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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Orion Artemis 1 est à mi-chemin de ses deux mois de tests de vide thermique à Plum Brook Station

2 Février 2020 , Rédigé par De Martino Alain

Les tests vérifient non seulement que la conception du vaisseau spatial répond aux exigences, mais que les données collectées aident à calibrer les modèles analytiques de la façon dont la structure réagit aux conditions thermiques en vol et comment le système de contrôle thermique du vaisseau spatial réagit et à son impact sur la consommation d'énergie globale. Des tests fonctionnels ont déjà été effectués à deux points d'équilibre thermique froid, les tests actuels sont effectués à un point d'équilibre chaud.

Au début du test, l'intérieur de l'engin spatial a été dépressurisé à des conditions proches du vide pour évaluer les performances du système en condition d'urgence. 

« Le test se déroule de manière fantastique », a déclaré Mark Kirasich, directeur du programme Orion de la NASA. « 27 jours se sont écoulés depuis le début et grâce à quelques étapes franchies plus rapidement que prévu, nous terminerons probablement quelques jours plus tôt que les 63 jours attribués ».

Orion est enfermé dans un carénage cryogénique et un système de flux de chaleur pour refroidir et chauffer différentes parties de l'engin spatial et la chambre est vidée jusqu'à environ 3 × 10 -6  Torr* pour simuler les conditions de vide observées dans l'espace.

*Le Torr ou millimètre de mercure est indexé sur la pression atmosphérique normale : 1 bar correspond à 750 Torr. Ici, 3 × 10 -6  Torr correspond  à 4 × 10 -9 bar soit 0,000004 millibar.

« Nous sommes allés à deux différents points de froid fixés », a déclaré Kirasich. « La première consistait à simuler ce à quoi le véhicule se trouverait le plus souvent exposé, là où l’arrière de l'engin spatial est dirigée vers le Soleil et toutes les autres surfaces orientées à un certain degré vers l'espace lointain.»

Cette descente a duré 9 jours avant que la température sur le véhicule se stabilisent. Il y a environ un millier de transducteurs de température et chacun possède quatre ou cinq ensembles de critères. Au rythme de moins d’un degré de refroidissement par heure, chaque étape collecte des données et les enregistre, permettant de créer un modèle thermique. Et une fois le point froid atteint, il a été procédé à une vérification complète du vaisseau, tant sur les communications que sur les systèmes de propulsion, les pompes de refroidissements de l’avionique, etc.

Les premiers résultats montrent que certaines parties du véhicule réagissent un peu plus lentement que les modèles l'avaient prédit, alors que d'autres parties réagissent plus rapidement. Cela permet de mettre à jour les modèles de consommation d'énergie.

Le deuxième point d’équilibre froid a consisté à éteindre les radiateurs simulant le Soleil. La conséquence fut que la température du vaisseau spatial est encore descendue et la même collecte de données a repris jusqu’au 2ème point froid. Et Mark Kirasich de reprendre « Tout au long du test, c'était incroyable, le véhicule a été superbement performant ».

Un fois ces 2 tests terminés, le système de flux de chaleur a été réactivé pour atteindre un point thermique chaud extrême. Les mêmes données ont été récoltées jusqu’au niveau le plus chaud, c’est-à-dire lorsque les transducteurs ne changent plus d’état. Et à ce moment-là, on recommence les vérifications complètes du vaisseau.

Dans les jours à venir, la dernière étape consistera à refroidir de nouveau Orion au deuxième point froid puis le repressuriser. Dès lors, les conduites deviendront très froides à cause de l’expansion des gaz et cela permettra de s’assurer que toute la plomberie fonctionne, que rien ne gèle, rien ne s'arrête dans cette situation extrême.

Tout au long de ces différents essais, Orion restera sous tension. Il fonctionnera donc durant environ 1500 heures.

Une fois les tests thermiques terminés, la chambre sera reconfigurée pendant quelques semaines pour effectuer des tests d'inférence et de compatibilité électromagnétique (EMI / EMC - ElectroMagnetic Inference / Compatibility).

A la suite de cela, Orion retournera au KSC pour la suite des préparatifs…

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