LE SYSTÈME D'AMARRAGE (Drogue and Probe)
a) localisation compartiment avant
Éléments :
- Système d'amarrage (Drogue and Probe).
Fonction : Son rôle est de fournir un moyen de capture, d'amarrage et de désengagement entre le CSM et le LM (Lunar Module pour module lunaire).
Il est utilisé 2 fois au cours de la mission :
- La première, au début du vol trans-lunaire quand le CSM une fois dégagé de l'étage S IVb et retourné, s'arrime au LM, pour extraire celui-ci de son logement (qui se trouve au dessus du réservoir supérieur du S IVb).
- La seconde, lorsque l'étage de remontée du LM revient de l'exploration de la surface lunaire pour effectuer le transfert de l'équipage et des échantillons de roches.
L'amarrage s'obtient par des manœuvres d'approche d'un des véhicules (CSM) qui consiste à se placer assez près et dans l'axe pour que sa sonde puisse s'engager dans le cône récepteur (la "douille") du LM.
Dans le premier amarrage (extraction du LM, en cour du vol trans-lunaire) c'est le CSM qui a le rôle actif (désengagement du S IVb, retournement, alignement des axes pour une parfaite capture) alors qu'au second amarrage les rôles sont inversés.
 Schéma des phases d'amarrage |
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La sonde (CSM), le cône récepteur (LM), l'anneau d'amarrage et son système d'accroche, les attaches de tension sont les principaux accessoires de l'ensemble.
Les véhicules (CSM et LM) possèdent aussi chacun un tunnel et une écoutille (elles ne sont ouvertes que lorsque les pressions sont égalisées dans le tunnel et dans les 2 vaisseaux).
Avant le vol, le personnel technique au sol place chacun des 12 crochets en position armée (ouverte) par deux coups de traction en utilisant leur poignée individuelle. Cette opération fait tourner l'arbre central, comprime les ressorts hélicoïdaux et actionne le déclencheur.
Les manoeuvres d'amarrage sont contrôlées par le commandant à l'aide de courtes impulsions du système RCS du CSM (véhicule actif lors du 1er amarrage), il est aidé dans la manoeuvre du véhicule, par un système d'alignement et de visée (Crewman Alignment Sigth) un dispositif d'optique monté fixement sur le cadre de la fenêtre de rendez-vous, permettant un alignement dans l'axe de la cible montée sur le toit du LM, ainsi que d'un radar de rendez-vous.
le Crew Alignment Sight
Avant que les manoeuvres d'amarrage ne commencent, un membre de l'équipage active un interrupteur qui commande l'extension de la sonde.
Quand celle-ci vient au contact du cône récepteur (ressemblant à une "douille") fixé dans le tunnel du LM, elle est guidée jusqu'à une cavité qui se trouve au fond et au centre de ce dernier. La tête de la sonde dépasse de cet orifice et les 3 pênes de capture qui sont montés sur son sommet s'engagent sur sa périphérie pour maintenir les 2 vaisseaux ensembles (soft docking). Un membre d'équipage observe un indicateur pour confirmer l'engagement et il active alors le mécanisme de rétraction de la sonde (un système de pressurisation à l'azote localisé dans celle-ci) qui automatiquement rapproche l'anneau d'amarrage et le tunnel du LM.
Les 12 crochets de fixation montés sur la circonférence de l'anneau d'amarrage du CM sont automatiquement actionnés lorsque la lèvre périphérique du tunnel du LM appuie sur leur déclencheur respectif libérant ainsi le crochet et la poignée ce qui leur permet de pivoter jusqu'à une position où le crochet se retrouve au-dessus de la dite lèvre. L'engagement des crochets de l'anneau fournit une connexion étanche et structurellement rigide (hard docking) pour former un tunnel pressurisé entre les 2 véhicules. Un membre d'équipage égalise la pression du tunnel à l'aide de la valve située sur l'écoutille d'amarrage du CM avant de retirer celle-ci.
Après le retrait de l'écoutille, son 1er "boulot" est de contrôler les crochets d'amarrage pour être sûr qu'ils soient tous engagés correctement (il faut savoir que seulement 3 sur les 12 crochets assurent une prise assez forte pour maintenir une pression constante dans le tunnel entre les deux véhicules) et au cas où, engager manuellement ceux qui ne le seraient pas. Il connecte ensuite les 2 cordons ombilicaux servant à l'alimentation électrique de secours du LM, vérifie que les 3 pênes de capture soient bien engagés et ventile le gaz du système de rétractation de la sonde.
Plus tard, la sonde et le cône récepteur seront enlevés et stockés avec l'écoutille du CM sur la cloison arrière sous les couchettes d'équipage (avant la descente sur le sol lunaire).
 Enlèvement de la sonde. |
 Dave Scott à l'entrainement (Apollo IX). |
La pression du LM est égalisée à l'aide de la valve d'égalisation montée sur son écoutille. Par la suite l'écoutille peut être ouverte (celle-ci est solidaire de la structure du LM, alors que celle du CM est démontable).
Au premier amarrage, la sonde et le cône récepteur ne sont pas enlevés. Un membre d'équipage ouvre juste l'écoutille pour faire les vérifications standards et les connections des cordons ombilicaux, puis la referme.
La descente :
Pendant l'orbite lunaire, le passage entre les 2 véhicules est ouvert, l'écoutille du CM, la sonde et le cône récepteur sont enlevés et rangés, deux des astronautes (commandant de bord et pilote du LM) passe du CM dans le LM.
Le pilote du CM fait passer le cône récepteur au pilote du LM pour qu'il le replace.
Une fois en place et l'écoutille du LM refermée, le pilote du CM, réinstalle la sonde à son tour, déconnecte les deux cordons ombilicaux d'alimentation électrique (qu'il stocke dans un emplacement du tunnel) réarme manuellement les douze crochets de l'anneau d'amarrage et remet en place l'écoutille du CM. La force de séparation provenant de la pression interne dans la zone du tunnel doit maintenant être transmise des crochets annulaires à la sonde et au cône récepteur. Cet équilibrage de la charge et le maintien de l'intégrité de l'étanchéité de l'interface exigent que la sonde et le cône récepteur soient préchargés par l'interface gâche de capture/cône récepteur.
Cette précharge est assurée par un arbre de couple actionné manuellement, soutenu sur le côté du cylindre et comprenant une poignée unique ainsi qu'un mécanisme d'embrayage limitant le couple, cannelé à l'arbre de couple.
À l'extrémité de l'arbre de couple située du côté du crochet étendu se trouve une vis à filetage ACME pour la translation de celui-ci pendant que le couple est appliqué à l'arbre. Le limiteur d'embrayage est préréglé pour se libérer à un couple qui fournit une charge de tension nominale de 2,72 t au niveau du crochet.
Les deux véhicules sont séparés pour la descente sur le sol lunaire, une fois que la pression du tunnel est réduite à son minimum et que les trois pênes de capture sont relachés électriquement de l'ensemble du cône récepteur. Leur libération au moment du désarrimage s'effectue en alimentant électriquement des moteurs couples à courant continu montés en tandem et situés dans le piston central qui forcent leur retrait.
La remontée :
Dans le deuxième amarrage, le LM est le véhicule actif (ce qui ne change rien car les opérations sont similaires).
Le pilote du CM enlève l'écoutille de celui-ci, contrôle les crochets, démonte la sonde, et reconnecte les cordons ombilicaux.
Le pilote du LM ouvre son écoutille et enlève le cône récepteur pour laisser le tunnel libre pour transférer l'équipage et les échantillons de roches lunaires.
Une fois cela fait, la sonde, le cône récepteur, sont stockés dans le LM (normalement ils ne servent plus à rien) les deux écoutilles sont replacées et scellées (la pression du tunnel est à nouveau réduite) et les deux modules sont fin prêts pour la séparation finale.
Celle-ci est obtenue par la mise à feu d'un cordon pyrotechnique qui se trouve autour de la périphérie de l'anneau d'amarrage. Cela produit la séparation de l'anneau d'amarrage du CM (alors qu'il reste solidaire du LM), l'ensemble restera en orbite lunaire un certain temps avant de s'écraser sur la Lune.