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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

La NASA évalue un lancement éventuel du PPE du Deep Space Gateway lors d'EM-2

14 Février 2018 , Rédigé par De Martino Alain

La NASA a attribué fin novembre 2017 de multiples contrats à l'industrie américaine pour réaliser une étude détaillée du PPE (Power Propulsion Element) qui serait la première pièce du DSG (Deep Space Gateway) opérant dans l'espace Cislunar. Un montant total d'environ 2,4 millions de dollars a été réparti entre Boeing, Lockheed Martin, ATK Orbital, Sierra Nevada Corporation et Space Systems / Loral.

120 jours d’études sont alloués à chaque participant, ce qui devrait nous amener à début mars 2018 pour les résultats finaux.

Le concept actuel du PPE, en particulier l'utilisation de la propulsion électrique solaire (SEP), est largement dérivé du travail conceptuel et de la R&D de l'ARRM (Asteroid Redirect Robotic Mission), mission annulée depuis mais qui avait été dimensionnée avec un système SEP de grande puissance. 

Le PPE serait donc dirigé grâce à la propulsion électrique solaire -SEP- pour ses manœuvres et un système de propulsion hypergolique pour le contrôle d'attitude. Les réservoirs pour la SEP qui utiliserait du xénon et le système de contrôle d'attitude seraient rechargeables. 

Il comprendrait également deux ports d'ancrage IDSS (International Docking Standard) à chaque extrémité et gérerait aussi l'alimentation et les communications pour le DSG. 

La masse au lancement du PPE sur EM-2 est de 7500 kg, ce qui comprend le matériel de fixation de la charge utile et un minimum de 1200 kg de Xénon dans un réservoir pouvant en contenir 2000 kg.

A ce stade, le DSG n'est qu'un concept à étudier, pas un nouveau programme spatial. La NASA n'a pas officiellement proposé la mission dans un cycle budgétaire annuel du gouvernement fédéral américain et par rapport à d'autres programmes de plusieurs milliards de dollars dans le portefeuille de la NASA, seule une petite somme d'argent est engagée pour des études conceptuelles comme celles-ci. 

La proposition actuelle est donc le lancement du PPE sur EM-2 en 2020, un module d’habitation emporté par Orion sur EM-3 et un module avec sas par EM-5. Tout ce qui est logistique à suivre serait desservi à la fois par le privé et en « co-charge utile » avec le SLS/ Orion.

EM-2 devrait être lancé en utilisant l'un des premiers véhicules SLS Block 1B. Le PPE volera comme « co-charge utile » au-dessus de l'Exploration Upper Stage (EUS), sous Orion. Afin d'atténuer les risquent d’un premier vol, Orion restera en orbite terrestre pendant près de 24 heures avant de contourner la Lune. Pendant ce temps, l'EUS placera le PPE sur une trajectoire trans-lunaire qui lui permettra de s'introduire en orbite lunaire tout en disposant de l'EUS pour sa sécurité.

Cette séquence est appelée Multi Translunar Injection (MTLI).

Après une première orbite, l'EUS se rallumera pour élever l'apogée permettant une période d'environ 24 heures. Orion se séparera alors pour rester dans cette orbite terrestre élevée pour un contrôle étendu des systèmes par son équipage. Après un jour en orbite terrestre, Orion effectuera sa propre mise à feu en TLI pour se placer sur une trajectoire de «retour libre» qui fera une boucle unique autour de la Lune et un retour sur Terre. ​​​​​​​

Peu de temps après qu'Orion se soit séparé, l'EUS se remettra en fonction une dernière fois pour sa TLI avec le PPE pour se placer sur une trajectoire lunaire polaire. Six jours plus tard, le véhicule survolera l'un des pôles lunaires à une altitude d'environ 500 kilomètres sur une trajectoire d'évacuation hyperbolique hors du système Terre-Lune. Mais afin d’éviter que le duo ne s'échappe du système Terre-Lune, une mise à feu des RCS du PPE devra être effectuée environ 12 heures après la TLI.

Ce premier essai de RCS permettra de valider le système car le SEP devra réaliser plusieurs manœuvres afin de s’insérer dans l’orbite NRHO pendant environ 22 jours.

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