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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Articles récents

Un projet de loi pour la desserte d'ISS par Orion

22 Février 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Après la demande d’étude sur le lancement d'astronautes lors de la première mission EM-1, le 17 février, le sénat a adopté une loi demandant à la NASA d’étudier la faisabilité d'utiliser le vaisseau spatial Orion pour transporter des équipages et du fret à destination et en provenance de la Station spatiale internationale.

Rappelons que la loi de 2010 sur les obligations de la NASA stipule qu'une des exigences du véhicule polyvalent Orion est d'avoir « la capacité de fournir un autre moyen de livraison d'équipage et de fret a l’ISS dans le cas où d'autres véhicules, privés ou fournis par des partenaires, seraient incapables d'exercer cette fonction ». Mais peu d’études ont à ce jour été engagées sur ce point, la NASA s’étant concentrée sur les missions de « deep space » transférant l'accès à la station aux sociétés privées. Il y a eu peu de discussion publique ces dernières années à propos d'employer Orion pour accomplir des missions vers ISS

Le rapport, demandé sous 60 jours, devra donc stipuler quand Orion, lancé par un véhicule autre que le SLS, sera capable de transporter un équipage et du fret vers l'ISS. Il devra également évaluer les coûts et le calendrier, ainsi que la façon dont il pourrait affecter les plans des autres missions spatiales prévues pour d'Orion.

Lancer Orion vers l'ISS entraînerait un certain nombre de défis, y compris son adaptation à un autre véhicule non encore spécifié. Le premier vol d'essai d'Orion, Exploration Flight Test 1 en 2014, a été lancé par une Delta 4 Heavy, mais cette dernière n’est pas qualifiée pour le vol habité.  

L'ajout de cette nouvelle étude pour Orion est l'un des rares changements importants apporté au projet de loi de 2016. Il comprend une nouvelle section concernant les accords sur la loi spatiale qui ne figure pas dans le projet de loi de l'an dernier, enjoignant à la NASA à divulguer et fournir des rapports annuels au Congrès sur ses ententes existantes et les avantages qu'elle en retire.

Un autre modification oblige la NASA à élaborer une politique concernant la location, le transfert ou la démolition des infrastructures excédentaires dans ses différents centres.

«Cette réalisation législative bipartie assure à la NASA et à l'avenir du programme spatial américain la stabilité et la certitude dont ils ont besoin pour aller de l'avant avec la nouvelle administration», a déclaré le sénateur Ted Cruz, Président du sous-comité de l'espace au Sénat et principal commanditaire du projet de loi.

La loi va maintenant être soumise à la Chambre dès le 27 février, où ses chances de passage sont élevées.

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Contrat signé entre l'ESA et Airbus D&S pour la construction du second module de service d'Orion ESM-2

17 Février 2017 , Rédigé par De Martino Alain

C'est hier jeudi et en présence de Matthias Maurer, nouvel astronaute européen, que l'ESA et Airbus D&S ont signé le contrat qui porte sur la construction de 2ème module de service (ESM-2) d'Orion.

Le contrat s'élève à environ 200 millions € et prolonge celui de novembre 2014 qui a vu l'ESM-1 naître et qui est actuellement en cours de construction à Brême en Allemagne.

Aucune certitude sur la date d'envol du 1er module, vu l'annonce faite par Robert Lightfoot qui a demandé à Bill Gerstenmaier de commencer une étude sur la faisabilité d’envoyer un équipage lors de la première mission SLS, ce qui à n’en pas douter, retarderait le 1er vol du SLS EM-1.

 

Contrat signé entre l'ESA et Airbus D&S pour la construction du second module de service d'Orion ESM-2
Contrat signé entre l'ESA et Airbus D&S pour la construction du second module de service d'Orion ESM-2
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La NASA va étudier le lancement d'astronautes lors de la première mission SLS EM-1

16 Février 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Début d’année 2017 bien calme en ce qui concerne la plate-forme du module de servie européen de qualification ESM, parti de Brême en Allemagne pour rejoindre le White Sands Test Facility de la NASA près de Las Cruces au Nouveau Mexique (article à venir) et Orion qui suit son bonhomme de chemin, quand on apprend hier que la NASA envisage d'étudier l’envoi d’astronautes lors du 1er vol du SLS EM-1… décision qui pourrait introduire de nouveaux retards et d'autres complications dans le développement du véhicule.

En effet, l'administrateur par intérim de la NASA, Robert Lightfoot, lors d'un discours prononcé le 15 février devant les fournisseurs du SLS et d’Orion, a annoncé qu'il avait demandé à Bill Gerstenmaier, administrateur associé pour l'exploration humaine à la NASA, de commencer une étude sur la faisabilité d’envoyer un équipage lors de la première mission SLS, Exploration Mission 1 (EM-1).

Rappelons que le plan actuel est un lancement d’EM-1 fin 2018 et un premier vol habité EM-2 en 2021 avec 70% de chance d’un glissement pour avril 2023 d’après une étude réalisée en 2015.

Lightfoot est bien conscient que « les défis associés à une telle proposition, comme l'examen de la faisabilité technique, les ressources et le travail supplémentaires nécessiteraient une date de lancement différente. »

Quant à Lockheed Martin, son porte-parole Allison Miller déclare étudier l'accélération des conceptions restantes du système d'équipage, ainsi que les défis techniques, le calendrier et la façon de les réduire.

De toute manière, il existe un autre problème qui inévitablement retardera le lancement, c’est celui de l’étage supérieur ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage - SLS Bloc1). Il n’est pas qualifié pour des missions avec équipage et ne devait être utilisé que sur EM-1. Les études pour le qualifier ont été abandonnées suivant les directives du Congrès dans le rapport qui accompagne le projet de loi budgétaire pour l'exercice 2016. Les plans de la NASA étaient de le remplacer par le plus puissant EUS (Exploration Upper Stage – SLS bloc 1B) qualifié lui pour les missions avec équipage. Ce dernier vient de passer son examen de conception préliminaire et ne devrait être prêt que pour 2021 et la mission EM-2.

La NASA va étudier le lancement d'astronautes lors de la première mission SLS EM-1

En fin de compte, il reste difficile de savoir comment la NASA s’en tirera. Un tel objectif exigerait probablement des budgets plus importants pour SLS et Orion, et pourrait introduire plus de risque pour les astronautes avec une fusée qui n'aura encore jamais volé. En outre, la NASA devra créer un système de support-vie pour EM-1, chose que l'agence ne s'attendait pas à faire avant EM-2.

Lightfoot a aussi abordé des préoccupations plus générales concernant l'orientation future de la NASA. « De mes interactions avec le nouveau gouvernement, la NASA est clairement une priorité pour le président et son administration » a-t-il ajouté. « 'Nous devons travailler tous ensemble pour assurer notre leadership dans l'espace - et nous le ferons. Il est impératif pour l'agence que nous réussissions à exécuter en toute sécurité et efficacement les programmes SLS et Orion »

 

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A la recherche de la meilleure ambiance…

21 Janvier 2017 , Rédigé par De Martino Alain

L'astronaute Mike Hopkins, couché sur le dos, les genoux à 90° et sanglé sur son siège en position de lancement, regarde les deux écrans de contrôle d’altitude, de direction et autres informations spatiales vitales. Son siège commence à vibrer, il se met au travail… Il  utilise un joystick pour répondre aux messages de mise en garde et d'avertissements. Le sentiment, décrit comme étant au volant d’un camion sur une route bosselée, simule les différentes étapes des huit minutes que dureront le lancement du vaisseau spatial Orion vers l'espace.

C’est la toute première fois qu’un astronaute teste la visibilité des écrans sous vibration d'un lancement simulé.

« Il est important pour nous de s’assurer que, lors de cette phase de vol, les pilotes seront capables de lire les information dont ils ont besoin et de réagir de façon appropriée » a déclaré Jennifer Boyer, responsable du système d'ingénierie humaine d'Orion pour la NASA.

Au-delà de la visibilité, c’est la première fois qu'un astronaute interagi avec l'affichage des données d’Orion et utilise les manettes de contrôles tout en étant attaché au siège et en combinaison spatiale, subissant la vibration simulée du lancement. Le système d'atténuation d'impact, qui réduit les charges sur le corps pendant l'atterrissage, fait aussi partie du test pour s'assurer que les vibrations lors du lancement et de la montée ne causeront pas de dysfonctionnement sur le système.

Les tests devant se poursuivre jusqu'au 30 janvier, Baldwin (ingénieur biomécanique chez Lockheed Martin) analysera les données aidé d’ingénieurs de la NASA et les intégrera aux conceptions. Lockheed construit actuellement trois engins spatiaux Orion: le premier pour la mission EM-1, le deuxième pour s’assurer que le design d'Orion pourra résister aux températures extrêmes et aux contraintes de vol et le troisième pour la première mission habitée EM-2.

Balwin a été le premier à tester le siège dès mardi et mercredi dernier et en a été très satisfait. « C'est une expérience remarquable d'être sous vibration » a-t-il déclaré. « Peu de gens éprouvent ce phénomène lorsque vos joues essayent de sauter hors de votre visage. »Ici l'astronaute Lee Morin

Quant à Hopkins, il est l'un des six astronautes qui participent aux tests de vibrations. Ces différents membres d'équipage sont d’ailleurs justement de poids et de vue variables.

La technologie testée sur les écrans d'Orion a beaucoup progressé depuis le programme de la navette spatiale. Cette dernière comportait une centaine de panneaux de commandes comparativement aux sept d’Orion car plus de fonctions peuvent maintenant être réalisées à l'aide d'ordinateur, la technologie ayant évoluée et les ordinateurs plus puissant. A comparer également aux 550 kg de listes de contrôle papier détaillant toute une variété de tâches réduit à 2 kg pour Orion…

Jennifer Boyer signale aussi que l'accélération rend difficile le lever de bras, difficile donc d'atteindre et de toucher les écrans pendant le lancement. D’où la décision d’opter pour des sortes de joystick près des bras des astronautes. Du coup, les gants des scaphandres ne nécessiteront pas d’être rendus compatibles "écran-tactile" et fini aussi les soucis d’objets se promenant en apesanteur pouvant interférer avec les écrans.

Plus de 6 mois de planification ont été nécessaires avant de débuter ces tests de vibrations. Une fois terminés, les données seront évaluées pour voir si des changements de conception sont nécessaires.

Ci-dessous, la vidéo du test.

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Ce qui nous attend en 2017…

22 Décembre 2016 , Rédigé par De Martino Alain

Regard sur les jalons importants qui nous attendent l'année prochaine :

Mise sous tension d’Orion: La NASA et Lockheed Martin ont passé une grande partie de 2016 à intégrer les éléments structurels de l'engin spatial, puis commencé à incorporer les systèmes plus critiques tels que les composants pour l’avionique et la « tuyauterie » de propulsion.

Au printemps 2017, les ordinateurs du module d'équipage d'Orion seront allumés pour la première fois afin de vérifier que le vaisseau spatial peut acheminer correctement son alimentation et envoyer des commandes. C'est un test essentiel qui permettra de vérifier que les systèmes d'Orion sont connectés et répondent comme prévu.

Arrivé de l’ESM européen: Le module de service du vol EM-1 sera expédié au Kennedy Space Center, une fois les travaux sur la structure et les systèmes accomplis chez Airbus Defense & Space à Brême, en Allemagne.

Assemblage: Le bouclier thermique d'Orion sera fixé au module de l'équipage à l’été 2017, puis le tout sera assemblé avec le module de service ESM.

Ces deux opérations sont des étapes essentielles à accomplir avant leur expédition début 2018 au NASA Glenn’s Plum Brook Station dans l'Ohio, où l'engin sera soumis à une série de tests afin de s'assurer qu'il sera en mesure de supporter la dynamique du lancement et l’environnement du spatial profond.

Début de la construction du 1er Orion avec équipage: Alors que les processus pour la première mission EM-1 au sommet du SLS se poursuivront en 2017, débutera en parallèle la construction du véhicule pour le premier vol d'Orion avec des astronautes qui volera dès 2021.

Les premiers panneaux du module pressurisé pour cette mission devraient arriver au Michoud Assembly Facility à la Nouvelle-Orléans au printemps 2017, afin de commencer les opérations de soudage.

Encore des tests, toujours des tests…: Les essais sur le terrain jouent un rôle essentiel pour s’assurer qu'Orion est suffisamment apte à faire dans l'espace ce pourquoi il a été construit, et une série de tests sont prévus pour l'année à venir.

Une maquette structurelle de test sera transférée chez Lockheed Martin près de Denver pour une série d’essais de séparation de mécanisme, de contrôles d’acoustique et de pression.

Plusieurs tests sur les parachutes auront lieu dans le ciel au-dessus du désert de l'Arizona, et un cortège de tests humains telle la lisibilité devra aider à évaluer comment l'équipage interagit avec le vaisseau spatial.

Ci-dessous, une vidéo récapitulative des travaux effectués au cours de l’année 2016

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Le moteur principal d'Orion arrive en Europe

15 Décembre 2016 , Rédigé par De Martino Alain

Le moteur principal du module de service européen été expédié des installations White Sands de la NASA à Brême en Allemagne. 

L’ESM possède 33 moteurs qui fournissent à la fois la poussée mais aussi les contrôles d’attitude du vaisseau spatial sur tous les axes.

Le moteur principal de la mission EM-1 est issu du système de manœuvre orbital de la navette spatiale appelé OMS (Orbital Maneuvering System). Réutilisé, il a déjà volé 16 fois sur les navettes Challenger, Discovery et Atlantis. Il fournit 2,7 tonnes de poussée, assez pour soulever une fourgonnette et peut pivoter en tangage et en lacet.

L’OMS était utilisé pour produire une poussée supplémentaire lors du lancement de la navette, pour l’injection et la correction orbitale, et la désorbitation. Chaque moteur devait pouvoir être réutilisé pour une centaine de missions, démarré 1000 fois pour un temps total de combustion de 15 heures.

À White Sands, le moteur a été révisé et remonté avant d'être expédié au Centre Spatial Johnson de la NASA pour des essais de secousses. Il a ensuite été renvoyé à White Sands pour les tests de fuite et se trouve actuellement en Europe.

Depuis, le moteur est partit de l’aéroport de Dallas vers Francfort et a continué son voyage par camion jusqu’aux salles d'intégration du module de service à Brême en Allemagne.

Le moteur lors de ses essais de vibration au Johnson Space Center.

Le moteur lors de ses essais de vibration au Johnson Space Center.

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Assemblage de base terminé pour l'ICPS du vol EM-1

10 Décembre 2016 , Rédigé par De Martino Alain

L'ICSP (interim cryogenic propulsion stage) de vol dont des essais sur un modèle de test sont en cours au Marshall Space Flight Center à Huntsville, en Alabama, vient de voir son assemblage principal terminé.

Il reste cependant plusieurs étapes à parcourir, y compris l’installation de l’avionique à l’usine d’ULA à Decatur, Alabama suivi de son transport par barge et routier vers le Delta Operating Center de Cap Canaveral en Floride, pour les tests de l’avionique et autres systèmes électroniques et enfin sa livraison à la NASA prévue pour mi-2017.

Assemblage de base terminé pour l'ICPS du vol EM-1
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Une première mission habitée SLS/Orion en 2021

4 Décembre 2016 , Rédigé par De Martino Alain

Lorsque les astronautes effectueront leur premier vol d'essai à bord du vaisseau spatial Orion, leur mission sera de confirmer que tous les systèmes du vaisseau spatial fonctionnent comme conçus pour l'espace profond.

Ce vol sera le premier avec équipage (la NASA prévoit d’envoyer jusqu'à 4 astronautes par vol) qui débutera une série de missions situées dans une zone autour de la lune où l'équipage pourra construire et tester les systèmes nécessaires pour se préparer au défi des missions vers Mars.

Quitter la Terre

Le plan de cette première mission est construit autour d'un profil appelé Injection Multi Trans-Lunaire (Multi-TransLunar Injection - MTLI), ou multiples mises à feu et comprenant une trajectoire de retour libre de la lune. Typiquement, le vaisseau spatial orbitera autour de notre planète à deux reprises tout en allumant périodiquement ses moteurs afin d’accumuler suffisamment de vitesse pour se propulser vers la lune avant de revenir sur Terre.

La première orbite terrienne à 160 km d’altitude permettra de s’assurer que tous les systèmes sont nominaux.

Dès la deuxième orbite, le puissant étage supérieur (Exploration Upper Stage - EUS) et ses quatre moteurs RL-10 effectueront une montée orbitale qui placera Orion sur une orbite hautement elliptique d’environ 1500 X 35000 km autour de notre planète et d’une durée de 24 heures. C'est ce qu'on appelle l'Injection Trans Lunaire Partielle.

Une fois ces 2 orbites complétées, l'EUS se séparera d'Orion et toutes les charges utiles situées à l'intérieur de l'adaptateur d’étage seront libérées.

L’EUS séparé, l'équipage fera un check-up complet des systèmes d'Orion. Alors seulement ils utiliseront le module de service d'Orion (ESM) pour accomplir une deuxième et dernière mise à feu appelée Injection Trans Lunaire (TransLunar Injection - TLI) qui mettra Orion sur le chemin de la lune et qui conclura le MTLI.

Retour « libre » vers la Terre

La TLI enverra l'équipage derrière la lune qui leur fera décrire un huit avant qu’Orion ne revienne sur Terre. Au lieu d'utiliser une nouvelle mise à feu pour le retour, le vaisseau spatial utilisera la force gravitationnelle de la lune. L'équipage volera à des milliers de kilomètres au-delà de la lune qui se trouve en moyenne à 370 000 km de la Terre.

La durée de la mission restera flexible afin de permettre à la NASA de recueillir des données d'imagerie précieuses durant les phases de lancement, d'atterrissage et de récupération. Il faudra au moins huit jours pour terminer la mission et suivant les analyses en temps réel, elle pourrait être prolongée jusqu'à 21 jours pour compléter des tests en vol additionnels.

Deux missions, deux trajectoires différentes

Ce MTLI en orbite rétrograde, c’est à dire dans le sens des aiguilles d’une montre autour de la Lune, mettra Orion sur une trajectoire plus difficile et sera l'occasion de tester le genre de manœuvres et d'environnements que le vaisseau spatial subira lors les missions d'exploration futures.

Elle nécessitera des mouvements de propulsion supplémentaires tout au long du voyage, y compris un survol de la lune et des mises à feu de correction de trajectoire de retour.

La deuxième mission verra, elle, Orion passer trois à six jours de trajet vers la lune, entrer dans une orbite lunaire élevée pendant trois jours avant un voyage de retour d’encore trois à six jours.

Ces 2 missions devront démontrer toutes les capacités de fonctionnement dans l’espace profond du SLS et d’Orion.

Une fois ces deux premiers vols d'essai terminés, la NASA espère commencer à lancer des missions chaque année, selon bien sûr le budget et le rendement du programme.

Une première mission habitée SLS/Orion en 2021
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Des nouvelles de l'adaptateur du module d'équipage

23 Novembre 2016 , Rédigé par De Martino Alain

Les activités de traitement au centre spatial Kennedy de la NASA en Floride s’intensifient en prévision du lancement du vaisseau spatial Orion lors de la mission spatiale Exploration Mission 1 (EM-1).

L'adaptateur du module d'équipage d'Orion (Crew Module Adapter - CMA) a été soulevé pour la première fois le 11 novembre, lors de son traitement à l'intérieur du Neil Armstrong Operations and Checkout (O&C). Cet adaptateur a pour fonction de relier le vaisseau Orion au module de service ESM fourni par l’ESA.

Les techniciens de Lockheed Martin ont déposé l'adaptateur sur un banc d'essai pour l'aménagement de ses structures secondaires. 

Le CMA sera ensuite transportée à la fin du mois dans une salle blanche pour l'installation et le soudage de ses systèmes de propulsion et de maintien-vie.

Des nouvelles de l'adaptateur du module d'équipage
Des nouvelles de l'adaptateur du module d'équipage
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Installation de l’ICPS de test sur son banc d’essais

18 Novembre 2016 , Rédigé par De Martino Alain

Les ingénieurs de la NASA ont installé une version d'essai de l'étage de propulsion cryogénique (ICPS), pièce cruciale du Space Launch System, sur un banc d'essai de 20 m de haut le 17 novembre au Marshall Space Flight Center à Huntsville, en Alabama.

L'ICPS sera assemblé avec trois autres matériels d’essai et deux simulateurs qui composent la partie supérieure du SLS avant une série de tests rigoureux prévus début 2017.

Les deux simulateurs sont déjà installés sur le banc. Il s’agit de l'étage de base, duplicata du sommet du 1er étage du SLS d'environ 3 m de haut et de 8.4 m de diamètre, chargé le 21 septembre, et de l'adaptateur d’étage -  launch vehicle stage adapter (LVSA) - installé le 12 octobre.

Le LVSA relie, lui, le 1er étage du SLS à l'ICPS. Il mesure 8 mètres de haut, pour un diamètre inférieur à 8.4 m et un diamètre supérieur de 5.1 m. Il a été conçu et construit par l'entrepreneur principal Teledyne Brown Engineering de Huntsville.

Les trois autres articles de qualification et le simulateur d’Orion compléteront l’assemblage plus tard cet automne.

«L'installation de l'ICPS est un autre grand pas dans la préparation pour la série de tests qui permettra de s'assurer que le matériel peut supporter les efforts incroyables subis au lancement» a déclaré Steve Creech, directeur adjoint pour l’intégration du vaisseau et des charges utiles et en charge du programme SLS pour la NASA. En marge de ces essais, les travaux continuent sur les pièces de vol de la partie supérieure de la fusée, y compris l'ICPS.

L'ICPS de test, conçu et construit par The Boeing Co. à Huntsville et United Launch Alliance de Decatur, sans son moteur, mesure près de 9 m de haut et plus de 5 m de diamètre. L'ICPS en cours de transfert vers le banc d'essais

Cet ensemble sera poussé, tiré et tordu pendant les 50 types de test prévus.

Installation de l’ICPS de test sur son banc d’essais
Installation de l’ICPS de test sur son banc d’essais
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