Tout comme le premier Canadarm, Canadarm2 sera une contribution canadienne prestigieuse au programme spatial international, un outil essentiel sans lequel la Station spatiale ne pourrait être assemblée et entretenue.
En faisant ses premiers mouvements lors de son installation en avril 2001, Canadarm2 a fait une démonstration impressionnante des progrès de la robotique. Contrairement au Canadarm d'origine, Canadarm2 n'est pas ancré en permanence par une de ses extrémités. Ses deux extrémités sont munies d'un effecteur de verrouillage (LEE) pouvant être utilisé comme point d'ancrage pendant que l'extrémité opposée effectue diverses tâches, incluant la saisie d'une borne électromécanique (PDGF) sur la Station. Ce concept permet au Canadarm2 de se déplacer sur la Station à la manière d'une chenille arpenteuse, en fixant ses extrémités tour à tour aux bornes électromécaniques (PDGF) réparties en divers points sur les parois extérieures de la Station.
C'est un concept simple et élégant, mais sa réalisation pratique fut un réel défi. La Station spatiale est très grande et il est très important d'assurer une bonne mobilité - la possibilité de déplacer le bras d'un endroit à l'autre.
Une autre tâche difficile consistait à rendre le Canadarm2 capable de résister aux forces imposées par son lancement. Plus gros et plus lourd que le Canadarm de la navette (sa masse est d'environ 1 641 kg comparé à 410 kg pour le Canadarm d'origine), il était assujetti à de plus grandes pressions durant les huit minutes et demie requises pour arriver en orbite. Le premier Canadarm, qui est la technologie canadienne la plus connue, et Canadarm2, la nouvelle technologie de robotique de pointe du Canada, travailleront ensemble durant la construction de la Station spatiale, se passant des charges utiles d'une main à l'autre. Canadarm2 est plus flexible car le nombre et l'emplacement de ses articulations lui procurent sept degrés de liberté, plutôt que seulement six. Il a donc plus d'habileté pour se plier et pivoter et peut se manier aisément dans les endroits difficiles d'accès. Grâce à sa capacité de pivoter presque complètement toutes ses articulations, il est encore plus agile qu'un bras humain. Cette capacité est primordiale car la Station spatiale est un environnement d'exploitation plus grand et plus complexe que celui de la navette.
Cette flexibilité sera grandement augmentée par le Télémanipulateur agile spécialisé (SPDM) de l'Agence spatiale canadienne, la "main" canadienne, qui est un plus petit robot très évolué, avec deux bras ayant 15 degrés de liberté. Son lancement est actuellement prévu pour 2003. Le SPDM a des mains sophistiquées capables de manier des outils spéciaux lors de tâches d'entretien délicates. Le Canadarm2 et la "main" canadienne envoient tous deux de l'information sur les forces et les mouvements qu'ils subissent et effectuent pendant qu'ils travaillent, ce qui permet d'obtenir une capacité de "sensation" semblable à celle de la main humaine. Ainsi, ils nous permettent de réduire le temps passé par les astronautes dans l'environnement hostile et dangereux de l'espace.
Ce qui donne tant d'importance au Canadarm2 et au SPDM, c'est que la plupart des équipements qui seront installés à l'extérieur de la Station seront composés d'unités remplaçables en orbite (URO), qui sont des ensembles autonomes pouvant être échangés contre de nouvelles unités en cas d'usure ou de défaillance. Toute la conception de la Station spatiale est basée sur des URO pouvant être réparés ou entretenus dans l'espace. Canadarm2 n'est pas exclu - toutes ses composantes sont remplaçables en orbite. Contrairement au Canadarm d'origine, il ne reviendra probablement jamais sur Terre.
Les astronautes à bord de la Station spatiale contrôleront le Canadarm2, mais comme les astronautes de la navette, ils seront constamment en contact avec le Contrôle de mission. Là encore, le Canada aura son rôle à jouer. L'Agence spatiale canadienne a construit un centre de contrôle pour le Canadarm2 à son siège social de Saint-Hubert, au Québec, qui sera relié directement au Contrôle de mission de la NASA au Johnson Space Center à Houston.
Avec sa demi-douzaine de consoles d'ordinateurs semblables à celles du Contrôle de mission à Houston, le Centre de soutien aux activités spatiales servira de centre de soutien technique et assurera le soutien logistique et celui des opérations en temps réel pendant que le Canadarm2 effectue des tâches dans l'espace. La performance de Canadarm2 sera surveillée par la salle de commande des opérations et analysée par des spécialistes en robotique de l'Agence spatiale canadienne, qui seront toujours prêts à intervenir en cas de problèmes que les astronautes n'arriveraient pas à régler en suivant les procédures normales.
Grille comparative du Canadarm et du Canadarm 2
| |
Canadarm |
Canadarm 2 |
| Degrés de fonction libre |
7 degrés |
6 degrés |
| Rotation des articulations |
Rotation limitée du coude (limitée à 160 degrés) |
Rotation complète des articulations. Les articulations (7) font une rotation de 540 degrés. Plus grande amplitude de mouvement qu'un bras humain. |
| Longueur |
15 mètres |
17 mètres |
| Masse |
410 kg |
1 641 kg |
| Diamètre (Diamètre externe de la poutre en composite) |
33 cm |
35 cm |
| Vitesse d'opération |
Sans charge : 60 cm/s Chargé : 6 cm/s |
Sans charge : 37 cm/s Chargé : 2 cm/s (assemblage de la station); 15 cm/s (soutien des EVA); 1,2 cm/s (Orbiteur) Distance d'immobilisation en charge maximale : 0,6 m |
| Composition |
16 épaisseurs de fibre de carbone à haut module - résine époxy |
19 épaisseurs de fibre de carbone haute résistance - thermoplastique |
| Caméras |
2 (une sur le coude et une sur le poignet) |
4 caméras couleur (une de chaque côté du coude, et deux autres sur les LEE) |