SYSTÈME DE CONTRÔLE DE L'ENVIRONNEMENT (ECS pour Environmental Control System)

L'unité de contrôle de l'environnement (ECU pour Environmental Control Unit), ou unité de contrôle du milieu ambiant, est le cœur du sous-système de contrôle environnemental. Il s'agit d'un ensemble compact d'équipements de 73,66 cm de long, pour 40,64 cm de profondeur et 83,82 cm à son point le plus large. Il est monté dans la baie d'équipement gauche.

Vue générale d'un ECU

Montage de l'ECU en salle blanche

Vue éclatée de la baie à équipement gauche (système ECS, localisation de l'ECU)

L'unité comprend le panneau de commande du liquide de refroidissement, le refroidisseur d'eau, deux évaporateurs eau/glycol, deux casiers métalliques contenant les absorbeurs de CO2 et d'odeurs (avec un filtre à charbon actif dans chaque emplacement), l'échangeur thermique des combinaisons pressurisées, le séparateur d'eau et des compresseurs. Le réservoir d'appoint et de surpression d'oxygène, l'ensemble pompe et réservoir eau-glycol, ainsi que les panneaux de commande pour l'oxygène et l'eau sont adjacents à l'unité.

Le sous-système repose sur trois éléments principaux : l'oxygène, l'eau et le liquide de refroidissement (mélange d'eau et de glycol). Ces éléments sont interdépendants et intégrés à d'autres sous-systèmes. Ils assurent les fonctions principales de contrôle de l'atmosphère et de la température du vaisseau spatial, ainsi que la gestion de l'eau, au travers de quatre sous-systèmes principaux : l'oxygène, le circuit des combinaisons pressurisées, l'eau et l'eau glycolée. Un cinquième sous-système, la ventilation post-atterrissage, fait également partie du système de contrôle de l'environnement. Il fournit de l'air extérieur pour la respiration et le rafraîchissement après l'amerrissage.

Sous-système contrôle atmosphérique

Le sous-système de contrôle atmosphérique gère le flux d'oxygène dans l'habitacle, stocke une réserve d'oxygène (réservoir d'appoint/surpression) à utiliser pendant la rentrée et en cas d'urgences, régule la pression de l'oxygène fourni aux composants du sous-système ainsi qu'au circuit des combinaisons pressurisées (PSC pour Pressure Suit Circuit), contrôle la pression de la cabine en mode normal et en mode secours (débit unitaire élevé), régule la pression dans les réservoirs d'eau et de glycol, et assure la purge du circuit des combinaisons pressurisées.
Le PSC fournit une atmosphère conditionnée de manière continue, contrôlant automatiquement la circulation, la pression et la température des gaz dans les combinaisons, tout en éliminant les débris, l'excès d'humidité et le CO₂ des combinaisons et de la cabine.

La principale source d'oxygène est constituée de deux réservoirs cryogéniques  supercritiques d'un total de 290,30 kg (640 lb) d'oxygène, situés dans le module de service (SM). Ils alimentent également les piles à combustible et sont généralement considérés comme faisant partie du système d'alimentation électrique (EPS). La spécification de conception alloue 78,29 kg (172,6 lb) de cette quantité à l'ECS. En comparaison, l'allocation d'oxygène réelle à l'ECS pour la mission Apollo 11 était de 32,84 kg (72,4 lb) pour l'utilisation prévue, de 4,71 kg (10,4 lb) pour le soutien au LM et de 7,07 kg (15,6 lb) pour l'utilisation d'urgence. Cette réduction de consommation durant la mission Apollo 11 est due à la durée plus courte de la mission (196 heures) par rapport à la mission de spécification (336 heures ou 14 jours), ainsi qu'à des valeurs de fuite de la cabine et des besoins métaboliques de l'équipage inférieures aux exigences des spécifications de conception. (voir tableau ci-dessous).

Consommation d'oxygène par l'ECS (design 336 h 172,6 lbs)

Les trois astronautes, équipés de leurs combinaisons se connectent au PCS dès leur entrée dans le CM et conservent cette connexion jusqu'à la confirmation de l'orbite terrestre. Ils portent également leurs combinaisons à chaque fois que des manœuvres critiques sont effectuées ou qu'une poussée est appliquée au vaisseau spatial.
Sur l'aire de lancement, l'atmosphère de la cabine est composé à 60% d'oxygène et 40% d'azote pour réduire les risques d'incendie, car un feu se propage plus rapidement dans une atmosphère d'oxygène pur que dans une atmosphère mixte.
Lors de la phase d'ascension, l'atmosphère mixte, fournie par l'équipement au sol, sera purgée, puis progressivement remplacée par de l'oxygène pur, alimentée par le sous-système de contrôle de l'environnement, afin de reconstituer l'atmosphère et de maintenir la pression.
Pendant le pré-lancement et l'opération orbitale initiale, le PSC fournit de l'oxygène à un débit légèrement supérieur à celui nécessaire pour la respiration et pour compenser les fuites des combinaisons.Cela entraîne une pression légèrement supérieure dans les combinaisons par rapport à celle de la cabine, empêchant ainsi les gaz de la cabine de pénétrer et de contaminer le PSC. L'excès d'oxygène dans le circuit des combinaisons est évacué dans la cabine.

Bon à savoir : la pression de la cabine (trappe fermée) au niveau de la mer est de 1,013 bar (14,7 psi). Pendant l'ascension, cette pression chute jusqu'à 0,413 bar (6 psi), déclenchant automatiquement le fonctionnement de l'équipement pour maintenir ce niveau de pression.
Durant la mission, la pression est redescendue et maintenue à un nominal de 0,344 bar (5 psia) par le régulateur de pression cabine avec des débits allant jusqu'à 0,589 kg d'oxygène par heure.
En cas de fuites entraînant des débits élevés, un régulateur de pression de cabine de secours fournit l'oxygène nécessaire pour maintenir la pression de la cabine au-dessus de 0,241 bar (3,5 psia) pendant environ 15 minutes, laissant ainsi le temps à l'équipage de revêtir leurs combinaisons pressurisées.
Avant la rentrée dans l'atmosphère, le PSC est isolé du reste de la cabine. La pression de la cabine est alors maintenue par le régulateur jusqu'à ce que la pression ambiante extérieure monte à un maximum de 0,062 bar (0,9 psi) au-dessus de la pression intérieure. À ce moment, une soupape de sécurité s'ouvre pour permettre l'écoulement de l'air extérieur dans la cabine. À mesure que la pression du CM augmente, le régulateur de demande en oxygène permet l'admission de plus d'oxygène dans le PSC afin de maintenir la pression des combinaisons légèrement au-dessus de celle de la cabine.

En temps normal, l'oxygène provient des réservoirs cryogéniques du module de service (SM). Lors de la rentrée, après la séparation des deux modules, c'est la quantité d'oxygène contenue dans le réservoir d'appoint/surpression du CM qui est utilisée, complétée par le pack de repressurisation en oxygène. Le rôle principal de ce pack est de permettre une repressurisation rapide de la cabine pendant le vol spatial, notamment après une activité extravéhiculaire. Après l'atterrissage, la cabine est ventilée avec de l'air extérieur à travers le ventilateur et les vannes post-atterrissage. L'oxygène du circuit des combinaisons se réchauffe et se contamine par du dioxyde de carbone, des odeurs et de l'humidité. Cet oxygène circule ensuite dans les absorbeurs où le dioxyde de carbone et les odeurs sont éliminés, puis dans l'échangeur de chaleur où il est refroidi et où l'humidité est éliminée. Par ailleurs, les débris pénétrant dans le circuit sont retenus par le piège à débris ou dans l'ensemble de l'absorbeur.

SOUS-SYSTÈME "OXYGÈNE"

Le sous-système oxygène partage l'alimentation en oxygène avec le sous-système d'alimentation électrique, étant donné que ce dernier utilise de l'oxygène couplé à de l'hydrogène pour la production d'électricité. Environ 290,30 kg (640 lb) d'oxygène sont stockés dans deux réservoirs cryogéniques situés dans le module de service (SM). Des réchauffeurs dans les réservoirs pressurisent l'oxygène à 900 psig pour le distribuer à l'équipement utilisateur.

L'oxygène est fourni au CM par deux lignes d'alimentation séparées, chacune entrant dans un ensemble de réducteurs d'admission. Chaque ensemble contient un filtre, une ligne capillaire et un clapet anti-retour. Les filtres assurent la filtration finale du gaz entrant dans le CM. Les capillaires, placés autour de la ligne de glycol chaud, ont deux fonctions : limiter le débit total d'oxygène à 4,08 kg (9 lb) par heure pour éviter d'affamer les piles à combustible, et le réchauffer pour l'empêcher d'entrer dans le CM sous forme liquide. Les clapets anti-retour servent à isoler les deux lignes d'alimentation. Après avoir passé les clapets anti-retour d'entrée, les deux lignes fusionnent en une seule qui est acheminée vers la vanne d'alimentation en oxygène du SM. Cette vanne sert de vanne d'arrêt en vol pour soutenir les clapets d'entrée pendant la rentrée. Elle est fermée avant la séparation CM-SM.
La sortie de la vanne d'alimentation est connectée en parallèle à la vanne du réservoir tampon d'oxygène et à un clapet anti-retour sur le panneau de contrôle de l'oxygène. La vanne du réservoir d'appoint/surpression est fermée uniquement lorsqu'il est nécessaire de l'isoler du système. Ce réservoir stocke environ 1,67 kg (3,7 lb) d'oxygène à 63,06 bar (900 psig) pour une utilisation lors de la rentrée atmosphérique et pour augmenter l'approvisionnement du SM lorsque la demande opérationnelle dépasse la capacité de débit des réducteurs d'entrée. Une soupape de surpression et d'arrêt du réservoir d'appoint empêche sa surpression et fournit un moyen d'arrêter le débit en cas de défaillance du clapet de décharge. Un transducteur de pression émet un signal proportionnel à la pression du réservoir d'appoint pour la télémétrie et pour l'affichage à l'équipage.

Une vanne d'entrée d'oxygène est utilisée pour contrôler le débit d'oxygène vers et depuis le dispositif de repressurisation de l'oxygène. L'ensemble se compose de trois réservoirs d'oxygène, chacun d'une capacité de 0,453 kg (1 lb) reliés en parallèle. Il comprend également une vanne de repressurisation à bascule à action rapide, permettant de libérer l'oxygène dans la cabine à des débits très élevés, ainsi qu'une vanne à bascule et un régulateur pour alimenter en oxygène les masques d'urgence. L'ouverture de la vanne de repressurisation, avec la vanne d'entrée en position "remplissage", déchargera les réservoirs du dispositif de repressurisation et le réservoir d'appoint à un taux qui pressurisera le CM de 0 à 0,20 bar (de 0 à 3 psia) en une minute. Lorsque la valve d'entrée est en position "ON", les trois réservoirs augmentent l'alimentation du réservoir d'appoint pour la rentrée et les urgences.

Le régulateur principal réduit la pression d'alimentation à 7,90 bar ± 1,70 bar (100 ± 10 psig) pour l'alimentation des composants du sous-système. L'ensemble du régulateur est constitué d'une unité double qui fonctionne normalement en parallèle. Des vannes de sélection à l'entrée de l'ensemble permettent d'isoler l'une des unités en cas de défaillance, ou de les arrêter toutes les deux. Des soupapes de sûreté intégrées limitent la pression en aval à 10,66 bar (140 psig) maximum.La sortie du régulateur principal passe par un débitmètre, puis est délivrée directement au régulateur de pression du réservoir de réfrigérant (eau-glycol), et via la vanne d'alimentation en oxygène, en parallèle avec le régulateur de pression de la cabine, le régulateur de pression de secours de la cabine, le régulateur de demande d'oxygène, la vanne directe d'oxygène et les vannes de l'accumulateur d'eau.
La sortie du débitmètre est affichée sur un indicateur de débit d'oxygène qui a une plage de 0,09 à 0,453 kg (0,2 à 1 lb) par heure. Le débit nominal pour la consommation métabolique et les fuites de la cabine est d'environ 0,195 kg (0,43 lb) par heure. Des débits de 0,453 kg (1 lb) par heure ou plus, dépassant 16,5 secondes déclenchent un voyant sur le panneau d'avertissement et d'alerte pour signaler à l'équipage que le débit d'oxygène est supérieur à la normale. Cela ne signifie pas nécessairement un dysfonctionnement, car certains scénarios de vol peuvent entraîner un débit d'oxygène élevé.
L'ensemble régulateur de pression du réservoir d'eau et de glycol est aussi une unité double, fonctionnant normalement en parallèle, qui réduit l'oxygène de 6,89 bar à 1,37 bar (100 psi à 20 psi ±2 psig) pour pressuriser les vessies à expulsion positive se trouvant dans les réservoirs d'eau usée, d'eau potable et dans le réservoir de glycol. Des soupapes de sûreté intégrées limitent la pression en aval à (25 ±2 psi) au-dessus de la pression de la cabine. Des vannes de sélection à l'entrée et à la sortie permettent de choisir l'un ou l'autre des régulateurs et des soupapes de décharge, ou d'arrêter l'unité.

Le régulateur de pression contrôle le débit d'oxygène dans la cabine pour compenser les pertes dues à la consommation métabolique, aux fuites normales ou à la repressurisation. Il est composé de deux régulateurs de pression absolue fonctionnant en parallèle et d'une vanne de repressurisation de cabine à commande manuelle. Ce système maintient la pression de la cabine à 0,34 bar (5 ± 0,2 psia) avec des pertes allant jusqu'à 0,58 kg (1,3 lb) par heure. Au-delà de ce seuil, la pression diminue progressivement. Lorsque celle-ci atteint 0,24 bar (3,5 psia), le régulateur s'arrête automatiquement afin d'éviter un gaspillage d'oxygène. Après une dépressurisation, la cabine peut être repressurisée en ouvrant manuellement la vanne de repressurisation, ce qui génère un débit minimal de 2,72 kg (6 lb) par heure.

Un régulateur de pression de cabine d'urgence assure la protection pour l'équipage en cas de fuite importante dans la cabine. Sa vanne de régulation commence à s'ouvrir lorsque la pression de la cabine descend à 0,31 bar (4,6 psia)  et s'ouvre complètement à 0,28 bar (4,2 psia), inondant alors la cabine d'oxygène. Ce régulateur fournit un débit d'oxygène pouvant atteindre 0,29 kg (0,66 lb) par minute afin de prévenir une décompression rapide en cas de perforation de la cabine. Il peut maintenir la pression au-dessus de 0,24 bar (3,5 psia) pendant 15 minutes face à une fuite équivalente à une perforation de 0,63 cm (1/4 in) de diamètre.
Cette vanne est généralement utilisée lors des opérations en manche de chemise et permet aux astronautes d’enfiler leurs combinaisons pressurisées avant que la pression ne descende en dessous de 0,24 bar (3,5 psia). Lorsqu’ils portent leurs combinaisons pressurisées, la vanne est fermée afin d’éviter toute perte d’oxygène inutile.

Un régulateur de demande d'oxygène alimente en oxygène le circuit des combinaisons lorsque celui-ci est isolé de la cabine et pendant les phases de dépressurisation. Il évacue également l'excèdent de gaz afin d'éviter toute surpression des combinaisons. L'ensemble comprend des régulateurs redondants, une unique soupape de décharge pour évacuer l'excès de pression des combinaisons, une soupape de sélection d'entrée pour sélectionner l'un ou l'autre ou les deux régulateurs, ainsi qu'une soupape de test destinée aux essais d'intégrité des combinaisons. Chaque section du régulateur est constituée d'un mécanisme anéroïde et d'un diaphragme différentiel placé dans une chambre de référence. Le diaphragme agit sur une tige reliée à la soupape à la demande, laquelle s'ouvre dès qu'une différence de pression est détectée. En fonctionnement, un flux constant d'oxygène issu de l'alimentation traverse la chambre de référence, contourne l'anéroïde et s'échappe par l'orifice de commande dans la cabine. Tant que la pression de la cabine reste supérieure à 0,25 bar (3,75 psia nominale), le débit d'oxygène à travers cet orifice est pratiquement illimité, maintenant ainsi une pression dans la chambre de référence équivalente à celle de la cabine. Cette pression s'exerce sur la face supérieure du diaphragme, tandis que la pression de la combinaison agit sur la face inférieure du diaphragme via l'orifice de détection. L'ouverture de la soupape à la demande peut alors être déclenchée soit par une augmentation de la pression dans la chambre de référence, soit par une diminution de la pression détectée dans la combinaison.

Une augmentation de la pression se produit pendant les opérations de dépressurisation. Lorsque la pression de la cabine diminue, l'anéroïde se dilate. À 0,25 bar (3,75 psia), l'anéroïde s'est suffisamment dilaté pour resteindre l'écoulement d'oxygène à travers l'orifice de commande, ce qui augmente la pression de la chambre de référence. Lorsque celle-ci dépasse d’environ 0,75 kPa (3 in of water pressure/colonne d'eau) la pression détectée de la combinaison, la soupape de demande s’ouvre.
Une baisse de pression survient lorsque le circuit des combinaisons est isolé de la cabine alors que cette dernière est pressurisée au-dessus de 0,34 bar (5 psia). Lors du processus de respiration, l'équipage expire du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau. En faisant circuler les gaz des combinaisons à travers l'absorbeur de dioxyde de carbone et d'odeurs ainsi que l’échangeur de chaleur de la combinaison, ces éléments sont éliminés, ce qui entraîne une diminution de la pression dans le circuit des combinaisons. Cette baisse est détectée sous le diaphragme du régulateur, qui ouvre la soupape de demande lorsque la pression du circuit descend d’environ (3 in of water pressure) en dessous de celle de la cabine.
L'ensemble du régulateur comprend une soupape de décharge à clapet intégrée à l'orifice de détection de la pression des combinaisons. Tant que la pression de la cabine est supérieure à 0,25 bar (3,75 psia), un ressort hélicoïdal charge la soupape, permettant l’évacuation de l’excès de gaz dès que la pression des combinaisons dépasse celle de la cabine de 0,5 à 2,24 kPa (2 à 9 in of water pressure). Lorsque la pression de la cabine tombe à 0,25 bar, l’expansion de l’anéroïde entraîne une augmentation de la pression dans la chambre de référence. Cette pression est transmise par des conduits aux deux chambres de chargement de la soupape de décharge, situées en tandem au-dessus de son clapet. La pression dans ces chambres agit sur les diaphragmes en tandem, qui forcent le clapet à rester fermé.
Ainsi, la pression de décharge de la soupape est portée à 0,25 bar plus 0,5 à 2,24 kPa (2 à 9 in of water pressure).

La valve de test des combinaisons permet de pressuriser et de dépressuriser le circuit des combinaisons à des vitesses contrôlées afin d'effectuer des tests d'intégrité. En position "PRESS", elle alimente le circuit des combinaisons en oxygène via un restricteur, permettant d’atteindre une pression nominale de 0,27 bar (4 psi) au-dessus de celle de la cabine en au moins 75 s. La durée maximale requise pour pressuriser ou dépressuriser les combinaisons dépend de la densité des gaz présents dans celles-ci et dans la cabine. Ce temps est plus long au sol qu’en orbite en raison de la densité plus élevée du gaz à la pression atmosphérique normale. En position "DEPRESS", la valve réduit la pression des combinaisons en au moins 75 s. Lorsqu’elle est déplacée de "PRESS" à "OFF", la pression interne des combinaisons sera immédiatement évacuée.
De plus, si l'une des trois combinaisons est vidangée vers la cabine alors que la valve est en position "PRESS", les trois combinaisons s'effondrent immédiatement. Cela est dû au restricteur de l’orifice de pressurisation, qui limite le débit d’oxygène fourni par le régulateur de demande et l’empêche de compenser la perte de pression dans les deux autres combinaisons. La vanne d’oxygène direct est une vanne de dosage manuelle permettant de réguler un débit d’oxygène de 0 à 0,30 kg (0,67 lb) par minute. Sa fonction principale est de purger le circuit des combinaisons pressurisées.

CIRCUIT DES COMBINAISONS PRESSURISÉES

Le circuit des combinaisons pressurisées est une boucle de circulation de gaz assurant à l'équipage une atmosphère conditionnée en continu tout au long de la mission. Le gaz circule grâce à deux compresseurs centrifuges, contrôlés par des interrupteurs individuels. En temps normal, un seul compresseur fonctionne à la fois, mais les interrupteurs permettent de connecter l'un ou l'autre, ou les deux, à l'un ou l'autre des bus de courant alternatif.
Un transducteur de pression différentielle, relié aux compresseurs, envoie un signal à un indicateur sur la console d'affichage principale, à la télémétrie et au système d'avertissement et de mise en garde, qui active une lumière lorsque la pression différentielle atteint 0,22 psi ou moins. Un autre transducteur de pression différentielle est situé entre le collecteur d'admission du compresseur des combinaisons et la cabine ; sa sortie est affichée sur l'indicateur. Un interrupteur sur la console d'affichage principale permet de sélectionner la sortie de l'un ou l'autre des transducteurs pour l'afficher. Un transducteur de pression, connecté au collecteur d'admission du compresseur, fournit un signal à un autre indicateur et à la télémétrie.

Le gaz quittant le compresseur traverse l'ensemble d'absorption du dioxyde de carbone et des odeurs. Cet ensemble est une unité double comportant deux éléments d'absorption dans des compartiments séparés, avec des collecteurs d'entrée et de sortie communs aux deux. Une vanne de dérivation située dans le collecteur d'entrée permet d'isoler un compartiment, sans interrompre le flux de gaz dans le circuit, pour remplacer un absorbeur usagé. Un mécanisme de verrouillage entre la poignée de la vanne de dérivation et les poignées du couvercle empêche l'ouverture simultanée des deux compartiments. Les éléments absorbants sont constitués d'hydroxyde de lithium et de charbon actif, servant à éliminer le dioxyde de carbone et les odeurs des gaz des combinaisons. Des tampons Orlon placés sur les côtés de l'entrée et de la sortie, retiennent les petites particules et empêchent les matériaux absorbants de pénétrer dans le flux gazeux.

Depuis le filtre, le gaz par l'échangeur de chaleur des combinaisons où il est refroidi et où l'excès d'humidité est éliminé. L'échangeur de chaleur est composé de deux séries de larges tubes plats, permettant la circulation du liquide de refroidissement des boucles primaire et secondaire. Le débit ou la dérivation du réfrigérant est régulé par deux vannes situées sur le panneau de contrôle du réfrigérant. L'espace entre les tubes forme des passages dans lesquels circulent les gaz des combinaisons. Le liquide de refroidissement circulant dans les tubes, absorbe une partie de la chaleur des gaz. Lorsque la température des gaz atteint 12,77°C (55°F), l'excès d'humidité se condense et est évacué de l'échangeur de chaleur par l'une ou les deux pompes d'accumulation d'eau.

Les accumulateurs d'eau sont des pompes à piston, actionnées par la pression d'oxygène 6,89 bar (100 psi) lors la course de refoulement et par un ressort de rappel pour la course d'aspiration. Le débit d'oxygène est régulé par deux ensembles de vannes de sélection des accumulateurs d'eau sur le panneau de commande du liquide de refroidissement. Chaque ensemble comprend une vanne de sélection, une électrovanne et une dérivation intégrée. Le débit d'oxygène peut être contrôlé automatiquement par l'électrovanne, grâce à des signaux provenant de l'équipement central de chronométrage. Ces signaux assurent qu'un des accumulateurs effectue un cycle toutes les dix minutes. Si nécessaire, l'électrovanne peut être commandée manuellement pour ajuster les intervalles de fonctionnement des accumulateurs.

Le gaz frais, à 12,77°C (55°F nominal), passe de l'échangeur de chaleur aux combinaisons à travers les limiteurs de débit et les vannes de contrôle du débit. La température des combinaisons, mesurée à la sortie de l'échangeur de chaleur, est affichée sur la console d'affichage principale et télémesurée. Un limiteur de débit est installé dans chaque conduit d'alimentation des combinaisons pour restreinde le débit de gaz. Ce limiteur est un tube avec une section Venturi conçue pour limiter le débit à 0,31 kg (0,7 lb) par minute. Il offre une résistance maximale au débit de gaz dans une combinaison déchirée, lorsque la pression de la cabine est proche de zéro psia. Le régulateur de demande en oxygène fournit de l'oxygène à des débits allant jusqu'à 0,30 kg par minute (pendant au moins 5 minutes) pour maintenir la pression dans le circuit pendant la réparation de celle-ci.

Les vannes de contrôle du débit font partie de l'assemblage du connecteur du tuyau des combinaisons. Elles permettent de régler individuellement le débit de gaz dans chaque combinaison. Lorsqu'une personne travaille dans un environnement en manches de chemise et que le tuyau d'admission est déconnecté de la combinaison, environ 0,33 m³ de gaz par minute s'écoule dans la cabine.

Une soupape de décharge est installée entre la sortie de l'échangeur thermique des combinaison et l'entrée du compresseur. Elle est conçue pour maintenir une pression relativement constante aux entrées des trois combinaisons, en éliminant les surpressions transitoires. Au cas où, une commande permet de fermer manuellement la soupape, qui est normalement fermée tout au long de la mission.

Le gaz quittant les combinaisons s'écoule à travers le piège à débris vers le compresseur du circuit. Ce piège est un filtre mécanique conçu pour retenir les matières solides susceptibles d'obstruer ou d'endommager le système. Il se compose d'un tamis en acier inoxydable, conçu pour bloquer les particules de plus de 0,010 cm (0,040 in), et d'une soupape de dérivation qui s'ouvre lorsque la pression différentielle atteint 0,12 kPa (0,5 inch of water pressure), en cas de colmatage du tamis. Une soupape de retour du circuit des combinaisons est installée sur le piège à débris, en amont de la grille. Elle permet aux gaz de la cabine d'entrer dans le circuit pour le nettoyage. Cette vanne comprend deux clapets anti-retour à battant et d'une vanne d'arrêt manuelle en série, permettant d'isoler manuellement le circuit des combinaisons de la cabine via une télécommande. Cela évite l'introduction de gaz de la cabine dans le circuit des combinaisons si ce dernier est contaminé. La valve est située au niveau du collecteur d'admission du compresseur, qui se trouve normalement entre 0,25 et 0,5 kPa (1 to 2 inches of water pressure) sous la pression de la cabine. La pression différentielle fait circuler les gaz de cabine dans le circuit des combinaisons, où ils sont reconditionnés et renvoyés dans les combinaisons ou la cabine. En cas d'urgence, les vannes empêchent l'écoulement des gaz dans la cabine dépressurisée depuis le circuit des combinaisons. Un capteur de dioxyde de carbone est installé entre l'entrée des combinaisons et le collecteur de recirculation. Il est relié à un indicateur sur le tableau d'affichage principal (MDC pour Main Display Console), à la télémétrie et au système d'avertissement et d'alerte et déclenche un alerte si la pression partielle de dioxyde de carbone atteint 7,6 millimètres de mercure.

Sous-système gestion de l'eau

Bon à savoir : Les réservoirs d'eaux potables et usées sont partiellement remplis avant le lancement pour assurer un approvisionnement adéquat pendant les premières étapes de la mission. Pour le reste de la mission jusqu'a la séparation du CM d'avec le SM, se sont les piles à combustibles qui fournissent l'eau potable. Une partie de l'eau est refroidie pour la boire directement, pour la préparation d'aliments ou de boissons lyophilisés froids, le reste est chauffé et fourni par une valve séparée dans l'unité de préparation des aliments. Des dispositions sont prises pour stériliser l'eau potable.

EN DÉTAIL...

Le sous-système gestion de l'eau est constitué de deux réseaux individuels de gestion des fluides qui contrôlent la collecte, le stockage et la distribution des eaux potables et usées. L'eau potable est principalement utilisée après stérilisation à des fins métaboliques et hygiéniques. L'eau usée est utilisée uniquement comme évaporant dans les évaporateurs de glycol primaire et secondaire. Bien que les deux réseaux fonctionnent et soient contrôlés indépendamment l'un de l'autre, ils sont interconnectés d'une manière qui permet à l'eau potable de s'écouler dans le système des eaux usées dans certaines conditions.
L'eau potable produite dans les piles à combustible est pompée dans le CM à un débit d'environ 680,39 g (1,5 lb) par heure. L'eau s'écoule par un clapet anti-retour vers les ports d'entrée du réservoir d'eau potable et ceux du réservoir d'eaux usées. Le clapet anti-retour à l'entrée empêche la perte d'eau potable après la séparation CM-SM. L'entrée du réservoir d'eau potable est une vanne d'arrêt manuelle utilisée pour empêcher l'écoulement de l'eau de la pile à combustible dans le système d'eau potable au cas où celle-ci serait contaminée.
L'entrée du réservoir d'eaux usées est une soupape de décharge en ligne avec une vanne d'arrêt intégrée. La soupape de décharge permet à l'eau potable de s'écouler dans le réservoir des eaux usées lorsque la pression de l'eau potable est supérieure de 6 psi à celle des eaux usées.
Cette différence de pression se produit lorsque les piles à combustible pompent de l'eau et que le réservoir d'eau potable est plein ou que la vanne d'admission du réservoir d'eau potable est fermée, ou encore lorsque le réservoir d'eaux usées est complètement vide et que les évaporateurs au glycol demandent de l'eau pour le refroidissement. Dans ce dernier cas, le débit d'eau est uniquement la quantité demandée. La vanne d'arrêt est utilisée pour bloquer le débit en cas de défaillance de la soupape de décharge. Si une telle défaillance se produit, l'eau potable peut s'écouler par la vanne (à condition que la pression de l'eau potable soit supérieure à celle de l'eau usée), jusqu'à ce que les deux pressions soient égales. L'écoulement inverse est empêché par un clapet anti-retour.

Dans le cas où les deux réservoirs d'eau sont pleins au moment où les piles à combustible pompent, l'excédent d'eau potable sera déversé par-dessus bord via une soupape de décharge. Il s'agit d'une unité double avec une vanne de sélection permettant de placer l'une ou l'autre ou les deux soupapes de décharge en service ou d'arrêter l'unité. La pression du système d'eau est augmentée à 40 psia, et l'effluent des piles à combustible est jeté directement par-dessus bord. L'excès d'eau peut également être déversé manuellement, et cette capacité a été utilisée dans toutes les missions. Cette opération manuelle a été choisie afin d'éviter toute interférence avec les séances de photographie, les observations avec l'équipement de guidage et de navigation pour déterminer la trajectoire.

L'eau s'écoule du panneau de commande vers le réservoir d'eau potable, l'unité d'eau de préparation des aliments et le refroidisseur d'eau. L'eau réfrigérée est acheminée à l'unité d'eau de préparation des aliments et au distributeur d'eau potable via la vanne d'alimentation en eau potable.

Le refroidisseur d'eau refroidit et stocke 22,6 cl (0,5 lb) d'eau potable pour la consommation de l'équipage. Le refroidisseur d'eau est conçu pour fournir 170 cl (6 onces/oz) d'eau à 10°C (50 °F) toutes les 24 minutes. L'unité se compose d'un réservoir à chicanes internes contenant un ensemble de tubes enroulés utilisé comme conduit du liquide de refroidissement. Les chicanes sont utilisées pour empêcher l'eau chaude entrante de se mélanger avec l'eau préalablement refroidie et d'augmenter ainsi sa température.

Refroidisseur d'eau, photo et vue en coupe

L'unité d'eau pour la préparation des aliments chauffe l'eau potable à l'usage de l'équipage et permet de sélectionner manuellement l'eau potable chaude ou froide ; l'eau potable froide est fournie par le refroidisseur d'eau. Elle se compose d'un réservoir d'eau chauffé électriquement et de deux vannes à commande manuelle. Le réservoir isolé a une capacité de 1,13 kg (2,5 lb) d'eau. Des éléments chauffants à commande thermostatique placés dans le réservoir chauffent l'eau et la maintiennent à une température nominale de 65,55°C (154°F). Deux valves de dosage distribuent de l'eau chaude ou de l'eau froide, par incréments de 28,35 g (1 oz), à travers une buse commune. Le taux de distribution d'eau chaude est d'environ 283,5 g (10 oz) toutes les 30 minutes. La vanne d'alimentation en eau potable sert à couper l'arrivée d'eau au distributeur d'eau potable (pistolet à eau), en cas de fuite sur le flexible.

Les eaux usées et l'eau potable sont stockées dans des réservoirs à expulsion positive qui, à l'exception de leur capacité, sont identiques en termes de fonction, de fonctionnement et de conception. La fonction d'expulsion positive est obtenue par une vessie intégralement supportée, installée longitudinalement dans le réservoir. Les canaux collecteurs d'eau, solidaires des parois du réservoir, empêchent l'eau d'être piégée à l'intérieur du réservoir par la vessie en expansion. Les transducteurs de quantité fournissent des signaux à un indicateur sur le MDC.

Les bactéries du système d'eaux usées peuvent migrer à travers les vannes d'isolement vers le système d'eau potable. Un système d'inoculation par seringue permet l'injection périodique de bactéricide dans le système d'eau potable. L'eau usée extraite de l'échangeur de chaleur des combinaisons est déversée dans le réservoir d'eau usée, et est acheminée vers les vannes de contrôle de l'évaporateur. Lorsque le réservoir est plein, l'excès d'eau usée est déversé par dessus bord par la soupape de décharge de la pression de l'eau.
Les vannes de contrôle de l'évaporateur sont constituées d'une vanne d'entrée à commande manuelle et d'une électrovanne. L'électrovanne primaire peut être commandée automatiquement ou manuellement. La secondaire est commandée automatiquement.

Sous-système de refroidissement à eau glycolée

Le sous système " contrôle thermique " a pour rôle d'éliminer l'excès de chaleur généré par l'équipage et l'équipement du vaisseau spatial, de la transporter vers l'échangeur thermique de la cabine (si nécessaire) et de la rejeter dans le vide spatial par rayonnement à travers les radiateurs spatiaux ou sous forme de vapeur d'eau dans les évaporateurs à glycol. Le chauffage et le refroidissement de l'engin spatial sont assurés par deux boucles de refroidissement eau/glycol. L'eau glycolée, initialement refroidie par l'équipement au sol, est pompée dans la boucle primaire pour refroidir l'équipement électrique et électronique en fonctionnement, ainsi que les échangeurs thermiques des combinaisons et de la cabine. L'eau glycolée circule également par un réservoir situé dans le CM pour constituer un puit de chaleur pendant l'ascension.

Le Mélange eau/glycol est un milieu absorbant la chaleur : il capte l'excès de chaleur des équipements en fonctionnement et des échangeurs de chaleur, puis est acheminé vers le module de service, où il passe à travers des tubes de radiateur situés sur la surface extérieure. L'eau glycolée rayonne sa chaleur vers l'espace lors de son passage à travers ces tubes, exposés au froid de l'espace. Le mélange, désormais refroidi, retourne au CM pour répéter le cycle.

Pendant l'ascension, les radiateurs sont chauffés par la friction aérodynamique et une vanne de dérivation est utilisée pour isoler la partie SM de la boucle eau/glycol. Du décollage jusqu'à 33528 m (110 000 ft), l'excès de chaleur est absorbé par le liquide de refroidissement et par le pré-refroidissement de la structure ; au-delà de cette altitude, l'excès de chaleur est rejeté par évaporation de l'eau dans l'évaporateur primaire à glycol.

La température dans la cabine est contrôlée par la gestion du flux d'eau glycolée. Normalement, le mélange passe par les radiateurs spatiaux et retourne pour capter et dissiper la chaleur, refroidissant ainsi l'habitacle. Si un chauffage est nécessaire, le liquide de refroidissement peut être acheminé pour retourner à l'échangeur thermique de la cabine après avoir absorbé la chaleur des équipements. Cette chaleur est ensuite transférée dans le gaz de la cabine circulant à travers l'échangeur thermique par des ventilateurs doubles.
La boucle secondaire eau/glycol est utilisée lorsque un refroidissement supplémentaire est requis, notamment avant l'entrée dans l'atmosphère. Le fonctionnement en double boucle peut être utilisé pour "tremper à froid" l'intérieur du CM avant l'entrée dans l'atmosphère.

QUELQUES PRÉCISIONS...

Le sous-système de refroidissement à eau glycolée est constitué de deux boucles de refroidissement fermées fonctionnant indépendamment. La boucle primaire fonctionne en continu tout au long de la mission, sauf en cas de dommages nécessitant son arrêt. La boucle secondaire est activée à la discrétion de l'équipage et sert de système de secours. Les deux boucles assurent le refroidissement des atmosphères des combinaisons et de la cabine, de l'équipement électronique et d'une partie de l'approvisionnement en eau potable. La boucle primaire sert également de source de chaleur pour l'atmosphère de la cabine lorsque cela est nécessaire.

Le fluide de refroidissement circule dans les boucles grâce à un groupe de pompage. Ce groupe comprend deux pompes, un filtre à plein débit et un accumulateur pour la boucle primaire, ainsi qu'une seule pompe, un filtre et un accumulateur pour la boucle secondaire. Les accumulateurs maintiennent une pression positive à l'entrée des pompes en compensant les variations de volume dues aux changements de température du liquide de refroidissement. En cas de fuite de l'accumulateur primaire, celui-ci peut être isolé de la boucle et remplacé par le réservoir, qui joue alors le rôle d'accumulateur. La quantité de liquide dans l'accumulateur est affichée sur la console d'affichage principale (MDC). Un interrupteur sur le tableau de commande permet d'alimenter l'une ou l'autre des pompes via l'un ou l'autre des bus de courant alternatif. La pompe secondaire dispose également de son propre interrupteur pour être connectée à l'un ou l'autre des bus de courant alternatif.

La sortie de la pompe primaire s'écoule à travers un passage dans la vanne de régulation de la pression de vapeur de l'évaporateur pour dégivrer le col de la vanne. Le liquide de refroidissement traverse ensuite une vanne de dérivation, circule à travers les radiateurs, puis retourne au CM. Avant le lancement, la vanne de dérivation est placée en position "BYPASS" pour isoler les radiateurs de la boucle. Elle est également positionnée ainsi avant la séparation du CM et du module de service (SM) afin d'éviter la perte de liquide de refroidissement lorsque l'ombilical CSM est coupé. Dans les autres phases de la mission, elle est en position normale de fonctionnement.

Le liquide de refroidissement retournant au CM s'écoule vers les vannes du réservoir de glycol. Du pré-lancement jusqu'après la mise en orbite, les vannes d'entrée et de sortie du réservoir restent ouvertes tandis que la vanne de dérivation est fermée, permettant au liquide de circuler à travers le réservoir. Cette configuration permet d'accumuler un volume de liquide froid qui sert de dissipateur thermique pendant la phase initiale du lancement. Après la mise en orbite, le réservoir est isolé de la boucle primaire afin de constituer une réserve de liquide de refroidissement pour remplir la boucle en cas de fuite. Le flux de liquide de refroidissement provenant de l'évaporateur se divise en deux branches distinctes. La première transporte un débit de 14,96 kg (33 lb) par heure vers la centrale de mesure inertielle et le réseau de plaques froides. La seconde achemine un débit de 75,75 kg (167 lb) par heure vers le refroidisseur d'eau en passant par la vanne de glycol primaire de l'échangeur de chaleur des combinaisons, puis par l'échangeur de chaleur des combinaisons, avant d'atteindre la vanne de régulation de la température primaire de la cabine.

La vanne primaire de régulation de la température de la cabine dirige le liquide de refroidissement soit vers l'échangeur thermique de la cabine, soit vers le réseau de plaques froides. Son positionnement est automatique en fonction de la commande de température de la cabine, mais peut également être ajusté manuellement via une commande prioritaire située sur la face de la vanne. La conception de la vanne permet, en mode de refroidissement maximal de la cabine,d'acheminer d'abord le flux de liquide de refroidissement provenant de l'échangeur de chaleur des combinaisons (75,75 kg/h ou 167 lb/h) vers l'échangeur thermique de la cabine. Ensuite, ce liquide traverse les plaques froides, où il rejoint le flux issu de la centrale de mesure inertielle (14,96 kg/h ou 33 lb/h). En mode de chauffage maximal de la cabine, l'intégralité du débit (90,71 kg/h ou 200 lb/h) passe d'abord par les plaques froides, où l'eau-glycol absorbe la chaleur, puis traverse l'échangeur thermique de la cabine. Lorsque la vanne est en position intermédiaire, la quantité d'eau glycolée froide ou chaude circulant dans l'échangeur thermique de la cabine est ajustée proportionnellement à la demande de refroidissement ou de chauffage. Cependant, bien que la quantité d'eau glycolée à travers l'échangeur thermique de la cabine varie, le débit total à travers les plaques froides sera toujours le débit total du système. Un limiteur d'orifice est installé entre la vanne de régulation de la température de la cabine et l'entrée des plaques froides. Son but est de maintenir un débit constant à travers les plaques froides afin de maintenir un débit constant dans ces dernières, en réduisant le débit en mode chauffage à celui du mode refroidissement. Un autre limiteur d'orifice, situé dans la conduite de liquide de refroidissement de la centrale de mesure inertielle, assure un débit constant à travers ce composant, indépendamment des variations du débit général du système. Le débit total quittant la vanne primaire de température de cabine est ensuite dirigé dans la pompe primaire, où il est recirculé.

La sortie de la pompe secondaire s'écoule à travers un passage dans la vanne de régulation de la pression de vapeur de l'évaporateur secondaire, permettant ainsi de dégivrer la gorge de la vanne. Le liquide de refroidissement passe ensuite par une vanne de dérivation, traverse les radiateurs et retourne dans le CM. Cette vanne est également placée en position de dérivation avant la séparation CM-SM afin d'éviter toute perte de liquide de refroidissement lorsque l'ombilical du CSM est sectionné. Après son retour dans le CM, le liquide de refroidissement traverse l'évaporateur secondaire, l'échangeur de chaleur des combinaisons, la vanne de glycol secondaire et l'échangeur de chaleur des combinaisons jusqu'à la vanne de régulation de la température secondaire de la cabine. La vanne de régulation de la température secondaire de la cabine contrôle la quantité de liquide de refroidissement circulant dans l'échangeur thermique de l'habitacle en mode refroidissement (la boucle secondaire ne disposant pas de capacité de chauffage). Le fluide caloporteur provenant de la vanne de régulation de la température secondaire de la cabine et/ou de l'échangeur de chaleur de la cabine passe ensuite par des passages redondants dans les plaques froides et retourne à l'entrée de la pompe secondaire.

La chaleur absorbée par le fluide caloporteur dans la boucle primaire est transportée vers les radiateurs, où une partie est rejetée dans l'espace. Si la quantité de chaleur rejetée par les radiateurs est excessive, la température du liquide de refroidissement retournant au CM sera inférieure à la température souhaitée 7,22°C (45°F nominal). Si la température du liquide de refroidissement entrant dans l'évaporateur chute en dessous de 6,11°C (43°F nominal), le mode de mélange de la régulation de température est activé.
La commande automatique ouvre la vanne de régulation de la température de l'évaporateur au glycol, permettant à une quantité suffisante de liquide de refroidissement chaud provenant de la pompe de se mélanger au liquide de refroidissement revenant des radiateurs, produisant une température mixte à l'entrée de l'évaporateur entre 6,11 et 8,88°C (43° et 48°F). Il n'existe pas de mode de mélange dans la boucle secondaire. Si la température du liquide de refroidissement revenant du radiateur secondaire est inférieure à 7,22°C (45°F nominal), le réchauffeur d'entrée du radiateur secondaire sera mis en marche pour maintenir la température de sortie entre 5,55° et 8,88°C (42° et 48° F).

Si les radiateurs ne parviennent pas à dissiper une quantité suffisante de chaleur, le liquide de refroidissement retournant au CM sera supérieur à la température souhaitée. Lorsque la température du liquide de refroidissement entrant dans l'évaporateur atteint 8,88°C à 10,27°C (48 à 50,5°F), le mode de refroidissement de l'évaporateur est activé. Le contrôle de la température du glycol ouvre la vanne de pression de vapeur, permettant à l'eau des mèches de l'évaporateur de s'évaporer, utilisant une partie de la chaleur contenue dans le liquide de refroidissement pour la chaleur de vaporisation. Un capteur de température situé à la sortie de l'évaporateur contrôle la position de la vanne de pression de vapeur afin d'établir un taux d'évaporation produisant une température de sortie du liquide de refroidissement comprise entre 4,44° et 6,11°C (40 et 43°F).
Les mèches de l'évaporateur sont maintenues humides par le contrôle de l'humidité, qui utilise la température de la mèche comme indicateur de la teneur en eau. À mesure que les mèches deviennent plus sèches, la température de la mèche augmente et la vanne de contrôle de l'eau s'ouvre. Lorsque les mèches deviennent plus humides, la température de la mèche diminue et la vanne d'eau se ferme. Le mode de refroidissement par évaporation est identique pour les deux boucles. La vanne de pression de vapeur peut être contrôlée à distance, en utilisant la température de sortie de l'évaporateur comme référence. L'évaporateur secondaire est régulé automatiquement.

Chaque boucle de liquide de refroidissement comprend un circuit de radiateur. Le circuit de radiateur primaire se compose essentiellement de deux panneaux de radiateur en parallèle avec une commande de répartition du débit pour diviser le débit entre eux, et une commande de chauffage pour ajouter de la chaleur à la boucle. Le circuit secondaire est une boucle en série qui utilise une portion de la surface des deux panneaux, et une commande de chauffage pour ajouter de la chaleur à la boucle.

Les panneaux radiateurs sont intégrés à la peau du SM et sont situés sur les côtés opposés du SM dans les secteurs 2 et 3 et dans les secteurs 5 et 6. Les radiateurs étant diamétralement opposés, un panneau principal peut être orienté vers l'espace lointain tandis que l'autre fait face au Soleil, à la Terre ou à la Lune. Ces environnements extrêmes provoquent des différences importantes dans l'efficacité des panneaux et les températures de sortie. Le panneau faisant face à l'espace lointain peut rejeter plus de chaleur que le panneau recevant le rayonnement externe ; par conséquent, l'efficacité globale du sous-système peut être améliorée en augmentant le débit vers le panneau froid. L'augmentation du débit réduit le temps de transit du liquide de refroidissement dans le radiateur, ce qui diminue la quantité de chaleur rayonnée. Le débit dans les radiateurs est régulé par un régulateur de débit. Lorsque la différence de température entre les sorties des deux panneaux dépasse -12,22°C (10 °F), la vanne de répartition du débit est positionnée pour augmenter le débit vers le panneau le plus froid.

L'ensemble de vannes de régulation du débit contient deux vannes à commande individuelle, dont une seule peut être activée à la fois. Lorsque les commutateurs sont en position automatique, le régulateur de débit sélectionne la vanne n° 1 et positionne les vannes d'isolement du radiateur appropriées. La sélection et le transfert peuvent aussi être effectués manuellement. Le transfert automatique se déclenche lorsque la différence de température dépasse -9,44°C (15°F), mais uniquement en cas de défaillance. En l'absence de défaillance, le signal de transfert est désactivé. Lorsque la température d'entrée du radiateur est basse et que les panneaux se trouvent dans un environnement propice au rejet de chaleur, la température de sortie du radiateur diminue, ce qui entraîne une augmentation du taux de dérivation. À mesure que le débit est dérivé, la température de sortie du radiateur baisse jusqu'à ce qu'elle dépasse la température minimale souhaitée de -28,88°C (-20°F). Pour prévenir cela, un réchauffeur est activé automatiquement lorsque la température de sortie mixte du radiateur descend à -26,11°C (- 15°F) et reste allumé jusqu'à ce que -23,33°C (-10°F) soit atteint. Le contrôleur fournit uniquement une commande marche-arrêt du chauffage, ajoutant ainsi une puissance nominale de 450 watts au liquide de refroidissement chaque fois que le chauffage est activé. L'équipage peut basculer vers un système de chauffage redondant si la température descend à -28,88°C (-20°F).

Si la température de sortie du radiateur descend sous la température minimale souhaité, la température réelle de la surface du radiateur est régulée passivement par la méthode de stagnation sélective. Les deux circuits primaires sont identiques, comprenant cinq tubes en parallèle et d'un tube en série en aval. Les deux panneaux, comme expliqué dans le système de régulation du débit, sont disposés en parallèle. Les cinq tubes parallèles de chaque panneau sont équipés de collecteurs dimensionnés pour assurer des rapports de débit spécifiques dans les tubes, numérotés de 1 à 5. Le tube 5 présente un débit inférieur à celui du tube 4, et ainsi de suite, jusqu'au tube 1 qui a le débit le plus élevé. Pour des surfaces d'ailettes identiques, le tube avec le débit le plus faible affichera une température de liquide de refroidissement plus basse. Lors des charges thermiques minimales du CM, la stagnation se produit d'abord dans le tube 5, à mesure que sa température baisse. Cette diminution de température entraîne une augmentation de la résistance du fluide, ce qui réduit le débit. À mesure que la zone des ailettes autour du tube 5 refroidit, elle capte la chaleur du tube 4, et ce même processus se répète pour le tube 4. En cas de stagnation complète, l'écoulement dans les tubes 3, 4 et 5 est quasiment nul, tandis qu'il subsiste un certain écoulement dans les tubes 1 et 2, principalement dans le tube 1.

Lorsque la charge thermique du CM augmente et que l'entrée du radiateur s"élève, la température dans le tube 1 augmente, transferant davantage de chaleur à travers l'ailette vers le tube 2. Dans le même temps, la vanne de température de l'évaporateur de glycol commence à se fermer, dirigeant ainsi davantage de liquide de refroidissement vers les radiateurs, ce qui contribue à dégeler la zone stagnante des panneaux. Lorsque le tube 2 se réchauffe et reçoit plus de débit, il commence à dégeler le tube 3, et ainsi de suite. Cette combinaison d'entrées de températures plus élevées et de débits accrus permet de dégeler rapidement le panneau. Les panneaux offrent automatiquement une efficacité élevée (panneaux complètement dégelés fonctionnant à une température moyenne élevée des ailettes) à des charges thermiques élevées, et une faible efficacité (panneaux stagnants fonctionnant à une température moyenne faible des ailettes) à des charges thermiques faibles.

Le radiateur secondaire est composé de quatre tubes intégrés à la structure du panneau du radiateur. Chaque tube est placé délibérément à proximité des tubes les plus chauds du radiateur primaire (c'est-à-dire le tube 1 et le tube en série en aval de chaque panneau) afin d'empêcher le gel du mélange eau/glycol dans les tubes secondaires lorsque que le circuit secondaire est inopérant. Le principe de stagnation sélective n'est pas appliqué dans le radiateur secondaire en raison de la plage de charge thermique plus étroite. C'est également pourquoi le radiateur secondaire fonctionne en boucle en série. En l'absence de ce mécanisme de contrôle passif, le circuit secondaire repose sur le système de contrôle du chauffage à faible charge thermique et l'évaporateur à haute charge thermique pour réguler la température de l'eau glycolée.

Les réchauffeurs secondaires se distinguent des primaires en ce qu'ils peuvent fonctionner simultanément. Lorsque la température de sortie du secondaire atteint 6,11°C (43°F), le réchauffeur n°1 se met en marche, puis le réchauffeur n°2 s'enclenche à 5,55°C (42°F) ; à 6,66°C (44°F), le réchauffeur n°2 s'éteint, et à 7,22°C (45°F), le réchauffeur n°1 s'arrête.

Le système ECS fonctionne tout au long de la mission, depuis l'entrée de l'équipage pour le lancement jusqu'à l'amerrissage

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