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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Articles récents

Les 4 moteurs RS-25 prévus pour voler sur EM-1 sont prêts pour leur intégration avec le SLS.

18 Octobre 2017 , Rédigé par De Martino Alain

EM-1 est une mission de trois semaines au cours de laquelle le SLS lancera le vaisseau spatial Orion sur une orbite rétrograde lointaine autour de la lune et délivrera 13 petits satellites dans l'espace lointain. 

Ces quatre moteurs RS-25 ont déjà volé pendant le programme de la navette spatiale. Cependant, ils ont été équipés de nouveaux contrôleurs
ou "cerveaux" et adaptés pour le SLS. Chacun fournit environ 227 tonnes de poussée, totalisant donc plus de 900 tonnes de poussée pour le 1er étage du SLS.

 

L'agence a encore 16 de ces moteurs de l'ère des navettes spatiales, mais en a commandé six autres à Aerojet Rocketdyne pour de futures missions.

 

Ci-dessous, une infographie  sur les quatre premiers moteurs et leur historique de vol : 

Les 4 moteurs RS-25 prévus pour voler sur EM-1 sont prêts pour leur intégration avec le SLS.

« Ces quatre moteurs sont riches en histoire » a déclaré Dan Adamski, directeur du programme RS-25 chez Aerojet Rocketdyne. « Ensemble, ils ont propulsé 21 vols de navette et le moteur le plus expérimenté, le E2045, a été utilisé sur 12 vols différents. »

 

En effet, les quatre RS-25 à hydrogène et oxygène liquides ont contribué à 21 missions de navette : 


E2045: Le moteur le plus ancien avec 12 vols, dont le dernier vol de John Glenn en 1998. 
E2056: Quatre vols au total incluant le retour en vol en 2005 après la catastrophe de Columbia deux ans plus tôt. 
E2058: Six vols. 
E2060: Trois vols y compris la dernière mission de la navette spatiale en 2011.

 

Mais malgré leur riche histoire, les moteurs ne seront pas récupérés et réutilisés après le lancement de la mission EM-1...

Aerojet Rocketdyne va stocker les quatre moteurs pour EM-1 dans ses installations situées au Stennis Space Center de la NASA jusqu'à ce qu'ils soient prêts pour leur intégration avec l’étage central du SLS, actuellement en développement au Michoud Assembly Facility de la NASA à la Nouvelle-Orléans.

Les 4 moteurs RS-25 prévus pour voler sur EM-1 sont prêts pour leur intégration avec le SLS.


En plus de la propulsion de base pour le premier vol SLS, Aerojet Rocketdyne fournit également le moteur RL10B-2 pour l'étage supérieur de la fusée, appelé ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage). Ce RL10B-2 produit 11,2 tonnes de poussée et est la principale source de propulsion une fois la fusée dans l'espace extra-atmosphérique. Il fournira au vaisseau Orion le coup de pouce final pour sa mission autour de la Lune.

Plus tôt cette année, la NASA a livré l'ICPS à Cape Canaveral Air Force Station, en Floride, en vue de son intégration au lanceur.

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Début de la construction de l'ESM d'Orion pour EM-2

16 Octobre 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Alors que les ingénieurs en Europe continuent de travailler sur le module de service d’Orion pour la mission EM-1 avant sa livraison au centre spatial Kennedy l'année prochaine, les travaux ont déjà débuté sur le module de service qui alimentera, propulsera, climatisera et fournira air et eau à la première mission habitée du vaisseau Orion au début des années 2020.

 

Les techniciens de Thales Alenia à Turin (Italie) travaillent sur la structure principale de ce nouveau module de service qui emmènera les astronautes au-delà de la lune lors de la mission EM-2.

 

L’ESA, l’Agence Spatiale européenne et ses contractants ont en effet en charge la fourniture du module de service d’Orion pour ses deux premières missions au sommet du SLS.

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EM-3: scénario de mission pour le vol de construction du Deep Space Gateway

25 Septembre 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Selon le schéma de mission préliminaire, le vol EM-3 sera une mission habitée en orbite dite NRHO autour de la lune.

 

NRHO est un type d’orbite situé entre les points de Lagrange L1 et L2 du système Terre-Lune permettant des trajectoires très stables et hautement elliptiques avec des points de périapse proches de la surface de la lune.

 

Placer le Deep Space Gateway - DSG - dans une orbite de type NRHO lui assurera une trajectoire orbitale proche de la surface lunaire (lors du périapse donc) autorisant des possibilités de transfert à faible énergie d’excursions scientifiques dans l'espace cis lunaire et sur la surface lunaire elle-même.

 

La mission, réalisée à l’aide d’une fusée SLS Bloc-1, aura une durée totale de 16 à 26 jours avec des objectifs de base consistant à « démontrer la performance des systèmes du vaisseau spatial au-delà du LEO lors d’un vol habité », lancer le module d'habitat (Hab) du DSG et l’associer au PPE (Power and Propulsion Element) déjà lancé et mis en orbite lors de la mission EM-2.

 

Après l’insertion orbitale terrestre initiale de 40,7 X 1800 km à 28.5° d’inclinaison, le second étage EUS circularisera les modules Orion et Hab à 185 km puis réalisera une TLI (Trans-Lunar Injection). Une fois en route vers la Lune, Orion se séparera de l’EUS et se retournera probablement vers le module Hab.

Les détails exacts de la manœuvre ne sont pas encore connus, le processus de conception du DSG n’étant pas encore abouti à ce jour. Quoi qu'il en soit, au cours du voyage de 3 à 10 jours vers la Lune, les moteurs auxiliaires d'Orion effectueront au moins quatre manœuvres de correction de trajectoire afin d’affiner l'approche de la Lune permettant au couple Orion / Hab de cibler un point précis pour entrer en NRHO autour de la Lune tandis que l'EUS se positionnera en orbite héliocentrique.

 

Une fois le couple en orbite NRHO, Orion manœuvrera le Hab vers le PPE et l'équipage composé de quatre astronautes reliera les deux éléments – prémices de la construction du DSG.

 

Une fois cette opération réalisée, le trio Orion/Hab/PPE effectuera toute une séries de tests et vérifications pendant une durée de 10 à 20 jours avant qu'Orion ne se désengage du DSG et retourne sur Terre.

 

De nouveau 3 à 10 jours de traversée avec plusieurs corrections de trajectoire par les moteurs d’Orion afin d’aligner correctement le vaisseau spatial pour une rentrée atmosphérique et un amerrissage dans l'Océan Pacifique, après quoi Orion sera chargé sur un navire de récupération et ramené aux États-Unis, au port de San Diego.

EM-3: scénario de mission pour le vol de construction du Deep Space Gateway
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Réévaluation des dates de lancement des vol EM-1 et EM-2

25 Septembre 2017 , Rédigé par De Martino Alain

A la suite d’une série de problèmes durant cette année sur l’étage principal du premier SLS, les dates de lancement des vols EM-1 et EM-2 commencent à se préciser.

 

En effet, après avoir soudé les réservoirs de qualification LH2 initiaux, une modification sur la machine à souder a été effectuée entraînant des soudures trop fragiles pour répondre aux spécifications de vol sur les segments du réservoir du vol EM-1.

 

En conséquence, un plan a été mis en place pour supprimer la modification réalisée sur la machine à souder - celle qui a assemblée tous les articles de test de l’étage principal qui ont réussi tous les tests de qualification et d'acceptation - et d’utiliser le réservoir de LH2 prévu pour EM-2 comme nouveau réservoir pour le vol EM-1.

 

D’autant plus que moins d'une semaine après la découverte de ce problème, un technicien du MAF a endommagé la section du dôme arrière de l'article de qualification du réservoir de LOX.

 

EM-1 cible donc maintenant au plus tôt un lancement le 15 décembre 2019 et EM-2 après le 1er juin 2022. Quant à EM-3, son premier schéma de mission théorique commence à s’entrevoir avec une mission en orbite dite NRHO autour de la Lune (Near-Rectilinear Halo Orbit) ressemblant à une boucle géante en forme d'œuf afin de déployer le 1er module d’habitation du nouveau DSG, Deep Space Gateway, future station spatiale en orbite autour de notre satellite naturel.

Réévaluation des dates de lancement des vol EM-1 et EM-2

Cette date du 15 décembre 2019 est directement liée à plusieurs étapes majeures pour lesquelles l’étage central doit passer avant sa livraison au Centre spatial Kennedy pour son contrôle final et avant son accouplement aux boosters, son intégration sur le nouveau Mobile Launcher dans le VAB, et ses essais sur le  pas de tir LC-39B. 

Les quatre moteurs RS-25 qui doivent être intégrés à la base du lanceur seront livrés au MAF au plus tard le 15 mai 2018. Sept mois seront nécessaires pour leurs intégrations avant de charger l’ensemble sur la péniche Pegasus nouvellement rénovée pour un voyage d'une journée vers le Stennis Space Center aux alentours du 20 décembre 2018.

 

Dès lors, le tout passera six mois de vérifications et de mise à feu statiques sur le banc d’essais de Stennis avant d’être de nouveau chargé sur la péniche Pegasus pour un voyage d'une semaine vers le Kennedy Space Center (KSC) pour une livraison théorique le 6 juin 2019, 6 mois avant la revue d’aptitude au lancement.

 

Ce retard conduit également au stockage des boosters latéraux qui, eux, n’ont aucun problème, chez Orbital ATK à Promontory, en Utah pour une livraison décalée d'octobre 2017 à octobre / novembre 2018. 

 

Le nouveau calendrier prévoit donc maintenant la livraison à Kennedy des jupes arrière des booster et des cônes de sortie pas avant le 26 octobre 2018, et des 10 segments composant les SRB pas avant le 9 novembre 2018, soit 13 mois plus tard que prévu initialement. 

 

Du coup, seulement 2 ans et demi ne séparent plus maintenant EM-1 d’EM-2.

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Toute la mission EM-1 en vidéo...

21 Septembre 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Au cours des huit prochaines minutes de cette vidéo, vous allez découvrir la mission, de vingt-cinq jours et demi lancée du Kennedy Space Center en Floride, du roll-out du Space Launch System à la récupération du vaisseau Orion.

Cette mission EM-1 sera la première d'une série de missions d'exploration planifiées au-delà de la lune, défrichant ce que les astronautes qui oseront s'aventurer dans l'espace profond connaîtront lors des vols futurs.

Sous-titres en anglais possible en cliquant sur l'icone idoine.

 

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Nouveau test d'ouverture des parachutes le 13 septembre dans le ciel d'Arizona.

18 Septembre 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Cette fois, les ingénieurs ont reproduit une situation dans laquelle Orion abandonne le SLS lors du lancement et contourne une partie de la séquence normale de déploiement des parachutes pendant la descente après une mission spatiale.

La capsule a été larguée d'un C-17 à plus de 7,5 km d'altitude. Cela a permis de réaliser une chute libre de 20 secondes - la plus longue jamais réalisée - afin de produire une pression aérodynamique élevée avant que les parachutes pilotes et principaux ne soient ouverts, permettant de vérifier leurs déploiements corrects sous des charges extrêmes.

Le système complet comprend 11 parachutes : trois avant et deux stabilisateurs, ainsi que trois parachutes pilotes qui aident à extraire les trois parachutes principaux. 

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Pulvérisation de mousse isolante sur le LVSA

16 Septembre 2017 , Rédigé par De Martino Alain

La NASA se prépare à appliquer un isolant en mousse appelé SOFI - Spray-On Foam Insulation -  à l'extérieur Launch Vehicle Stage Adapter (LVSA) de la mission EM-1.

 

Le LVSA est une structure en forme d'entretoise conique d'environ 9 X 9 mètres qui relie le sommet du corps central du SLS au système de propulsion cryogénique de l’étage supérieur (ICPS).

 

Construit par la NASA et l'entrepreneur principal Teledyne Brown Engineering, le LVSA se trouve actuellement au bâtiment 4707 du Marshall Space Flight Center à Huntsville, en Alabama, et devrait y rester quelques mois pour l’application de cette mousse isolante. Le LVSA sera ensuite expédié au Kennedy Space Center (KSC) en Floride l'année prochaine. 

 

C’est le deuxième LVSA construit, le premier, un article de test structurel, ayant été utilisé pour des essais structurels intégré à d’autres éléments qui relient Orion avec l'ICPS et le SLS

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La structure est principalement composée de seize panneaux en alliage d'aluminium 2195. Alliage d’aluminium et de cuivre, le 2195 peut être soudé et résiste aux fractures à des températures cryogéniques. Il est 30% plus fort et 5% moins dense que l'alliage Al 2219 utilisé à l’origine pour les réservoirs externes des navettes spatiales.

A cause de ses dimensions, le LVSA doit tout d’abord être soudé en 2 cônes distincts, un avant (haut) et un arrière (bas). Le cône avant est le 1er à être réalisé avec ses 8 panneaux et 8 soudures verticales. Cette opération prend environ cinq semaines : 7 soudures sont tout d’abord réalisées puis lorsque les mesures des arcs en haut et en bas sont  correctement définies, la 8 ème soudure est opérée après découpe du dernier panneau. Ensuite, les 2 cônes sont reliés.

 

Les panneaux sont accouplés à l'aide d'un soudage par frottement conventionnel, tandis que les soudures circonférentielles des anneaux du sommet et du bas sont réalisées par un soudage dit en friction auto-réactive. Les anneaux en haut et en bas de l'adaptateur, également appelés brides, sont des points de fixation structurels vers d'autres parties du lanceur.

La bride inférieure sera boulonnée à la bride supérieure de l’étage central du lanceur tandis que la bride supérieure de l'adaptateur s'attachera avec un assemblage en joint frangible à l'ICPS. 

 

Une couche d’apprêt a tout d’abord été déposée en préparation de l'application de l’isolant de mousse qui protègera le LVSA de la chaleur due au frottement de l’air lors de l’ascension.

 

La mousse sera pulvérisée manuellement par 2 techniciens d’une part parce que l'équipement nécessaire pour faire de la pulvérisation automatique sur le LVSA au Marshall Space Flight Center est trop petit et d’autre part parce que  la mousse utilisée ici supporte mieux l’humidité et la température ambiantes ce qui ne nécessite pas l’utilisation d’une cabine climatisée.

 

Une fois ce travail accompli, le LVSA sera déplacé dans un autre bâtiment afin d’installer le joint frangible du cône supérieur, y réaliser quelques finitions intérieures puis l’ensemble sera chargé sur la barge Pégasus à destination de Cap Canaveral. (Voyage prévu l'été prochain).

 

Dans le VAB, le LVSA sera soulevé dans la High Bay 3 et fixé au corps central du SLS où les techniciens sur la plate-forme du niveau E fixeront les 360 boulons en circonférence sur lesquels le même principe de mousse isolante sera apposé. Puis viendra le temps de positionner l’ICPS sur la partie supérieure du LVSA et de le fixer au joint frangible.

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Le KSC pendant l’ouragan Irma

12 Septembre 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Au Centre spatial Kennedy, à Cap Canaveral, 120 personnes se sont installées pour attendre l'ouragan Irma et superviser certaines des plus importantes technologies spatiales du pays. Et cela inclut bien sûr le vaisseau spatial Orion en cours de construction.

 

« La capsule d'Orion, est ici », explique Brady Helms, analyste en gestion d'urgence de la NASA. « Nous avons aussi des parties du Space Launch System ... Quelques pièces de SpaceX ainsi que du matériel prêt à être acheminé vers la Station spatiale internationale ». 

Chaque fois qu'une tempête majeure frappe cette côte, les membres de l'équipe emmènent leurs brosses à dents et de la nourriture non périssable puis s'installent pour passer toute la durée de la tempête dans le centre de contrôle de lancement. Brady Helms sort de son deuxième ouragan au centre, avec des pompiers, des agents de sécurité, des experts en construction et des entrepreneurs responsables du matériel.

 

L'équipement le plus sensible est sécurisé dans des espaces climatisés. Le défi consiste à s'assurer que quel que soit ce qui se passe à l'extérieur, rien ne change à l'intérieur. 



« Humidité et température, c’est ce qui affecte le plus le vaisseau spatial » ajoute B. Helms.  « Pour la plupart des gens, si vous survivez à un ouragan et que vous perdez l'air conditionné pendant quelques jours, c’est une victoire. Pour le Centre spatial, c'est la pire des situations ».

 

Donc, avant l'arrivée de la tempête, une intense préparation s’engage pour reviser les générateurs et les systèmes de sauvegarde. Une fois la tempête terminée, une équipe prend le contrôle et évalue les dégâts. 

Ce travail de préparation commence bien avant l'arrivée de l'ouragan. Dans le cas d'Irma, certaines projections montraient l'ouragan remonter directement sur la côte spatiale, ce qui signifiait que le Kennedy Space Center était en alerte haute. Mais lorsque la trajectoire s’est déplacée vers l'ouest, le danger pour le centre est devenu moins grave, l'œil passant à plus de 160 km de distance. Mais Irma est une tempête massive, et le dimanche soir, Cape Canaveral connaissait encore des rafales de 60 km/h, avec des alertes aux tornades.

 

Le Centre de contrôle de lancement est entièrement sécurisé : Il est construit pour résister à une tempête de catégorie 5. (Le célèbre bâtiment d'assemblage des véhicules, VAB, cependant, a été endommagé par des ouragans auparavant, tout comme d'autres bâtiments au centre.) Il y a aussi beaucoup de nourriture et le personnel peut se doucher. 

Mais y passer quelques jours n'est pas vraiment confortable. « Par exemple », dit Helms, « le défi, c’est de trouver quelque endroit assez sombre pour dormir car le bâtiment est équipé de lumières de secours ». « Il n'y a pas beaucoup de choses à faire pendant la tempête » ajoute-t-il, « Certains membres de l'équipe regardent des films ou jouent à des jeux. La plupart garde un œil sur les rapports météorologiques ou passe leur temps à saisir des données ».

Brady Helms, Wayne Kee et John Cosat surveillent l'ouragan Irma du Centre des opérations d'urgence au Centre de contrôle de lancement du KSC

Brady Helms, Wayne Kee et John Cosat surveillent l'ouragan Irma du Centre des opérations d'urgence au Centre de contrôle de lancement du KSC

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Première mise à feu du module de service européen ESM

24 Août 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Le module de qualification de propulsion (PQM - Propulsion Qualification Module) est un module de test pour le système de propulsion d'Orion.

 

Actuellement, les ingénieurs d'Airbus, de l'ESA et de la NASA effectuent une campagne de test au NASA test facility de White Sands, Nouveau-Mexique. Bien que le PQM et ses quatre réservoirs de propergol ne verront jamais l'espace, c'est une étape importante dans le développement du programme Orion.

 

Les systèmes complexes doivent d'abord être testés et qualifiés sur Terre avant d'être utilisés comme matériel de vol dans l'espace. Le défi dans la fabrication des réservoirs d'essai est donc de satisfaire les nombreuses spécifications techniques, telles que la propreté, la compatibilité du carburant et l'étanchéité, qui s'appliqueront également au système de propulsion réelle.

 

Le modèle de vol aura 33 moteurs pour fournir la poussée nécessaire et manœuvrer le vaisseau spatial sur tous les axes. Le module d'essai est équipé de moins de moteurs, parmi lesquels un moteur réutilisé dont le dernier vol a eu lieu en 2011 sur la navette Atlantis (OMS-E: Orbital Maneuver System Engine). «Je suis ravi de voir ces premières mise à feu réussies», déclare Bas Theelen, directeur de programme Orion chez Airbus Space Systems, « C’est une étape importante, un énorme succès pour toute l'équipe et cela démontre parfaitement notre compétence en ingénierie. Mes félicitations à toute l'équipe, mais n'oublions pas que nous avons encore beaucoup d’essais à venir. ».

 

La campagne de test devrait être terminée fin 2017 voire début 2018.

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Première mise sous tension pour Orion EM-1

20 Août 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Se ruer au-delà de la Lune à une vitesse de 40 000 km/h pour une mission de trois semaines nécessite un processeur spatial capable de fonctionner avec une fiabilité garantie, dans un environnement aux rayonnements cosmiques élevés, à des dizaines de milliers de kilomètres dans l’espace profond, avec 480 millions d’instructions par seconde à exécuter pour des milliers de commandes et de séquences contrôlant des centaines de systèmes et de composants qui assurent la sécurité de l'équipage et la réussite de la mission.

 

Pour s'assurer que tout fonctionne comme prévu, le vaisseau spatial Orion destiné à la mission d’exploration 1 (Exploration Mission-1) a été mis sous tension avec succès pour la première fois cette semaine au Neil Armstrong Operations and Checkout Facility de la NASA en Floride.

 

« La procédure de mise sous tension initiale a permis de vérifier la santé et l'état des ordinateurs de base et des unités d'alimentation et d'information d'Orion et marque le début des tests critiques du sous-système de l'engin spatial pour nous préparer pour le vol » a déclaré Mark Kirasich, directeur du programme Orion de la NASA. « Notre équipe de test, l'équipement de soutien-sol et les systèmes de vol ont tous été remarquables pendant le test. C'est un jalon important pour Orion et pour nos plans d'exploration à long terme et à grande échelle. »

 

Au cours de ces essais initiaux, les ingénieurs et techniciens ont connecté les ordinateurs de bord aux unités de puissance et de données d'Orion pour s'assurer que les systèmes communiquent correctement entre eux afin d’acheminer convenablement les commandes de puissance et de fonction dans tout le vaisseau spatial pendant la durée du voyage. Lors du vol, Orion générera de l’énergie grâce à quatre panneaux solaires composés chacun d’environ 15000 cellules solaires capables d’alimenter huit maisons de trois chambres. Les unités d'alimentation et de données répartissent ensuite cette énergie à travers tout l'engin spatial.

 

« Les unités de puissance et de données de l'engin spatial et les ordinateurs de base continueront à subir d’autres tests supplémentaires au cours des 2 ou 3 prochains mois » a déclaré Rafael Garcia, responsable tests et vérifications du programme Orion au KSC.

Première mise sous tension pour Orion EM-1
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