite taille et la haute sensibilité acoustique, et comprend 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 une réponse en fréquence sous ±3 dB entre 300 et 3000 cps (cycles par seconde) à 5 psia de pression ambiante.

b) Un atténuateur de bruit réglable sur les écouteurs, conçu pour être utilisé 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 teinte brune et blanche visible sur certaines photos prises dans les musées est en fait due à l'usure du tissu Téflon ® au fil du temps. De plus, la partie blanche du Snoopy Cap n'est pas en tissu "solide" traditionnel, mais en maillage d'élasthanne (Lycra ®).

Anecdote : en novembre 1968, James Lovell, lors des entraînements pour la mission Apollo 8 prévue fin décembre, rencontre des difficultés avec le casque de communication ultra-léger spécialement développé pour le programme Apollo. Ce casque est si léger que lorsque l’astronaute se déplace dans le module de commande, le câble qui le relie à la boîte Intercom a tendance à s’accrocher à divers éléments de l’habitacle, le faisant glisser et parfois tomber.

Excédé, Lovell demande s’il y a une solution à ce problème.

Son collègue William Pogue, se souvient alors des bonnets en tissu que portaient les pilotes de la RAF (Royal Air Force – Armée de l'Air britannique), l'équivalent des casques en cuir portés par les pilotes des premières et secondes guerres mondiales.

James Lovell lui demande s’il peut lui en procurer un. Pogue appelle alors un ami au Royaume-Uni, Mavis Lear, avec qui 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 remet immédiatement aux techniciens de la NASA pour qu’ils s’en inspirent..

C’est ainsi qu'est né 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 en a de trois sortes : les gants de confort, les IV et EV.

Les gants de confort : fabriqués en tricot de nylon, ces gants sont des articles optionnels. Leur rôle principal est de faciliter l'enfilage du gant IV et d’agir comme une couche d'absorption de la sueur entre la main et la vessie du gant IV.

Ces gants sont utilisés uniquement pour des activités intravéhiculaires. Dans des conditions normales, ils ne sont portés que lorsque la combinaison est pressurisée. Le gant du PGA est principalement constitué d’une vessie façonnée à partir du moulage des mains de chaque astronaute. Ces gants sont fabriqués sur mesure pour offrir une bonne dextérité et une bonne sensation tactile. Les concepteurs d'ILC ont pensé qu'en trempant le moule d'une main dans un mélange de néoprène et de caoutchouc naturel, puis en prenant en sandwich un tissu de contention en tricot de nylon, résistant à la traction et à l'étirement, entre les trempages, ils obtiendraient un gant souple qui ferait l'affaire. Des rubans de nylon ont été ajoutés aux courbures internes des circonvolutions en caoutchouc afin de contrer les tensions dues à la pression interne de la combinaison et aux charges mécaniques. Pour améliorer davantage la dextérité, de petites alvéoles saillantes ont été intégrées au niveau des articulations des doigts. Un joint ondulé hélicoïdalement (soufflet) a été intégré au niveau du poignet pour permettre une mobilité omnidirectionnelle de cette articulation. Ce soufflet hélicoïdal est maintenu et renforcé par des câbles coulissants, fixés au connecteur du poignet, qui possède le même système de verrouillage que pour le casque "bulle". Côté gant, la partie mâle du système de verrouillage inclut un système à roulement à billes permettant une rotation à 360°. Un gant de contention sans doigts avec une sangle de réglage, visant à réduire la rigidité lorsque l'ensemble est pressurisé, est collé directement sur la vessie au niveau du poignet et englobe toute la main. Ce gant améliore également la sensation de préhension. L’enveloppe extérieure des soufflets hélicoïdaux protége 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.

Anecdote : au début de l'année 1969, l'ingénieur Dixie Rinehart et les modélistes d'ILC ont redessiné et retravaillé de nouveaux moules à immersion pour les gants, adoptant une position plus naturelle avec les doigts courbés, contrairement aux anciens moules aux doigts droits. Cette nouvelle position permettait une meilleure prise, nécessitant moins d'effort de la part du porteur une fois les gants sous pression. Ces nouveaux gants furent prêts juste à temps pour Apollo 10.

Étapes de la fabrication d'un gant IV : préparation du moule avec l'insertion d'alvéoles, installation du tissu de contention intermédiaire après la première trempe (on remarquera à la base l'empreinte du flexible convoluté), et trempage dans le mélange de néoprène et de caoutchouc naturel

Le saviez-vous ?? Les gants IV en latex sont vulnérables aux flammes d'un incendie, car ils ne sont pas protégés de manière permanente (la vessie pressurisable étant exposée). Pour résoudre ce problème, ILC a collaboré avec la NASA et a trouvé une solution en appliquant, au pinceau, une couche superficielle d'environ 0,25 mm (10 mil) de Fluorel 1066 sur leur surface externe. Cette modification a permis d'augmenter la température d'inflammabilité et d'ajouter une protection contre l'abrasion

Des poignets/bracelet en coton sont proposés en option pour éviter les frottements lors des déconnexions des poignets PGA, lorsque les gants sont enlevés.

Le saviez-vous ? Les techniciens d'ILC consacrent 160 heures à la production d'une seule paire de moules et de gants IV. Malheureusement, le processus d'immersion dans le caoutchouc est particulièrement complexe et génère de nombreux déchets. Mr Dixie Rinehart affirme que le taux de rejet était parfois de 80 % durant Apollo. La surface des vessies de gant était inspectée par les inspecteurs qualité à l'aide de loupes ; il ne devait y avoir que très peu de bulles ou d'autres imperfections.

Anecdote : Des fuites excessives ont été constatées sur les vessies du PGA et les composants en caoutchouc moulé lors des flexions, notamment au niveau des doigts des gants. Pour pallier ce problème, une couche de renfort en nylon anti-abrasion a été ajoutée sur les soufflets aux zones soumises à l'usure.

ils sont utilisés lors de l'exploration lunaire. Ce sont des gants IV (une seconde paire) doublés d'une protection extérieure indissociable, qui les recouvre entièrement (remontant au dessus du poignet). Celle-ci assure une protection thermique et abrasive tout en protégeant également le joint de connexion mécanique (gant pressurisé/TLSA), ainsi que l'indicateur de pression du PGA et la valve de décompression.
Il s'agit d'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 assurer la protection contre l'abrasion. Un enduit de dispersion à base de silicone est appliqué sur la paume, autour du pouce, et sur côté intérieur de chaque doigt pour améliorer la prise.
Sous ces revêtements extérieurs, des couches d'isolants sont disposées en alternance : de l'extérieur vers l'intérieur, sept couches de mylar aluminisé perforé et six couches de Dacron non tissé pour une protection thermique supplémentaire. Ces couches sont enfermées au niveau du poignet/avant-bras par une doublure en nylon et 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 fabriquée à partir d'un tissage en nylon et en caoutchouc de silicone haute résistance, améliorant la sensation du "toucher" des objets et offrant une certaine force d'agrippement lors des travaux manuels.
Sous pression, ces gants sont extrêmement encombrants et la mobilité, dextérité et tactilité de ses doigts sont 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. Sur la première de ces photos, on peut y voir le modéliste Julius Herrera travaillant sur les moules des gants de l'astronaute Ron Evans

Anecdotes : 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 ainsi que de l'annulaire de sa main gauche. Ces saignements ont été attribués à une longueur de bras insuffisante de la combinaison pressurisée, ce qui faisait que les bouts 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, pour augmenter sa sensibilité au toucher.

- selon un officiel d'ILC, les gants devaient permettre à un astronaute de ramasser une pièce de 10 cents (pièce de monnaie d'un diamètre de 17,9 mm).

Les bottes lunaires assurent une protection thermique et contre l’abrasion des bottes du PGA/ITMG pendant les opérations sur la surface lunaire. Conçues pour permettre une liberté de mouvement des pieds, elles n’entravent pas les bottes du PGA/ITMG. Leur enfilage avant l’EVA se fait en insérant les bottes du PGA à l’aide des sangles d’enfilage situées en haut et à l’arrière de chaque botte lunaire, puis en engageant la sangle d’encliquetage. Une sangle passant sur le coup-de-pied depuis chaque talon est verrouillée pour une fixation plus sécurisée. Le mécanisme de verrouillage de la sangle peut être activé par un membre de l'équipage portant des gants extravéhiculaires.

Pour les vols Apollo 11, 12, 13 et 14, l'empeigne des bottes est composée, de l'extérieur vers l'intérieur, d'une couche de Chromel-R ^®/Armalon tissu Bêta, suivie de deux couches de tissu stratifié (une marquisette Bêta et un film Kapton, laminés ensemble à l'aide d'un adhésif polyester thermodurcissable), puis onze couches de film Mylar aluminisé ST17M042-02 (un film polyéthylène téréphtalate perforé, aluminisé sur une face) alternant avec dix couches de tissu polyester non tissé Dacron (Webril ST11D024-01). La doublure intérieure est en Armalon ST12G316-01 (tissu Bêta enduit de Téflon TFE sur les deux faces). Pour renforcer l'isolation, deux couches supplémentaires de marquisette Bêta ont été intercalées entre le film Kapton au niveau des semelles, ainsi qu'une doublure en Fluorel (4484/FWDT1) dans la semelle de la botte.

Les semelles des bottes lunaires Apollo sont fabriquées à partir d'une résine de silicone produite par General Electric (GE), dénommé RTV-630. Ce composé, de type RTV (Room Temperature Vulcanizing) à base de diméthyle, a la capacité de vulcaniser à température ambiante et présente une tolérance thermique comprise entre environ -59°C et +204°C (-75°F et +400°F). Il résiste ainsi aux variations de température considérables rencontrées sur la surface lunaire. La désignation officielle de la NASA pour ce matériau est le caoutchouc silicone ST31S147-01.
Le RTV-630 est un silicone bi-composant qui se révèle ignifuge, très solide et très résistant. Il peut être étiré jusqu'à trois fois sa longueur initiale et a une résistance à la traction de 850 psi. Initialement utilisé comme composé d'enrobage pour les composants électroniques, pour la fabrication de moules et comme élastomère, il s'est avéré très adaptable aux techniques de moulage à faible volume privilégiées par ILC. Pour couler les semelles des bottes, les deux composants (base et cataliseur) du RTV-630 sont d'abord mélangé, puis coulé manuellement dans un moule métallique usiné à la main et équipé d'un noyau. Ce noyau remplit le moule tout en laissant l'espace nécessaire pour que le silicone s'écoule et forme les parois latérales de la semelle. L'ensemble est ensuite durci dans un four jusqu'à que le silicone commence à se "gélifier". Une fois gélifiée, la semelle est retirée du four et démoulée. Par la suite, un insert est placé à l'intérieur de la semelle. Il s'agit d'une double couche de tissu Bêta cousue ensemble pour épouser la forme de l'intérieur de la semelle. L'adhésivité du RTV encore humide permet de maintenir le matériau en place, ajoutant ainsi une résistance structurelle. Une autre couche de RTV-630 est alors appliquée au pinceau sur le tissu pour le recouvrir complètement. Après ce processus, la semelle est insérée dans un sac dans lequel un vide est créer afin de presser fermement tous les matériaux ensemble. L'ensemble est ensuite placé sous des lampes chauffantes pour faire durcir le silicone. Enfin, le sac est retiré et les semelles sont placées une dernière fois dans un four à 93°C pendant deux heures supplémentaires.

Le saviez-vous ?? La botte lunaire sont produites en deux tailles : OMED (taille moyenne) et OLGE (grande taille). La distinction se fait notamment par le nombre de nervures sur la semelle, avec huit nervures sur l'OMED et neuf pour l'OLGE. Les semelles mesurent 336 mm (13½") x 52 mm (6") pour la taille OMED et 368 mm (14½") x 165 mm (6½") pour la taille OLGE. Les astronautes chaussant une pointure de 11 (US) ou plus se voient attribuer la taille OLGE : par exemple, Jim Lovell d'Apollo 13 portait une pointure 11 (US), tandis que Neil Armstrong avait une pointure de 9½ (US). Les nervures surélevées de la semelle, d'une épaisseur de 4,5 mm, offrent une isolation et une protection supplémentaires contre la chaleur, tandis que les dépressions plus minces (1,4 mm d'épaisseur) confèrent une certaine souplesse dans des conditions froides – sans se déchirer ni se fendre, grâce aux propriétés remarquables du RTV-630. De plus, l'espacement des nervures est conçu pour correspondre aux barreaux de l'échelle du LM, assurant ainsi la rigidité latérale et améliorant l'adhérence.

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 casque "bulle". 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 extravéhiculaire. 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 anneaux 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 pare-soleils, le cerclage et l'enveloppe de protection. L'enveloppe de protection de la coque (MLI) est fixée 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 abaissés, le LEVA offre une protection adéquate pour les conditions thermiques et lumineuses prévues sur la surface lunaire. Les pare-soleils 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 rejetant 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 mais uniquement lorsque 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-soleils 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.

Le saviez-vous ?? Le processus de revêtement en or pour l'écran pare-soleil protégeant les yeux a été développé par Perkin Elmer Corporation à Norwalk, Connecticut, à partir de 1963 sous contrat avec Hamilton Standard.

Une fois assemblées pour la mission Apollo, les combinaisons sont pressurisées et soumises à des tests d'étanchéité dans la salle blanche d'ILC. Elles ne doivent pas laisser échapper plus de 180 cm³ d'air par minute. En cas de fuite excessive, le défaut doit être localisé et réparé. Les fermetures à glissière sous pression sont souvent responsables, mais des fuites peuvent survenir ailleurs sur une combinaison, même si ce n'est pas courant sur une combinaison neuve. Pour réduire les fuites au niveau de la fermeture éclair, une graisse fluorée de DuPont, connue sous le nom de Krytox et compatible avec l'oxygène, est appliquée.

Le saviez-vous ?? Lors des missions Apollo, les astronautes s'équipaient de l'EMU et la vérifiaient selon une liste de contrôle écrite. Les performances de l'EMU pendant l'EVA étaient surveillées par les contrôleurs au sol via la télémétrie, nécessitant une importante équipe de soutien en temps réel. Outre l'indicateur de pression du réservoir d'oxygène, l'astronaute disposait d'un indicateur de pression de la combinaison et de cinq drapeaux d'avertissement électromécaniques pour l'alerter en cas de dysfonctionnement du système de l'EMU.

Bon à savoir : Pour la marche lunaire, il est conseillé aux astronautes de se tenir penchés en avant. Lors de la première expédition (Apollo XI), personne ne tomba ; toutefois, lors d'Apollo XII, Pete Conrad fit une chute sur le sol sélène, la faible gravité lui permettant de se rattraper ou d'amortir son impact.

Lors de la mission Apollo XIV, "Al" Shepard, en ramassant une pierre, met un genou à terre et s'enfonce d'une dizaine de centimètres. Son coéquipier "Ed" Mitchell doit l'aider à se relever. David Scott (Apollo XV) fait également une chute sans gravité. Plus tard, lors d'Apollo XVI, John Young s'emmêle les pieds dans un câblage et tombe, ce qui entraîne la désactivation de la station lunaire ALSEP (Apollo Lunar Surface Experiment Package).

Pour chaque mission, 15 combinaisons sont fabriquées, trois pour chacun des membres de l'équipage principal (mission, entraînement et réserve) et deux pour l'équipage de réserve (mission et entraînement). Chaque combinaison est unique et confectionnée sur mesure pour les astronautes. D'Apollo VII à XVII, 165 combinaisons ont été produites.

À partir d'Apollo XIII, des brassards rouges sont ajoutés aux bras et aux jambes de l’ITMG du commandant afin de le différencier du pilote du LM.

Bonus n°1, 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 isolantes des bottes lunaires (captures d'écran de l'émission Moon Machines)
	Radiographie de la paire de bottes lunaires du commandant Armstrong.