Extravehicular Mobility Unit

Les combinaisons sont blanches afin de réfléchir la chaleur et pour pouvoir ressortir dans le noir spatial. Les bandes rouges permettent de distinguer les astronautes lors des sorties conjointes, ce qui constitue la règle.

Le module d'affichage et de contrôle (DCM, Display and Control Module) de l'EMU.

L'EMU, tout comme la combinaison spatiale Apollo/Skylab A7L, est le résultat de plusieurs années de recherche et développement. Ses deux parties sont :

• le haut du torse rigide (HUT, Hard Upper Torso), qui comporte un système principal de survie (PLSS, Primary Life Support System) incorporant les systèmes de survie et les systèmes électriques, les protections pour les bras, les gants, et un casque (EVVA, Extravehicular Visor Assembly) de type « bulle » tel qu'il est adopté pour les missions de type Apollo.
• le bas du torse (LTA, Lower Torso Assembly), qui comprend le joint de fermeture (BSC, Body Seal Closure), le soutien de la taille, la culotte, les jambes et les bottes.

Avant d'enfiler le vêtement pressurisé, le membre d'équipage met un vêtement à absorption maximale (MAG, Maximum Absorbency Garment), dérivée des couches-culottes pour incontinence de marque Depend, les dispositifs de récupération d'urine (UCD, Urine Collection Device) n'étant plus utilisés. Il enfile aussi éventuellement un vêtement de régulation thermique (TCU, Thermal Control Undergarment), soit des sous-vêtements longs. Enfin, il revêt un vêtement à ventilation et refroidissement liquide (LCVG, Liquid Cooling and Ventilation Garment), qui consiste en des tubes de plastique transparent au travers desquels de l'eau liquide fraîche circule pour régler la température corporelle, ainsi que des tubes de ventilation pour l'évacuation des gaz rejetés.

Une fois que l'astronaute met le LCVG, il enfile le bas de combinaison, de la même façon qu'un pompier enfile ses pantalons et ses bottes de tenue de protection contre le feu. Il flotte jusqu'au sas et enfile le haut de combinaison. Il connecte le cordon ombilical du LCVG au HUT et verrouille ensemble les deux parties de la combinaison à l'aide du joint de fermeture. Il actionne l'interrupteur de la combinaison et procède aux vérifications. Il enfile alors un casque « Snoopy », un casque d'aviateur brun et blanc en tissu servant au communications et remontant au programme Apollo qui comprend une paire d'écouteurs et des microphones, ce qui lui permet de communiquer à la fois avec les membres d'équipage dans la navette et les contrôleurs au sol à Houston. Il fixe alors le casque et les gants et pressurise la combinaison. Le régulateur et les ventilateurs de la combinaison s'activent lorsque les cordons de service sont retirés et que la combinaison atteint une pression interne de 30 kPa.

Une combinaison EMU peut prendre en charge un astronaute pendant huit heures et demie, avec 30 minutes de réserves si le système principal de survie tombe en panne.

Pour procéder à une sortie extravéhiculaire, la pression de la cabine est réduite de 100 kPa à 70 kPa pendant 24 heures, après lesquelles un astronaute doit respirer pendant 45 minutes. Lorsqu'il s'agit d'une sortie de la Station spatiale internationale, l'astronaute doit respirer pendant environ quatre heures[1].

Version de base[1]

• Fabricant : International Latex Corporation (ILC), Dover et Hamilton Standard (systèmes principaux de survie).
• Missions : STS-6 (1983) à STS-110 (2002).
• Fonction : activité extravéhiculaire orbitale.
• Pression en exploitation : 29,6 kPa.
• Poids en sortie extravéhiculaire : 49,4 kg.
• Poids total embarqué sur la navette spatiale : 115 kg.
• Système principal de survie : 8 heures.
• Système de secours de survie : 30 minutes.

Version améliorée[1]

• Fabricant : International Latex Corporation (ILC), Dover, Hamilton Standard (systèmes principaux de survie) et NASA (SAFER).
• Missions : 1998 à aujourd'hui (2019).
• Fonction : activité extravéhiculaire orbitale.
• Pression en exploitation : 29,6 kPa.
• Poids en sortie extravéhiculaire : 55,3 kg.
• Poids total embarqué sur la navette : 124,7 kg.
• Poids total sur la Station spatiale internationale : 145 kg.
• Système principal de survie : 8 heures.
• Système de secours de survie : 30 minutes.

Les parties rigides de l'EMU et ses accessoires (PLSS, casque, bonnet de communications, anneaux de verrouillage du casque et des gants) sont fabriqués par la division Hamilton Sundstrand de United Technologies à Windsor Locks dans le Connecticut, tandis que les composants souples de la combinaison (les bras et toute la partie inférieure) sont produits par ILC Dover (en) à Frederica dans le Delaware.

Les deux entreprises, qui sont rivales aux premiers jours d'Apollo pour le contrat de construction de la combinaison spatiale « Block II » servant à marcher sur la lune, s'associent en 1974 pour emporter le marché de la conception et du façonnage de l'EMU face aux entreprises David Clark Company et à Garrett AiResearch. Durant le programme Apollo, ILC Dover produit la combinaison spatiale A7L qui utilise le sac dorsal contenant le système de survie, le casque et les anneaux de verrouillages fournis par Hamilton United, mais au départ, ILC Dover doit juste fournir les bras et les jambes de la combinaison, de façon comparable à ce qui se fait toujours de nos jours.

Hamilton United et ILC Dover remportent en 1974 l'appel d'offres de la NASA et fournissent les premiers exemplaires de la combinaison spatiale en 1982. Durant la phase de recherche et de mise au point (de 1975 à 1980), une combinaison prend feu durant un test en blessant un technicien, ce qui nécessite de modifier la conception du ventilateur utilisé pour la régulation et la circulation. La première combinaison est testée en vol au cours de la mission STS-4 en juillet 1982 : les astronautes s'entraînent à enfiler puis à enlever la combinaison dans le sas de la navette. La première sortie extravéhiculaire de la navette est programmée au cours de la mission STS-5, mais doit être annulée à la suite d'un problème dans le circuit électrique du ventilateur chargé de la circulation d'air. La première sortie effective a finalement lieu au cours de la mission STS-6 : Story Musgrave et Donald H. Peterson se rendent dans la soute cargo de l'orbiteur et testent plusieurs techniques pour abaisser le berceau de lancement de l'étage supérieur à poudre utilisé pour lancer sur son orbite géostationnaire le satellite de télécommunications Tracking and Data Relay Satellite (TDRS-A).

Plusieurs sorties extravéhiculaires eurent lieu sur la navette par la suite : ce sont en particulier la mission STS-41-B (première utilisation du Manned Maneuvering Unit), STS-41-C (réparation du satellite Solar Max Mission) et STS-51-A (récupération de deux satellites tombés en panne en orbite basse qui sont ramenés au sol). Néanmoins, la nouvelle combinaison spatiale est surtout utilisée pour les missions d'entretien du télescope spatial Hubble : au cours de ces vols, deux paires d'astronautes effectuent des sorties, ce qui nécessite d'emporter quatre combinaisons spatiales avec leurs pièces de rechange. Quarante-et-une sorties utilisant l'EMU ont lieu à partir du sas de la navette avant le début de l'assemblage de la Station spatiale internationale en novembre 1998[2].

Pour la construction de la Station spatiale internationale, Hamilton Sundstrand et ILC Dover améliorent la version utilisée jusque-là pour les missions de la navette en rendant la combinaison modulaire. Cela permet de laisser les EMU à bord de la Station spatiale durant deux ans et de les reconfigurer en orbite pour s'adapter à la taille des membres de l'équipage. Cela permet aussi d'augmenter la capacité de la batterie, d'introduire le système de vol autonome Simplified Aid for EVA Rescue (SAFER), d'améliorer les caméras et les radios d'avoir un nouveau système d'alerte. Une autre fonctionnalité apparue dans les combinaisons de la Station spatiale internationale est l'ajout d'une batterie électrique servant à alimenter de petits radiateurs situés dans les gants et destinés à réchauffer les mains des astronautes lorsqu'ils travaillent à chaque fois que la Station spatiale se trouve à l'ombre de la Terre sur son orbite de 95 minutes.

Actuellement, l'EMU de la Station spatiale internationale comme la combinaison russe ORLAN, sont utilisées par les équipages de toute nationalité de la Station spatiale. Les deux combinaisons de bord sont stockées dans le module Quest.

La NASA continue à utiliser l'EMU après l'arrêt des vols de la navette spatiale en 2011. Lors de la préparation du programme Constellation, un programme, à présent annulé, de missions vers la Station spatiale internationale, la Lune et Mars qui devait commencer en 2015, la NASA prévoit remplacer l'EMU ainsi que la combinaison pressurisée ACES par un nouveau système Combinaison spatiale du programme Constellation dérivé de l'ACES, ainsi que par les combinaisons spatiales Mark III (en) et I-Suit (en) développées par ILC Dover.

La nouvelle combinaison est conçue pour, en fonction de sa configuration, protéger l'astronaute durant le lancement, lors d'urgences en vol, pour la rentrée dans l'atmosphère et l'atterrissage, et pour les sorties à la fois en microgravité et les sorties lunaires. Il est prévu qu'elle propose les composants et les fonctionnalités communes aux combinaisons ACES et EMU. L'abandon du programme Constellation en 2010 laisse le futur de cette combinaison incertain.