LES ACCESSOIRES DE LA COMBINAISON A7L

VENTILATEUR D'OXYGÈNE PORTATIF

Les ventilateurs sont des dispositifs portatifs fournissant de l'air ou de l'oxygène cryogénique utilisés par les membres d'équipage en combinaison pressurisée. Ils ont été employés dans le cadre du projet Mercury et, dans une moindre mesure, du programme Gemini. Dans le programme Apollo, les ventilateurs ont été utilisés pour trois objectifs distincts.

Le ventilateur d'oxygène portatif d'Apollo (POV pour Portable Oxygen Ventilator) est prncipalement conçu pour maintenir un astronaute ou un sujet d'expérience dans un état de préoxygénation avant un lancement ou un test d'altitude. En raison de la décompression impliquée, l'azote doit être purgé du sujet afin d'éviter les "bends" (mot d'argo, désignant la maladie des caissons), et il est impératif que le sujet soit maintenu dans un environnement d'oxygène pur pendant plusieurs heures avant la décompression.
Le POV est porté à la main, sous la forme d'un bloc autonome. Cette unité de "soutient de vie" permet d'exécuter cette fonction tout en apportant un certain degré de refroidissement. Pour l'entrainement, lorsque l'altitude n'excède pas 3048 m (10 000 ft), de l'air liquide peut remplacer l'oxygène liquide (LOX). Il n'y a aucun changement dans les spécifications des conditions si de l'air liquide est utilisé à la place du LOX.
Le fonctionnement de l'unité est relativement simple. Le LOX ou l'air liquide est stocké dans un flacon Dewar. Un clapet de montée en pression permet à une petite quantité de liquide de bouillir, maintenant la pression entre 1034 et 1103 kN/m² (150 à 160 psig).
L'ouverture de la valve d'approvisionnement permet à cette pression de faire sortir le liquide du fond du flacon Dewar et de l'envoyer dans un échangeur thermique. Le liquide bout et absorbe la chaleur dans une série d'échangeurs thermiques. Une valve d'aiguillage oriente le flux vers un autre échangeur thermique pour ajuster la température du gaz. Le gaz est ensuite acheminé vers la pompe de diffusion et expulsé par un éjecteur dans la boucle de la combinaison. Le gaz est relâché à haute vitesse par l'éjecteur, ce qui exerce une pression sur le gaz déjà présent dans la boucle de la combinaison, fournissant ainsi la force nécessaire pour un flux de ventilation d'au moins 0,28 m/min. Ce flux de ventilation passe par un des deux ombilicaux de 1,8 m (6 ft) de long, qui relient l'appareil au sujet revêtu de sa combinaison.
Le flux de ventilation fournit l'oxygène pour la respiration, le refroidissement, et absorbe également l'humidité produite par le sujet. Ce flux retourne par l'autre ombilical. Un PCV maintient une pression positive de 2,5 kN/m². L'écoulement est refroidi, déshumidifié, et retourné à la pompe de diffusion pour être réutilisé.

LE CRYOPACK

Le cryopack remplit une fonction similaire à celle du POV, mais il est exclusivement utilisé avec le casque et les gants pour le refroidissement. Contrairement au POV, il fonctionne avec de l'air liquide plutôt qu'avec de l'oxygène liquide. Une fois rempli de 0,003 m³ (3 L) d'air liquide, il pèse 9,53 kg (21 lb). L'air liquide est de l'air refroidi à une température inférieure à -221,26°C, ce qui le condense en un liquide bleu pâle. Pour éviter qu'il ne retourne à l'état gazeux avant son utilisation, il est stocké dans un récipient isolé sous vide, conçu pour limiter les échanges thermiques. Dans le cas du cryopack, ce récipient est de forme cylindrique (voir photo ci-dessous). Ce dispositif, similaire en apparence au PLSS, assure la pressurisation et la ventilation de la combinaison pressurisée lors des exercices d'entraînement aux EVA. Il maintient la pression de la combinaison entre 17 et 25,5 kN/m² (2,5 à 3,7 psi) et offre une autonomie de 90 minutes avec une charge complète. Les interfaces avec la combinaison sont identiques à celles d'un PLSS opérationnel, à l'exception des circuits d'eau et des connexions de communication, qui sont absents. Sa masse totale, une fois chargé et équipé d'une réplique de l'OPS, est d'environ 31,98 kg (70,5 lb).

Le Cryopack fonctionne selon le processus suivant (voir photo avec nomenclature ci-dessous) : après le remplissage du réservoir d'air liquide, la valve de purge (V-1) est fermée et la valve d'accumulation de pression (V-2) est ouverte. Cela permet à l'air liquide d'entrer dans le serpentin d'accumulation (A), où il se vaporise, pressurisant ainsi le Dewar à 140 (± 3) psig. À ce moment, la soupape de régulation de pression (B) se ferme, stoppant l'écoulement dans le serpentin (A). Cette soupape de régulation de pression (B) module ensuite entre ouverture et fermeture pour maintenir la pression du système.
Lorsque la vanne d'arrêt d'alimentation (V-3) est ouverte, la pression du système en haut du Dewar force l'air liquide depuis le fond du réservoir vers la ligne d'alimentation (C). L'air liquide traverse alors les bobines d'échange de chaleur (D) assurant une vaporisation complète avant d'entrer et de sortir d'un éjecteur (E), où il est expulsé sous forme de gaz à grande vitesse. Le gaz ainsi éjecté est dirigé vers le Venturi (F), qui canalise le flux de ventilation vers le tuyau d'entrée de la combinaison. Une partie du gaz est évacuée par la vanne de purge de la combinaison (située sur la ligne d'échappement) garantissant que la concentration de CO₂ reste inférieure à 7,6 mm Hg. Une valve de pression de la combinaison (V-4) maintient la pressurisation à 3,75 psi. La pression du système et celle de la combinaison sont surveillées à l'aide de jauges double situées de part et d’autre du Cryopack. Le refroidissement induit par la ventilation permet d’extraire jusqu’à 1200 BTU/h de chaleur. Le Cryopack est conçu pour fonctionner durant 1 h 30 min.

Montage photo (photo montage) de Dan Schaiewitz (CollectSpace)

LE PACK D'AIR DE SECOURS

Le pack d'air de secours (PEAP, pour Pad Emergency Air Pack) est une unité portable conçue pour fournir l'air nécessaire à la respiration lors d'une évacuation d'urgence sur l'aire de lancement. Il est conçu pour s'adapter à la partie supérieure avant du torse de l'astronaute, minimisant ainsi les opérations nécessaires pour le connecter au PGA et l'activer. Ces opérations peuvent être réalisées de manière autonome par un membre d’équipage, même avec une visibilité réduite, en utilisant une ou deux mains gantées dans des conditions d’urgence. Le PEAP délivre un flux d'air dans le PGA à un débit suffisamment pour maintenir le niveau CO₂ dans des limites acceptables durant l'évacuation. L'unité contient une réserve d'oxygène capable de maintenir un flux du gaz de 0,12178 + ou - 0,0023 kg/min (0,2685 + ou - 0,005 lbm/min) à une température de 294 K (70°F) et à une pression préréglée de 563 kN/m² (81,7 psia) pour environ 4 min 25 s (à + ou - 25s). La pression interne de la combinaison est régulée par une soupape de purge installée sur le connecteur de sortie des gaz du PGA. Cette soupape contrôle la pression et la maintient à 373 N/m² (1,5 in of water) pour le débit spécifié. Elle est identifiée par un code couleur rouge. Un ombilical d’alimentation flexible, équipé d’un connecteur mâle, permet le raccordement aux réceptacles du connecteur de gaz d’entrée du PGA. Ce connecteur est codé en bleu. Le PEAP dispose d’une valve de contrôle on/off, intégrée au pack d’air, qui régule le débit d’oxygène. Des points de rangement sont prévus sur l’unité pour stocker l’ombilical d’alimentation ainsi que la soupape de purge du système.

Vue des composants internes d'un PEAP, on peut dénombrer 5 petites bouteilles d'oxygène

Bends: ou maladie des caissons (ou mal de décompression) résulte d'une exposition rapide de l'organisme à une diminution significative de la pression atmosphérique. La maladie des caissons est aussi appelée les "bends" par les plongeurs sous-marins qui peuvent en souffrir s'ils remontent à la surface ou effectuent la décompression trop rapidement.

LE KIT DE MAINTENANCE DE L'UNITÉ DE MOBILITÉ EXTRAVÉHICULAIRE

Le kit de maintenance de l'EMU, confectionné en tissu Bêta, est une trousse légère et compacte mesurant 15 x 13 cm (6 x 5 in), conçue pour l’entretien de la combinaison et de la visière extravéhiculaire au cours de la mission. Il comporte une étiquette sur son rabat supérieur indiquant "EMU Maintenance Kit". Lorsqu’il est entièrement déployé, atteignant 33 x 36 cm (13 x 14 in), il expose la poche principale ainsi que les différentes pochettes de rangement, contenant des produits de nettoyage, de réparation et des pièces détachées, le tout sécurisé par des bandes et des boucles Velcro sur les rabats latéraux.

Contenu de la poche principale

Le kit d'entretien de l'EMU se composait de deux sections principales. La première était la poche centrale. Celle-ci, maintenue fermée par du Velcro, se dépliait pour révéler quatre étuis contenant les éléments suivants :

- une bande de réparation en fibre de verre, découpée en deux longueurs de 2,54 x 91,44 cm (1 in x 36 in), était enroulée individuellement autour d'une tige en nylon. Une cordelette Bêta reliait une bande de Velcro (côté crochet) à cette tige. La bande de réparation était conçue pour réaliser de petites réparations sur les couches de l'ITMG et de l'IVCL, ou pour être utilisée en association avec une pièce en tissu Bêta enduit de Téflon lorsque des réparations étaient nécessaires sur des zones éraflées, coupées ou déchirées de l'ITMG ou de l'IVCL.

- deux carrés de tissu Beta recouverts de Téflon, mesurant 12,7 x 12,7 cm (5 in x 5 in), étaient roulés séparément et utilisés pour réparer les zones abrasées, coupées ou déchirées de l'ITMG ou de l'IVCL.

- un outil d’extraction des joints toriques ("O" ring) des anneaux de connexion, il s’agit d’une tige en nylon dotée d’une pointe préformée. Une bande Velcro intégrée permet de le fixer facilement, assurant ainsi un accès rapide lors des opérations de maintenance.

- huit tampons emballés individuellement, imprégnés d'huile fluorée (huile Krytox ®). Ils sont utilisés pour lubrifier les fermetures à glissière, leurs joints, ainsi que les joints toriques des anneaux de connexion. Ils sont rangés dans l'étui central du kit et maintenus en place par un point de couture en fil Beta, évitant toute chute lors de l’ouverture de la trousse.

La deuxième partie principale du kit d'entretien de l'EMU est la pochette. Celle-ci se compose de six sachets transparents thermosoudés, dont le contenu est clairement étiqueté. Les six sachets sont fixés à l'aide de boutons-pression. Le détail des six sachets et de leur contenu est le suivant :

Sachet 1 : pièces de réparation
Ce sachet contient trois pièces de réparation destinées à être utilisées avec le mastic d'étanchéité du sachet 2. Ces "patchs" sont conçus pour colmater les perforations accidentelles du tissu en nylon enduit de néoprène de la vessie sous pression du TLSA.

Sachet 2 : scellant de réparation
Ce sachet renferme cinq dosettes mesurées de scellant, à utiliser en conjonction avec les "patchs" de réparation du sachet 1, pour sceller les perforations accidentelles de la vessie sous pression.

Sachet 3 : joint en caoutchouc
Ce sachet contient un grand joint de remplacement destiné au connecteur de poignet du gant, qu'il soit du côté droit ou gauche de la combinaison.

Sachet 4 : joints de remplacement
Ce sachet comprend trois joints toriques de rechange : l’un pour la soupape de limitation de pression de la combinaison, un autre pour le port d’alimentation du casque, et le troisième pour l’un des connecteurs d’oxygène de la combinaison ou pour le connecteur d’eau multiple du LCG.

Sachet 5 : tampons de nettoyage et antibuée
Ce sachet contient six tampons traités (deux répartis dans chacun des trois sachets scellés) destinés à nettoyer et à appliquer un traitement antibuée sur les surfaces optiques du casque principal (PHA), de la visière extra-véhiculaire (EVVA) et de la visière du bouclier de protection du PHA.

Sachet 6 : instructions du kit d'entretien
Les consignes imprimées sur la face avant de la pochette concernent la lubrification des joints, des joints toriques et des fermetures à glissière, tandis que celles figurant sur la face arrière traitent de la réparation de l'ITMG, de la réparation de la vessie, du nettoyage de la zone de vision du casque et de l'application du traitement antibuée.

Source (PDF "EMU unit "), texte de Paul Cultrera, tous droits réservés.