Évaluation de l'effet structurel de l'impact d'un micrométéorite ou d'un débris orbital sur le bras canadien 2

Les structures spatiales sont de plus en plus à risque de subir des impacts en hypervélocité, soit à plus de 3km/s, dû à l'augmentation marquée du nombre de débris spatiaux au cours des deux dernières décennies. Ces débris sont principalement d'anciennes pièces de satellites ou de lanceurs éjectées lors du déploiement d'une structure. Des collisions entre deux débris, générant plusieurs nouveaux petits débris, sont donc également de plus en plus probables. Différents organismes surveillent les débris spatiaux et la position de la majorité des gros débris (plus de 10cm de diamètre) est connue. Toutefois, il est impossible de suivre les petits débris et plusieurs études ont montré qu'ils peuvent tout de même causer des dégâts considérables aux structures. Il est de plus en plus commun d'ajouter une certaine forme de protection contre les collisions aux nouvelles structures spatiales. Par contre, la majorité des structures actuellement en orbite, comme le Bras canadien 2, n'ont aucune protection contre les impacts. Les dommages causés par des impacts en hypervélocité sur différents matériaux spatiaux comme l'aluminium, les panneaux sandwich et les laminés ont déjà été caractérisés par différents groupes de recherche depuis la fin des années 1980, mais aucune étude portant sur l'évaluation expérimentale des propriétés mécaniques d'une structure après un impact, applicable au cas du Bras Canadien 2, n'a été publiée. Il est seulement possible de trouver dans la littérature des études portant sur les propriétés mécaniques de différents types de laminés après un impact à beaucoup plus basse vitesse d'ordre de grandeur énergétique généralement 1000 fois inférieur. Le Bras canadien 2, ou Space Station Remote Manipulator System (SSRMS), est installé sur la Station Spatiale Internationale (ISS) depuis 2001. Il avait une durée de vie initialement prévue à 10 ans, mais comme il est toujours très utile pour différentes opérations de maintenance et lors de l'approche finale des capsules de ravitaillement, il est maintenant souhaitable de le maintenir opérationnel jusqu'à la fin prévue de l'ISS soit en 2020 ou possiblement en 2028. Il est donc nécessaire de bien connaître les effets de l'impact d'un débris orbital sur la structure du bras pour que l'Agence spatiale canadienne (ASC) soit en mesure de redéfinir adéquatement les chargements pouvant être appliqués sur le bras si des dommages d'impact devaient être observés sur la couverture thermique couvrant sa structure.