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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Les cinq leçons à tirer du premier vol-test d'Orion.

19 Juin 2014

La raison pour laquelle les ingénieurs rongent leur frein pour la première mission d'Orion est la promesse de données cruciales lors de l’essai en vol qui pourront être appliquées à la conception de futures missions.

Orion n'a que deux possibilités d'essais avant que des astronautes montent à bord pour la première mission avec équipage en 2021. Ainsi, glaner le maximum d'informations possible à partir d’EFT-1 en décembre (et plus tard avec Exploration Mission-1 en 2017) est de la plus haute importance.

Voici donc les cinq points sur lesquels les ingénieurs vont porter le plus leur attention:

1 – La séparation du Launch Abord System (LAS): c’est une des principales raisons qui fait qu’Orion soit le vaisseau spatial le plus sûr jamais construit. En cas d'urgence, le LAS doit s’activer pour tirer le module d'équipage et les astronautes en l’emportant loin de la rampe de lancement et de la fusée en quelques millisecondes. Espérons que cela n’arrivera jamais et, puisqu'aucun équipage ne s’envolera sur EFT-1, ce système de sauvetage ne sera pas actif. Mais même si un lancement se déroule parfaitement, le largage du LAS doit lui aussi fonctionner parfaitement. S’il ne se fait pas après 6 minutes et 20 secondes de vol, il n'y aura pas d'atterrissage possible: le LAS protège le module d'équipage lors de la montée mais pour ce faire, il bloque aussi les parachutes qui permettent l'amerrissage d’Orion en toute sécurité. La séparation du LAS n'est que la première des 17 séparations ou largages qui doivent se produire exactement comme prévu pour que la mission soit couronnée de succès.

Ci-dessous le LAS

Les cinq leçons à tirer du premier vol-test d'Orion.

2 – Le déploiement des parachutes: pour EFT-1, Orion se rendra à 6000Km au-dessus de la Terre de sorte que sa vitesse de rentrée atmosphérique sera de l’ordre de 32 000 Km/h. Avant qu’il n’amerrisse dans l'océan Pacifique, il doit ralentir sa vitesse de 1000 fois, soit une trentaine de Km/h. L'atmosphère de la Terre fait sa part de travail dans le freinage mais les chances de réussite d’amerrissage reposent sur le système de parachutes – composé de deux parachutes stabilisateurs (drogue parachutes) et trois principaux (massive mains parachutes) couvrant à eux 3 quasiment la surface d’un terrain de football. Aussi ont-ils été testés sur Terre: des versions d'essai d'Orion ont été parachutées avec une multitude de scénarios de défaillance programmés dans la séquence de déploiement des parachutes, de telle sorte que tous les problèmes éventuels soient comptabilisés. Mais le grand nombre de problèmes qui pourraient survenir indiquent la complexité du système - chaque parachute doit se déployer au moment exact, s’ouvrir au moment exact et être désolidarisé au moment exact. Et aucun test sur Terre ne peut exactement simuler ce que le vaisseau va vraiment rencontrer à son retour de l'espace.

Ci-dessous, un test des parachutes.

Les cinq leçons à tirer du premier vol-test d'Orion.

3 – Le bouclier de protection thermique: Avant même le déploiement des parachutes, Orion doit traverser l’atmosphère en toute sécurité. La raison pour laquelle Orion ira si loin et reviendra si vite est de donner au bouclier thermique « une bonne séance d'entraînement » : l'idée est de se rapprocher le plus possible des températures qu’Orion éprouverait lors d'un retour de la planète Mars. A la vitesse à laquelle il arrivera, la température devrait atteindre près de 2200° Celsius. A cette même température, un réacteur nucléaire fond. Placé entre le module de l'équipage et toute cette chaleur se trouve un matériau, l’Avcoat, ne dépassant pas 1,6 cm d’épaisseur et conçu pour se désintégrer plutôt que de transférer les températures vers Orion. Environ 20% de cet Avcoat sera érodé pendant le voyage de la sonde vers la Terre et même si ce n'est pas la première fois que ce matériau sera utilisé, avec ses 5 mètres de diamètre, le bouclier thermique d'Orion est le plus grand jamais construit. Les techniciens ont remplis d’Avcoat chacune des 320 000 cellules en nid d'abeilles qui composent la structure du bouclier, à la main, puis l’ont usiné très précisément.

Ci-dessous, le bouclier d'Orion.

Les cinq leçons à tirer du premier vol-test d'Orion.

4 – Les niveaux de radiation: Voyager 15 fois plus loin dans l'espace que la Station spatiale Internationale mettra Orion au-delà de la protection contre les rayonnements offerte par l'atmosphère terrestre et le champ magnétique. En fait, la majorité d’EFT-1 aura lieu à l'intérieur des ceintures de Van Allen, c’est à dire des nuages ​​de rayonnement lourd qui entourent la Terre. Aucun vaisseau spatial construit par l'homme n’a traversé les ceintures de Van Allen depuis les missions Apollo, et même ceux qui l’ont fait ne s’y sont pas attardés. Les futurs équipages n'ont pas l'intention de passer plus de temps que nécessaire à l'intérieur de ces ceintures, soit, mais de longues missions vers l'espace lointain les verront exposés à plus de rayonnement que tout astronaute ait pu déjà subir avant. Prolongé le séjour d'EFT-1 dans les ceintures de Van Allen offre une occasion unique de voir comment la protection d'Orion se comportera. Des capteurs enregistreront le pic de rayonnement au cours du vol, ainsi que les niveaux.

Ci-dessous,2 représentations de la ceinture de Van Allen.

Les cinq leçons à tirer du premier vol-test d'Orion.
Les cinq leçons à tirer du premier vol-test d'Orion.

5 – La fonction informatique : L'ordinateur d'Orion est le premier de son genre à voler dans l'espace. Il peut traiter 480 millions d'instructions par seconde : c'est 25 fois plus rapide que les ordinateurs de la Station Spatiale Internationale, 400 fois plus rapide que les ordinateurs de la Navette Spatiale et 4000 fois plus rapide que ceux d’Apollo. Mais pour opérer dans l'espace, il doit être capable de gérer la chaleur et le froid extrêmes, le rayonnement lourd et les vibrations intenses lors des lancements, arrêts prématurés et amerrissages. Et tout cela sans une seule erreur. Le redémarrage de l'ordinateur ne prend que 15 secondes: tout çela peut paraître rapide comme l'éclair par rapport à votre PC mais vous couvrez beaucoup de terrain en 15 secondes lorsque vous êtes a bord d’une fusée…

Ci-dessous, un ordinateur ...

Les cinq leçons à tirer du premier vol-test d'Orion.

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