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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Articles récents

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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Une « chiquenaude » pour le 1er vol du SLS

11 Novembre 2016 , Rédigé par De Martino Alain

Les ingénieurs de la NASA viennent de faire faire un « flip flap » à l’adaptateur du vaisseau spatial Orion.

Cet adaptateur est une pièce importante qui relie l’étage de propulsion cryogénique (ICPS - Interim Cryogenic Propulsion Stage) - système à oxygène liquide / hydrogène liquide - qui doit fournir à Orion la poussée nécessaire pour naviguer dans  l'espace, au vaisseau spatial Orion.

L'adaptateur transportera également 13 Cubesats qui effectueront des études scientifiques et technologiques en vue d’ouvrir la voie à une exploration humaine future dans l'espace profond, y compris le voyage vers Mars.

Une « chiquenaude » pour le 1er vol du SLS

Ce retournement est une étape importante pour l'évaluation des travaux d'usinage et de perçage réalisés et à venir sur le matériel de vol.

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La NASA crée un groupe de travail pour remettre l’ESM d’Orion dans les temps

9 Novembre 2016 , Rédigé par De Martino Alain

La NASA poursuit son travail en vue du lancement historique du SLS début 2018. Cependant, son passager Orion EM-1 a besoin de l'assistance d'un groupe de travail, spécifiquement axé sur le module de service européen (ESM), afin de lutter contre les problèmes récurrents de calendrier.

Ce module de service qui à l’origine devait être construit par Lockheed Martin, c’est vu attribué à l’ESA suite à un accord de 2012 permettant d’utiliser la technique éprouvée de son ancien véhicule de transfert automatisé, l’ATV, afin de répartir les coûts. Malheureusement, cette combinaison de technologie a entraîné des retards dans le calendrier.

De nets progrès ont été réalisés avec la version de test structurelle de l’ESM arrivé au NASA’s Glenn Research Center’s de Sandusky en Ohio, afin de valider sa conception en amont de l'EM- 1 de 2018 et ces tests ont été réalisés dans les temps. Par contre, l’EM-1 subit, lui, des retards d’où la nécessité de ce groupe de travail qui a d’ores et déjà œuvré sur les principaux problèmes et identifié un certain nombre de petits changements qui pourraient remettre l’ESM dans le bon planning.

Une fois Orion et l’ESM accouplés, ils seront intégrés au SLS dans le VAB au KSC avant leur roll-out vers le pas de tir 39B.

Les équipes d'intégration et d'analyse des opérations, qui se préparent pour cette étape importante, ont récemment évalué le temps nécessaire à l’intégration du vaisseau spatial, au séjour sur le pas de tir et au nombre de transits entre le VAB et le pas de tir.

Une exigence de base stipule qu’Orion doit pouvoir tolérer l’environnement du pas de tir pour une durée de 30 jours cumulés, ainsi qu’une durée de 100 jours intégré au SLS sans aucune séparation. Mais une analyse approfondie indique que ces tolérances devront être bien plus importantes: 120 jours d’exposition suer le pas de tir et 310 jours d’intégration au SLS. Le nombre potentiel d’aller-retours « pas de tir – VAB » étant lui évalué à 9…

Enfin, une fois la mission terminée, entrera en jeu la récupération du vaisseau spatial en pleine mer. Les leçons apprises par la mission EFT-1 ont montré des problèmes avec l'un des ballons de flottaison qui s'est dégonflé prématurément. De nombreux changements de conception ont été apportés pour corriger ce défaut, mais malheureusement, le programme connaît un problème différent avec des fuites d’eau dans certains raccords. Ce ne semble pas être un problème technique, d’après l’ASAP, le Comité consultatif sur la sécurité aérospatiale,  mais il doit bien entendu être résolu.

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Enfin quelques nouvelles d’Orion…

28 Octobre 2016 , Rédigé par De Martino Alain

26 octobre:

Une version d'essai du module d'équipage Orion a été transportée dans l’USS San Diego de la base navale de San Diego en Californie.

La NASA, Lockheed Martin et l’US Navy se préparent pour un cinquième test de récupération (URT-5) dans l'océan Pacifique au large de la côte californienne.

 

Enfin quelques nouvelles d’Orion…
Enfin quelques nouvelles d’Orion…
Enfin quelques nouvelles d’Orion…

28 octobre:

Les nouveaux blocs de tuiles ont été pré-montées tout autour du bouclier thermique d’Orion à l’intérieur du Neil Armstrong Operations and Checkout Building

Pour la Mission EM-1, la couche supérieure du bouclier thermique se composera d’environ 180 blocs composés du matériau ablatif Avcoat.

Enfin quelques nouvelles d’Orion…
Enfin quelques nouvelles d’Orion…
Enfin quelques nouvelles d’Orion…
Enfin quelques nouvelles d’Orion…

31 octobre: 

Découvrez les dernières images de la reprise des tests de récupération d'Orion qui se sont déroulés au large des côtes californienne ce week-end. Les équipes se sont entraînées à la pratique des techniques et aux vérifications du matériel qu'ils utiliseront lors du retour en mer de la capsule.

Enfin quelques nouvelles d’Orion…
Enfin quelques nouvelles d’Orion…
Enfin quelques nouvelles d’Orion…
Enfin quelques nouvelles d’Orion…
Enfin quelques nouvelles d’Orion…

7 novembre:

Vidéo du test de récupération réalisé fin de semaine dernière.

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Le RL10, moteur de l'étage supérieur du SLS

26 Octobre 2016 , Rédigé par De Martino Alain

Le grondement de tonnerre d'une fusée sur la rampe de lancement est un spectacle familier. Moins familier sont les moteurs de l'étage supérieur, plus petits et qui travaillent loin de la vue du spectateur et de la portée des caméras, mais qui donnent au vaisseau spatial la poussée nécessaire dont il a besoin pour se lancer dans l'espace profond.

Pour la mission EM-1 prévue fin 2018, le SLS Block 1 (1 ère version du SLS)  utilisera donc un moteur RL10B-2 pour l’étage ICPS, moteur actuellement utilisé par la fusée Delta IV.

L’évolution future du lanceur en SLS Bloc 1B plus puissant verra son étage supérieur doté de l’EUS (Exploration Upper Stage ) équipé de 4 moteurs RL10 C-3. C’est cette version d’étage supérieur qui enverra des hommes dans l’espace profond puis à plus long terme, vers Mars… La NASA a d’ailleurs tout récemment contacté la société Aerojet Rocketdyne de West Palm Beach, en Floride pour la production de ces RL10 C-3.  Le contrat de 174 millions de $ couvre la gestion, le contrôle, la certification et la livraison des moteurs pour les vols habités jusqu'au 29 février 2024.

Pour la petite histoire, le RL10 a d'abord été développé par Pratt & Whitney à la fin des années 1950 et a volé pour la première fois en 1963. C’est lui qui a lancé, entres autres, Voyager 1, premier vaisseau spatial à avoir atteint l’espace interstellaire. Il a évolué et a été amélioré au fil du temps : plus de 400 vols, 15000 mises à feu d’une durée cumulée de 2,3 millions de secondes avec une fiabilité de 0.999% tout au long de son aventure.

Ajoutons que la poussée et l'impulsion spécifique de la version RL10C-3 sont idéaux en tant que moteur d'étage supérieur pour les missions d'exploration humaine de la NASA vers l'espace lointain.

Les tests moteur seront effectués au NASA’s test facility de West Palm Beach en Floride et les essais de l'EUS avec ses quatre RL10, sur le banc d’essais du Stennis Space Center de la NASA près de Bay St. Louis dans le Mississippi. Ce sera la première fois que les moteurs seront assemblés en une seule configuration avec l'EUS et mis à feu dans des conditions de vol simulés. Cela permettra de tester la compatibilité et la fonctionnalité du système pour assurer une conception sûre et viable.

 

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