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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Ingénieurs et techniciens terminent l'installation du bouclier thermique arrière.

21 Août 2014 , Rédigé par De Martino Alain

Les ingénieurs et les techniciens du Centre Spatial Kennedy ont terminé l'installation de la protection thermique en forme de cône sur les côtés du module Orion. Ce cône est composé de 970 tuiles noires qui devraient vous être très familières : ce sont les mêmes tuiles qui ont protégé le dessous des navettes spatiales lors de leur retour sur Terre.

Mais les navettes spatiales n’entraient dans l’atmosphère qu’a une vitesse de 27000 Km/h alors qu’Orion, lui, reviendra à 32000 Km/h lors de ce premier vol. Plus vite un engin spatial entre dans l'atmosphère, plus il dégage de chaleur. Ainsi, bien que la température la plus chaude qu’aient pu subir les tuiles d’une navette fût de l’ordre de 1260°C, Orion pourrait devoir supporter jusqu’à 1700°C, même si ces tuiles se situent dans une région qui subit moins de chaleur.

Et cette dernière n'est pas la seule inquiétude. Dans l'espace, Orion sera vulnérable à l'assaut régulier de micros débris orbitaux. Bien qu'ils soient très petits, donc difficiles à repérer et à éviter, ces débris peuvent faire de gros dommages sur un engin spatial comme, par exemple, frapper une des tuiles du cône arrière. Et, au-dessous de ces tuiles, la structure du véhicule ne doit pas dépasser les 150°C. Alors, si un débris endommage une tuile, la chaleur entourant le véhicule pendant la rentrée pourrait s’immiscer dans le trou, nuisant sans aucun doute au véhicule.

Ingénieurs et techniciens terminent l'installation du bouclier thermique arrière.
Ingénieurs et techniciens terminent l'installation du bouclier thermique arrière.
Ingénieurs et techniciens terminent l'installation du bouclier thermique arrière.

Les dommages par débris peuvent être réparés dans l'espace avec des techniques mises au point à la suite de l'accident de Columbia. Mais l'environnement qu'Orion connaîtra est différent de ce que la navette supportait et les vieux modèles ne peuvent s’y appliquer.

Alors, avant d'installer la protection arrière, les ingénieurs ont pratiqués quelques petits trous longs et fins dans deux tuiles pour imiter ce genre de dommage. Chaque trou fait environ 2,5 cm de large, un des trous fait 3.6 cm de profondeur et l’autre 2,5. Les deux tuiles font 3.7 cm d’épaisseur et se trouvent du côté opposé aux hublots et aux RCS (Reaction Control System).

« Nous voulons connaitre quelle quantité de gaz chaud entre dans le fond de ces cavités » a dit Joseph Olejniczak du Ames Research Center. « Nous avons des modèles qui estiment quelle chaleur est supportable pour un vol en toute sécurité mais avec les données que nous allons rassembler grâce a ces tuiles modifiées, nous ferons de nouveaux modèles d’une plus grande exactitude.”

Une meilleure compréhension de l'environnement lors de la rentrée atmosphérique sur les dommages éventuels causés au bouclier permettra des décisions futures pour une réparation dans l'espace, en cas de nécessité.

Ci-dessous, les tuiles percées.

Ingénieurs et techniciens terminent l'installation du bouclier thermique arrière.

Quelques photos du montage d'une partie du bouclier arrière.

Ingénieurs et techniciens terminent l'installation du bouclier thermique arrière.
Ingénieurs et techniciens terminent l'installation du bouclier thermique arrière.
Ingénieurs et techniciens terminent l'installation du bouclier thermique arrière.
Ingénieurs et techniciens terminent l'installation du bouclier thermique arrière.
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Premières poses des tuiles de protection thermique.

19 Août 2014 , Rédigé par De Martino Alain

À l'intérieur l’O&C Building au Centre Spatial Kennedy des techniciens revêtus de tenues aseptisées ont installé un panneau de tuiles en forme de coquille sur le module d'équipage d’Orion et vérifient son ajustement.

Premières poses des tuiles de protection thermique.

Déjà, en juillet, l'équipe avait vérifié avec succès l'ajustement de certains panneaux sur la coque arrière avant leur installation finale en Août.

Premières poses des tuiles de protection thermique.
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Le saviez-vous ?

9 Août 2014

L'ordinateur principal d'Orion est le plus rapide de tous les véhicules spatiaux : 4000 fois plus rapide que celui d’Apollo, 400 fois plus rapide que ceux de la Navette Spatiale et 25 fois plus rapide que ceux de l’ISS.

Le saviez-vous ?

Orion est conçu pour fonctionner de manière autonome pendant 6 mois. Il peut transporter suffisamment de consommables et de support-vie pour un équipage de 4 à 21 jours. Pour les missions plus longues, Orion sera jumelé à un propulseur supplémentaire et à des modules d'habitation.

Le saviez-vous ?

Le vaisseau spatial Orion est conçu pour accueillir des astronautes dont la taille peut varier de 1,25 à 1,98 mètres. C’est une gamme conçue pour 99% des adultes et la plus importante de tous les projets spatiaux américains.

Le saviez-vous ?

Orion se rendra sur Mars à l’aide d’un plus gros véhicule qui comprendra une partie habitation supplémentaire et des modules de propulsion. Un aller-retour Terre-Mars est de l’ordre de 113 millions de Kilomètres.

Le saviez-vous ?

Convertir la puissance des moteurs du LAS (Launch Abort System) équivaudrait à alimenter 13000 foyers pendant 24 heures.

Le saviez-vous ?

Les leçons tirées des programmes Apollo et Shuttle ont été intégrées dans la conception d'Orion: ce vaisseau est 10 fois plus sûr que la navette spatiale.

Le saviez-vous ?

La coque arrière d’Orion possède 970 tuiles qui peuvent résister à des températures allant jusqu'à 1730°C.

Le saviez-vous ?

De retour de Mars, la rentrée atmosphérique d'Orion se fera à la vitesse de 47 000 Km/h soit 50 fois la vitesse d'un avion de ligne.

Le saviez-vous ?

En cas d'urgence, Orion peut fournir une atmosphère respirable pour les astronautes pendant 144 heures.

Les astronautes pouvant s'aventurer loin dans l'espace, le temps qu'il faut pour un retour d'urgence peut varier de moins d'une heure en orbite terrestre basse à plusieurs jours aux alentours de la lune.

Orion est donc prévu pour maintenir un système de pression positive et réguler la température, fournissant un environnement adapté aux membres d'équipage, pour une durée maximum de 144 heures soit 6 jours.

Le saviez-vous ?

Le récepteur GPS d'Orion peut résister à tout rayonnement et se verrouiller sur les satellites GPS en 8 secondes.

Le saviez-vous ?
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URT (Underway Recovery Test) 2: les images

6 Août 2014

Test de récupération en haute mer n° 2 (URT 2).

Les marins du navire de transport amphibie USS Anchorage et les plongeurs de la Marine Américaine, secondés par des membres de la NASA ont participé au deuxième test de recouvrement de la capsule Orion en utilisant une méthode de récupération de type « well deck », c'est-à-dire grâce au pont d’un navire situé sous la ligne de flottaison.

"Nous avons beaucoup appris au sujet du matériel, réuni des données intéressantes et les objectifs ont été atteints» a déclaré Mike Generale. "Nous avons réussi à mettre Orion à la mer et le ramener en toute sécurité plusieurs fois. Nous sommes prêts à passer à la prochaine étape de nos essais qui consistera en une simulation d'amerrissage complète".

Les membres de l'équipe de récupération se rassemblent autour de la version d'essai d'Orion avec l'USS Anchorage en attente, en arrière-plan.

URT (Underway Recovery Test) 2: les images
URT (Underway Recovery Test) 2: les images
URT (Underway Recovery Test) 2: les images
URT (Underway Recovery Test) 2: les images
URT (Underway Recovery Test) 2: les images
URT (Underway Recovery Test) 2: les images
URT (Underway Recovery Test) 2: les images
URT (Underway Recovery Test) 2: les images

Un autre moyen de hisser Orion a bord en cas d'urgence ou d'impossibilité par le "well deck".

URT (Underway Recovery Test) 2: les images
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Orion n'est pas tout à fait prêt pour son lancement mais on lui fait croire qu'il a déjà volé six fois !

5 Août 2014

Depuis qu’il a été empilé sur son module de service en juin, le véhicule a été soumis à une série de tests destinés à vérifier que tous les systèmes travaillent par leurs propres moyens, dans leur propre configuration et qu'ils travailleront de concert comme une simple unité fonctionnelle durant le vol.

Et la meilleure façon de le faire est de tromper le véhicule en lui faisant croire qu’il est en vol, de sorte qu'il réalise exactement les mêmes fonctions que lorsqu'il sera appelé à exercer son vol réel en décembre.

Pour s'assurer qu’Orion l’exécutera avec succès, l’équipe, ici sur le terrain veut d’ors et déjà supprimer tout bug. « Nous avons des unités de simulation au sol qui font croire au véhicule qu’il est quelque part mais sans y être réellement » a déclaré Scott Wilson, directeur des opérations de production pour Orion. « Nous fournissons des coordonnées GPS, des commandes et des données qui simulent le vol : par exemple, nous simulons le largage du LAS (Launch Abort System), la pression de l'air sur les sondes de mesure. Nous faisons en sorte que le véhicule pense qu’il est en vol ».

Pour ce faire, les ingénieurs et techniciens qui ont construit Orion sont en mesure de vérifier que le véhicule subit des événements qu'il est prévu de rencontrer en vol et qu’il réagit de manière appropriée. Les simulations ne sont pas un substitut pour le vol spatial mais elles sont aussi proches que possible.

Ci-dessous, Les contrôleurs de vol travaillent sur une simulation de panne lors du retour sur Terre d’Orion.

Orion n'est pas tout à fait prêt pour son lancement mais on lui fait croire qu'il a déjà volé six fois !

«C'est notre première opportunité de voir le comportement réel de l'engin » a déclaré le directeur de vol Mike Sarafin. « Vous pouvez concevoir quelque chose sur le papier ou dans un laboratoire, mais jusqu'à ce que vous mettiez tout cela ensemble et voyiez comment cela fonctionne, vous n’avez seulement qu’une idée de ce à quoi cela ressemble. Lorsque vous testez le système en réel, vous voyez vraiment ce qu'il se produit. »

En tant que directeur de vol d’EFT-1, Sarafin a suivi les essais avec un intérêt particulier. Avec son équipe de contrôle de vol, qui sera chargé de superviser le vol à partir du Centre de Contrôle de Mission au Johnson Space Center à Houston, il a également utilisé ces essais comme une occasion de tester ses propres compétences.

Ils ont débuté par une simulation de vol sans problème puis ils ont commencé à ajouter des incidents à traiter lors des tests suivant. Comme ce vol sera une première, les contrôleurs doivent être préparés si les choses tournent mal : si Orion ne se sépare pas automatiquement de son étage de propulsion avant la rentrée atmosphérique, que se passera-t-il? Si le rayonnement élevé des ceintures de Van Allen plante l'avionique, que deviendra Orion, et comment l’équipe de contrôle de vol se comportera-t-elle?

Pour cela, ils ont testé des dizaines de scénarios de défaillance. « ils nous ont aidés à comprendre non seulement la sonde elle-même mais aussi la composante au sol», a déclaré Sarafin. « Les deux doivent travailler ensemble et avec ces tests, nous sommes confiant d’être en mesure de le faire. »

En tout, le véhicule, ses ingénieurs, techniciens et l'équipe de contrôle de vol ont réalisé six simulations de missions - une nominale et cinq avec diverses pannes. A travers tout cela, Sarafin et Wilson ont conclu qu’à la fois Orion et les équipes ont bien travaillé, ce qui leur donne la confiance nécessaire pour passer à la prochaine étape de la construction d'Orion: la coque arrière.

Les tuiles de protection thermique noires de la coque d'Orion sont quelques-uns des derniers éléments qui restent à être ajoutés avant que le module d'équipage ne soit au complet.

En effet, ces installations auraient bloqué l'accès aux systèmes qui auraient pu avoir besoin de réparations au cours de ces dernières semaines de tests. L'équipe va donc maintenant ajouter la coque arrière et le FCB (Forward Bay Cover) avant de commencer une prochaine série de tests.

Ci-dessous, les astronautes Doug Hurley et Rex Walheim examinent Orion et une partie des tuiles noires qui seront installées sur l’engin, maintenant que les premiers tests sont terminés.

Orion n'est pas tout à fait prêt pour son lancement mais on lui fait croire qu'il a déjà volé six fois !
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31 juillet: préparatifs pour un nouveau test de récupération en haute mer.

3 Août 2014

La NASA et son maître d'œuvre Lockheed Martin se sont associés avec l'US Navy et le « Defense's Human Space Flight Support Detachment 3 » afin de tester les techniques de récupération d’Orion après son amerrissage au cours d'un 2ème essai appelé URT 2 (Underway Recovery Test) du 1er au 4 août, au large de la côte de San Diego, en Californie. URT 2 reprendra là où URT 1 s'est arrêté: au cours de ce premier test en Février, les conditions en mer n’ont pas permis de terminer l’activité avant que tous les objectifs ne soient atteints. Depuis, l'équipe a travaillé sur des concepts leur permettant de récupérer Orion en toute sécurité en dépit de ces conditions.

« Au cours de ce test, l'équipe étudiera d'autres procédures et méthodes de récupération » a déclaré Mike Generale, directeur des opérations de récupération d'Orion et directeur des essais de recouvrement au Centre Spatial Kennedy en Floride. « L'un des objectifs est d'avoir une procédure principale et une autre secondaire de récupération du module ».

Les données recueillies au cours d’EFT-1 auront une influence sur les décisions de conception, de validation des modèles informatiques existants et des approches novatrices en matière de développement des systèmes spatiaux ainsi que sur les réductions des risques et des coûts pour les vols ultérieurs. Pour tout cela, la récupération du véhicule est primordiale, et ces essais permettront à la NASA, combinée avec Lockheed Martin et la marine américaine, de travailler et de se roder ensemble.

Pour URT 2, Orion sera chargé sur le pont de l’USS Anchorage et l'équipe se rendra au large de la côte de San Diego, à la recherche de conditions de mer répondant aux besoins du test. De nouveaux équipements de support développés pour URT 2 accompagneront le véhicule. Ce nouveau matériel comprend un système de coussin d'air et un collier de répartition de charge autour du module. Le laboratoire des prototypes au KSC a aussi conçu un nouveau dispositif appelé « Line Load Attenuation Mechanical Assembly (LLAMA) » qui limite les forces qui sollicitent les amarres tandis qu’Orion est guidé vers le pont du navire.

Ces amortisseurs de tension, une sorte d’amortisseur en caoutchouc que les marins utilisent pour tendre leurs amarres, seront également testés. Au cas où la mer soient trop importante pour fixer le module de l'équipage dans son berceau de récupération ou qu’une récupération en urgence soit nécessaire, une sorte de natte en caoutchouc déposée sur le pont du navire a été développé et est parée à l'emploi à tout moment.

Ci-dessous, un exemple de tendeur d'amarrage.

31 juillet: préparatifs pour un nouveau test de récupération en haute mer.

Un harnais de levage sera également sur place pour la récupération avec la grue. « Chacune des nouvelles pièces sera évaluée sur ses capacités et les meilleures solutions seront testées pendant URT 3 en Septembre pour mettre en valeur leurs limites et leur aptitude à EFT-1 en Décembre » a déclaré Generale.

Tous ces tests aident la NASA dans la récupération d’Orion en toute sécurité car ils permettent à l'équipe de comprendre comment s’ajuster aux différentes conditions de mer et aux scénarios d'urgence.

Ci-dessous, a la base navale américaine de San Diego en Californie, Orion et son support sont fixés sur le pont de l'USS Anchorage le 29 Juillet 2014 pour le 2ème test de récupération en haute mer.

31 juillet: préparatifs pour un nouveau test de récupération en haute mer.
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