In addition to the following cargo crafts, a series of others had join recently, with craft built and launched by private companies associated with NASA. There a not described for now
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Progress are unpiloted Russian cargo craft able to carry 2.3 tons. The Progress cargo vessel has been the workhorse of the Soviet and Russian space programmes since the late 1970s. Since then, multiple upgrades have been made to the spacecraft’s design, including growing cargo capacity, and new methods allowing them to dock with the ISS in as little as four hours after takeoff from Earth. Such craft are launching atop a Soyuz rocket, reaching a preliminary orbit in less than 10 minutes, automatically deploying its solar arrays and navigational antennas moments later. Later, on launch day, some engine firings occur to raise and refine the Progress' orbit, and its path to the ISS. The Progress usually takes two days to reach the ISS as the Progress 61, by fall 2015, reached the ISS six hours only after its launch from Kazakhstan, after a four-orbit journey. The docking at the Station is controlled by the automated Kurs docking system, as the Station' crew is ready to assume manual control of the docking if necessary through the Telerobotically Operated Rendezvous Unit (TORU). Most Progress cargo ships are docking at the aft port of the Zvezda Service Module, that is at the end of the Station train. Such craft are bringing supplies to the ISS like food, fuel, oxygen, or spare parts. A few hours after docking, the crew opens the hatch and begins to unload the Progress
As the Soviet long-duration space station missions grew in complexity in the late 1970s designers needed a way to supply their outposts. The Soyuz craft of the time could only accommodate two suited Cosmonauts with room for little else. For enhanced operations on the Salyut 6 space station, the Soviets modified the Soyuz vehicle to serve as an automated cargo truck. Designated as 'Progress' when first launched in 1978, the new vehicle was designed to bring supplies and fuel, or to reboost the station to maintain altitude. The Progress design since has been modified a number of times. The Progress is similar in appearance and some design elements to a Soyuz spacecraft. The aft module, the instrumentation and propulsion module, is nearly identical. But the second of the three Progress sections is a refueling module, as the fore module is a cargo module. On the Soyuz, the middle is the descent module, where the crew is seated on launch and during the return Earth, as the fore module is the "orbital module" which serves for maneuvers while in orbit. A total Progress ship weight may amount to about 5,175 pounds (2.5 tons), including 1,760 pounds (860 kg) of propellant for the craft's attitude control, more than 52 gallons of water and about 2,700 pounds (1,350 ton) of dry cargo. Since November 2008, with the Progress 31, the Progress cargo seem to have been upgraded, with avionics upgrades, including a new main computer, accelerometers, telemetry downlink system, additional interfaces to the docking system and display overlays
As far as the ISS is concerned, the upcoming Progress is replacing a one which is docked at the Station. The sequence of events to replace the old cargo craft with the new is beginning with the undocking of the already docked craft, the day preceding the launch of the new one. The "used" Progress is usually filled with the ISS' trash and discarded items. Once undocked, it's commanded to deorbit by the Russian flight controllers, immediately, burning about 4 hours later in the atmosphere, or it may be kept in orbit during some days in the purpose of engineering tests, being then discarded too. The robotic Russian vessel cannot dock with the International Space Station while the American shuttle is close by
When docked at the ISS, at last, the Progress cargo craft are used too to raise the Station' altitude. The craft engines are burned for some minutes, allowing the ISS to correct its decay in altitude by some miles (some km). pictures: a Progress cargo ship atop a Soyuz rocket (left), a Progress close-up (right). courtesy NASA
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The ESA Automated Transfer Vehicle (ATV) is a other way to cargo to the ISS. It is having a far larger cargo capacity than the Russian Progress craft as launches from the Kourou launch site, in French Guiana, atop a Ariane 5 rocket. The ATV is more than 32 feet (9.5 m) long by 15 feet (4.5 m) in diameter. It has a dry weight of about 23,000 pounds and it can dock automatically with the ISS using a Russian-made docking system. The crew can take charge if any trouble arises. More than 16,800 pounds of cargo are allowed, like 12,000 pounds of dry cargo, almost 1,850 pounds of water, as much as 220 pounds of gases, and up to 1,890 pounds of propellant for the station. The ATV further carries more than 10,000 pounds of propellant for its own four main engines and 28 attitude control thrusters, and, through its main engines, the ATV can reboost the station, or its thrusters can provide station attitude control. The ATV serves like a cargo carrier and a storage facility. It possesses 4 solar arrays for its internal power. The processes of re-supplying the ISS will be the same than for the Progress craft, with the ATV being discarded into the upper layers of the atmosphere once filled with the Station's carbage
As far as how it launches is concerned, Jules Verne is launching atop an Ariane 5 rocket from the launch site in Kourou, French Guiana. The ATV is reaching a preliminary orbit about 9 mn after liftoff as the engines then fire for 8 mn to place the craft into an elliptical orbit. The engine are fired a second time, 45 mn later, to circularize the orbit before spacraft separation. After it deploys its solar panels, the craft is orbiting at a speed of 4 miles per second. The ATV is controled from the ESA (and CNES) ATV Control Center in Toulouse, France along with flight controllers at the Russian Mission Control Center in Korolev, outside Moscow, and, at the Johnson Space Center, Houston. So far, ATVs and Russian vehicles Progress and Soyuz are the only vehicles able to dock with the Station fully autonomously. The first ATV was tested during a period of 6 months -as 4 weeks were scheduled only- March-September 2008. The second ATV was to be named Johannes Kepler as the third ATV Edoardo Amaldi, after a Italian physicist and space pionner. Some of the ATV technology originates as far back as in the 1980's with the ESA Spacelab modules which were flewn aboard the U.S. Space Shuttle
picture: a ATV cargo ship being tested at the ISS in 2008. courtesy NASA TV
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The HTV-1 had performed its maiden flight between September 17th and October 30th, 2009. It had been launched through the new Japanese, H-2B rocket and took one week to reach the outpost, as controlled from the Japanese mission control center in Tsukuba. At the difference of a Russian Progress, or a European ATV, the HTV-1 can't automatically dock to the ISS and the robotic arm or 'Canadarm2' of it is used to grapple it as the ISS crew and the robotics officer in mission control in
Houston position the HTV for berthing. It takes the Japanese craft a five-day trip to the station from its launch in southern Japan. The HTV is about 33-ft (10-m) long and 14-ft (4.2-m) wide, with solar panels attached to the hull. It can haul 6 tons of cargo. When unloaded, the new cargo ship can be filled with trash and discarded items as it's then directed to burn during its reentry into the upper atmosphere of the Earth. 1 HTV should be built a year by Japan. The HTV provides for a pressurized, shirt-sleeved environment. The name Kounotori -- 'white stork' in Japanese -- was chosen for the HTV by JAXA because a bird conveying a important thing
picture: a HTV cargo ship approaching the ISS. courtesy NASA TV
Les vaisseaux-cargo ravitailleurs de l'ISSEn plus des vaisseaux décrits ci-après, une série d'autres s'y est ajoutée récemment: ce sont les vaisseaux-cargos construits et lancés par les compagnies privées associées à la NASA. Ces vaisseaux ne sont pas encore décrits
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Les vaisseaux cargo Progress sont des vaisseaux ravitailleurs russes non-pilotés. Ils peuvent transporter 2,3 tonnes et ils lancent sur une fusée Soyouz. Les vaisseaux-cargo Progress ont été le vaisseau de base des programmes spatiaux soviétiques puis russe depuis les années 1970. Depuis de nombreuses mises à jour ont été apportées dont l'augmentation de la capacité d'emport, de nouvelles méthodes d'arrimage à l'ISS en aussi peu de temps que 4 heures de vol. Une orbite préliminaire est atteinte en moins de 10 minutes. Les panneaux solaires sont alors déployés automatiquement et les antennes de navigation le sont également quelques instants plus tard. Le jour du lancement, un peu plus tard, le moteur du vaisseau est activé pour élever et affiner l'orbite ainsi que la trajectoire à direction de la Station Spatiale Internationale. Les vaisseaux Progress mettent habituellement deux jours pour rejoindre la Station (mais, à l'automne 2015, le Progress 61 a atteint l'ISS en six heures seulement, apràs 4 orbites depuis le lancement depuis le Kazakstan). L'arrimage est assuré par un système automatique, le "Kurs docking system". L'équipage de la SSI peut cependant prendre, à tout moment, le contrôle manuel de l'arrimage du Progress via la "Telerobotically Operated Rendezvous Unit" (TORU) ("unité d'arrimage opéré télérobotiquement"). La plupart des vaisseaux Progress s'arriment à l'arrière du module Zvezda, le module situé le plus à l'arrière de la Station Spatiale. Les vaisseaux ravitailleurs Progress apportent à la Station le ravitaillement nécessaire, comme la nourriture, le comburant, l'oxygène ou les pièces détachées. L'équipage n'ouvre la porte du Progress que quelques heures après l'arrimage et commence alors le déchargement du vaisseau
Lorsqu'à la fin des années 1970, les séjours de longue durée dans leurs stations spatiales devinrent plus complexes, les ingénieurs soviétiques ressentirent le besoin de pouvoir ravitailler les stations. Les Soyouz d'alors ne pouvaient emporter, au-delà des deux cosmonautes, que peu de poids. Aussi, pour les nouvelles opérations de la station Saliout 6, les Soviétiques modifièrent-ils leur Soyouz pour en faire un vaisseau-cargo automatisé. Appelé "Progress", il effectua son premier vol en 1978 et servait à transporter du ravitaillement, du carburant et à ré-hausser la station spatiale en termes d'altitude. Depuis, le Progress a été modifié de nombreuses fois. Les vaisseaux ravitailleurs Progress, par leur aspect et certains éléments de leur conception, ressemblent aux Soyouz. Le module arrière -le module des instruments et de la propulsion, sont presque semblables. Par contre, le deuxième module du Progress est le module qui transporte le comburant de ravitaillement; le module avant, lui, est consacré au reste de la cargaison. Sur un Soyouz, le module central est le module de descente (l'équipage y est installé pour les lancements et le retour sur Terre) alors que le module avant est le "module orbital", où l'équipage se trouve en orbite, pour y pratiquer les manoeuvres nécessaires. Le poids total d'un Progress peut atteindre 2 tonnes et demi (5 175 livres), dont 860 kg (1 760 livres) de comburant pour le Progress, plus de 200 litres (52 gallons) d'eau et près d'1,3 t (2 700 livres) de cargaison. Il semble que les Progress aient été modernisés depuis novembre 2008, avec le Progress 31. Les modernisations consisteraient en mises à jour en termes d'avionique (dont un nouvel ordinateur principal, des accéléromètres) et avec un nouveau système de télémétrie downlink, des interfaces additionnelles pour le système d'arrimage et des couches supplémentaires d'affichage
Pour ce qui est de la Station, la procédure habituelle est qu'un vaisseau Progress est remplacé par un autre. La procédure commence, le jour précédant le lancement du nouveau vaisseau, par le désarrimage de l'ancien. Celui-ci est habituellement rempli des poubelles et des éléments à jeter de la Station Spatiale Internationale. Une fois désarrimé, le contrôle au sol russe commande au vaisseau de quitter l'orbite et, 4 heures plus tard, il brûle en rentrant dans l'atmosphère terrestre. Les Russes, parfois, conservent le Progress en orbite quelques jours pour pratiquer des tests techniques.
Les Progress ne peuvent pas venir s'arrimer à l'ISS quand il y a mission de la navette spatiale
Les Progress, enfin, lorsqu'ils sont arrimés à la SSI, servent également à maintenir l'altitude de la Station. Les moteurs sont mis à feu quelques minutes, ce qui permet de contrecarrer la tendance naturelle de la Station à perdre peu à peu de son altitude en orbite. images: un vaisseau Progress au lancement (gauche); une vue rapprochée d'un Progress (droite). images NASA
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L'"Automated Transfer Vehicle" -ATV ("véhicule de transfert automatique")- européen de l'ESA est un autre vaisseau-ravitailleur de l'ISS. Il aura une capacité nettement supérieure à celle des Progress et il est lancé de Kourou, en Guyane française, portés par une fusée Ariane. L'ATV mesure plus de 9,5 m (32 ft) par 4,5 m (15 ft) de diamètre. Il a un poids net de 11,5 t (23000 livres) et peut s'arrimer automatiquement à la Station, via un système russe d'arrimage, comme les Progress (l'équipage peut toujours reprendre le contrôle des opérations en cas de problèmes). L'ATV pourra emporter plus de 8,4 tonnes (16800 livres) de cargaison (par exemple: 6 tonnes (12000 livres) de cargaison diverse, 900 kg (1850 livres) d'eau, 110 kg (220 livres) d'oxygène et jusqu'à 850 kg (1890 livres) de carburant pour l'ISS. L'ATV, de plus, emportera plus de 5 t (10000 livres) de carburant pour son propre usage (4 moteurs principaux, 28 thrusters de contrôle). Par le biais de ses moteurs principaux il pourra re-hausser -comme le faisaient les Progress- l'orbite de l'ISS et ses thrusters, de plus, permettront le contrôle de l'ISS en position. L'ATV sert à la fois de vaisseau-cargo et de module de stockage une fois arrimé. 4 panneaux solaires lui fournissent sa propre énergie. Le processus général d'utilisation des ATV sera le même que celui des Progress: les ATV seront dé-orbités et brûleront dans les hautes couches de l'atmosphère, une fois chargés des déchets de l'ISS
Pour ce qui est de son lancement, Jules Verne lance sur une Ariane 5 à partir de la base de Kourou, en Guyane. L'ATV atteint l'orbite en 9 minutes et les moteurs sont allumés, ce qui place le vaisseau sur une orbite elliptique. Les moteurs sont allumés une seconde fois 45 mn plus tard, de façon à circulariser l'orbite et avant que la séparation entre le vaisseau et le dernier étage ait lieu. Après le déploiement des panneaux solaires, le vaisseau vole à 7km/s. L'ATV est contrôlé depuis le centre de contrôle de l'ESA (et du CNES), à Toulouse, en France et par les contrôleurs russes du centre de Moscou, à Korolev. Le vaisseau est également pris en charge par le Johnson Space Center de Houston. Les ATV et les Progress et Soyouz russes sont les seuls vaisseaux capables d'amarrage automatique à l'ISS. Le premier ATV a été testé pendant une période de 6 mois (4 semaines seulement étaient prévues) entre mars et septembre 2008. Le second ATV européen a été baptisé "Johannes Kepler" et le 3ème ATV devrait s'appeler "Edoardo Amaldi", en hommage au physicien et pionner de l'espace italien. Une partie des technologies utilisées par les ATV trouve son origine dès les années 1980 et le Skylab européen qui fut alors emporté à bord de navettes spatiales américaines
image: un ATV en train d'être testé à l'ISS en 2008. NASA TV
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Le "H-2 Transfer Vehicle" ou "HTV", un vaisseau-cargo japonais, a effectué son vol inaugural entre le 17 septembre et le 30 octobre 2009. Il avait été lancé à bord de la fusée H-2B, le nouveau lanceur japonais. Il lui a fallu une semaine pour atteindre la Station Spatiale. Il était contrôlé par le centre de contrôle japonais de Tsukuba. A la différence du Progress russe ou de l'ATV européen, le HTV ne peut pas s'arrimer automatiquement à l'ISS; et il doit être pris en charge par le bras automatique Canadarm2 de la station (l'équipage de l'ISS et le contrôleur chargé de la robotique au centre de contrôle de Houston positionnent le HTV à cet effet). Le vaisseau japonais met 5 jours pour atteindre l'ISS depuis son point de lancement, au Japon du Sud. Le HTV mesure 10 m (33 ft) de long et 4,2 m (14 ft) de large; ses panneaux solaires sont fixés sur la structure. Il peut transporter 6 tonnes de cargaison. Une fois déchargé, le nouveau vaisseau-cargo, comme un Progress, peut être rempli des poubelles de l'ISS et être ensuite précipité vers l'atmosphère, dans laquelle il brûle lors de sa ré-entrée. Le Japon préoit de construire 1 HTV-1 par an. L'intérieur du HTV permet aux astronautes de l'ISS le travail en atmosphère pressurisée. Ces vaisseaux sont appelés "Kounotori" par la JAXA ("cigogne blanche" en japonais) car cet oiseau apporte des choses importantes
picture: Un HTV japonais s'approche de l'ISS. NASA TV
