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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Le simulateur de l'adaptateur du module d'équipage arrive à Plum Brook Station

26 Juin 2015 , Rédigé par De Martino Alain

Cet adaptateur réalisé au Kennedy Space Center en Foride reliera la vaisseau Orion au module de service construit par l'ESA.

Une fois uni au module de service, l'ensemble subira des tests d'acoustique et de vibrations mécaniques qui simulent le bruit et les secousses qu'il devra endurer au sommet du SLS.

Les tests débuteront plus tard cette année.

Ci-dessous, le déchargement de l'adaptateur.

Le simulateur de l'adaptateur du module d'équipage arrive à Plum Brook Station
Le simulateur de l'adaptateur du module d'équipage arrive à Plum Brook Station
Le simulateur de l'adaptateur du module d'équipage arrive à Plum Brook Station
Le simulateur de l'adaptateur du module d'équipage arrive à Plum Brook Station
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La NASA se prépare à tester le module de service européen d’Orion

18 Juin 2015 , Rédigé par De Martino Alain

Fin juin, une version-test du module de service d’Orion fournie par l’ESA devrait arriver au Glenn’s Plum Brook Station de la NASA à Sandusky dans l’Ohio afin d’y subir une série de tests.

« Le module de service est le cœur des futures missions réussies dans le système solaire » a déclaré Joel Kearns, directeur du Bureau d'intégration de l'ESA pour le programme Orion. « Il contient l'air, l'azote et l'eau pour l’équipage, les piles et les panneaux solaires pour la production d'énergie, il est donc un élément essentiel de l'engin spatial. »

Glenn’s Plum Brook Station, Ohio

Glenn’s Plum Brook Station, Ohio

Le développement et la fabrication du module de service se fonde sur de nombreuses années de coopération entre l’ESA et la NASA pour la Station Spatiale Internationale. L'ESA assure donc sa part des coûts opérationnels de soutien pour la station spatiale et renforce sa coopération internationale avec Orion.

Le module de service cylindrique est réalisé en alliage aluminium - lithium d'environ 4 mètres de hauteur et 5 mètres de diamètre. Une fois déployé, les panneaux solaires mesureront environ 19 mètres.

Il est construit et développé par Airbus D&S à Brême, en Allemagne qui profitera de la technologie développée pour l’ATV qui a ravitaillé 5 fois l’ISS entre 2008 et 2015.

La NASA a aussi fourni à Airbus un OMS (Orbital Maneuvering System), moteur de manœuvre spatiale issu d’une navette, qui va pouvoir être modernisé et intégré dans le module de service. Ce moteur qui volera sur EM-1 a déjà volé sur 19 missions de navette et a effectué 89 allumages.

Pour compléter le module de service, Lockheed Martin construira un adaptateur module d'équipage – module de service (crew module adaptor), trois panneaux de carénage qui protègeront le module de service lors du lancement (spacecraft adaptor jettisoned panels) et un second adaptateur qui reliera le module de service au SLS (spacecraft adaptor)

La vaisseau Orion avec ses différents modules

La vaisseau Orion avec ses différents modules

Fin juin, une version-test de l'adaptateur de module d'équipage en cours de construction par Lockheed Martin arrivera dans l'Ohio pour des tests, suivi par une maquette structurelle du module de service de l'ESA en Octobre. Ils seront testés ensemble sur une grande table de vibration qui peut simuler l’acoustique d’un lancement et les vibrations mécaniques.

Ci-dessus, la maquette de l'adaptateur de module d'équipage en cours de construction.

Ci-dessus, la maquette de l'adaptateur de module d'équipage en cours de construction.

 « Nous testons une pièce à la fois pendant l’intégration afin de vérifier nos modèles, déterminer comment le véhicule répond, ajuster au besoin et effectuer des essais supplémentaires si nécessaire » a déclaré Kearns. La campagne d'essais se passera la majeure partie de l'année 2016. 

La table de vibrations

La table de vibrations

Une fois terminé, les modules assemblés seront envoyés chez Lockheed Martin à Sunnyvale, en Californie, où matériel et logiciel seront intégrés ensemble avant de subir d’autres tests structurels. Ils permettront aux ingénieurs de s’assurer que le matériel de vol est correctement construit et respecte les exigences de sécurité de la NASA.

Le module de service définitif pour EM-1 arrivera aux États-Unis en Janvier 2017 et sera envoyé directement au Centre Spatial Kennedy en Floride pour son intégration avec le reste de l'engin spatial Orion.

L'ensemble EM-1 ainsi constitué sera alors expédié à Plum Brook Station pour les essais environnementaux qui devront qualifier le véhicule pour le vol, puis sera retourné au Kennedy Space center pour le traitement avant lancement.

Mise à jour, 24 juin: arrivée de l'adaptateur du module d'équipage à Plum Brook Station.

Mise à jour, 24 juin: arrivée de l'adaptateur du module d'équipage à Plum Brook Station.

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Le travail sur le bouclier thermique commence à Langley…

10 Juin 2015 , Rédigé par De Martino Alain

Tous ceux qui suivent ce blog savent qu’après les premières analyses effectuées au centre Marshall, le bouclier thermique a été transporté au NASA Langley Research Center à Hampton en Virginie pour des tests complémentaires.

Ci-dessous, techniciens et ingénieurs du Marshall Space Center travaillent ensemble pour retirer le bouclier de la fraiseuse et l'installer sur une remorque en vue de son expédition à Langley.

Arrivé à Langley, le bouclier thermique ressemble à la moitié inférieure d'une petite soucoupe volante - un « bol » peu profond de seulement 5 mètres de diamètre.

Il a été désolidarisé de son support de transport et est maintenant entre les mains des ingénieurs pour des tests post-vol d’impact dans l’Hydro Impact Basin de Langley. Le but étant de faire des prochains Orion, des vaisseaux dignes de transporter des astronautes en toute sécurité.

Le travail sur le bouclier thermique commence à Langley…

Pendant le reste de l'année, les ingénieurs vont donc intégrer le bouclier thermique sur une maquette d'Orion. Puis au printemps, ils envisagent d'installer deux mannequins « crash-test » à l'intérieur du module et mener 8 essais d’impact sur l'eau dans le bassin du centre. L'objectif est de sécuriser l’amerrissage des astronautes qui reviendront des futures missions spatiales.

« Il y a beaucoup de facteurs qui influent sur les conditions de l'amerrissage en termes de vitesse du vent et de type de vagues » a déclaré l'ingénieur en chef Jim Corliss. «Chaque vague a sa propre pente qui affecte les contraintes que le module d'équipage doit supporter. »

L’équipe va d'abord lancer ce qu’on appelle une « méthode de Monte-Carlo » c’est-à-dire un algorithme de calcul qui prend en compte toutes les variables de vagues, de vitesse du vent et de descente en parachute suivant la pression atmosphérique. Ensuite, ils mettront le vaisseau à l'épreuve. Le retour de la capsule en décembre se fit dans des conditions parfaites mais à l’avenir, ces conditions peuvent ne pas être les mêmes…

« Par exemple, s’il amerrit comme lorsqu’on fait un plat sur le ventre, vous pouvez imaginer qu’il se produit beaucoup de contraintes dans la structure et pour l'équipage » a déclaré Corliss. « Dans d'autres cas, s’il amerrit violement à haute vitesse horizontale, puis plonge à 10 mètres sous l'eau, il se produira beaucoup de pression sur la structure ».

Mais intégrer le bouclier à Orion est un processus ardu qui comprend l'installation de suffisamment d'instruments pour collecter plus de 525 canaux de données.

Le travail sur le bouclier thermique commence à Langley…

Alors que ce bouclier thermique s’est «extrêmement bien tenu» pour EFT-1, la mission EM-1 en 2018 à bord du Space Launch System utilisera une version améliorée du bouclier thermique.

Le vieux bouclier, par exemple, a été construit à l'aide de petites alvéoles minutieusement remplies à la main avec un matériau thermique appelé Avcoat. Mais pour la version EM-1 de plus grandes « briques » d’Avcoat seront utilisées comme couche thermique qui, de plus feront gagner plus de 450 kg au vaisseau. Le résultat sera plus solide, plus léger et capable de résister à des températures plus élevées.

Et si tout se passe comme prévu pour EM-1, ce sera le même type de bouclier qui sera utilisé pour la mission habitée EM-2 !

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Fin des premiers travaux d'analyse du bouclier thermique.

5 Juin 2015 , Rédigé par De Martino Alain

Avec la fin des travaux d'analyse sur le bouclier thermique du module Orion, les ingénieurs du centre Marshall l’ont emballé et le 1er Juin, envoyé par camion au NASA Langley Research Center à Hampton en Virginie, pour des tests complémentaires.

Fin des premiers travaux d'analyse du bouclier thermique.

Mais revenons un peu en arrière afin de comprendre ce qu’il s’est passé…

A son arrivée le 9 mars, le bouclier a été installé dans le bâtiment 4705 du Marshall Space Center qui abrite une fraiseuse-usineuse de précision assistée par ordinatuer en mesure de travailler sur 7 axes différents sur une grande variété de structures en métail ou en composite.

Cette machine possède aussi une table rotative qui permet l’inspection et le travail sur de grandes et lourdes  structures  et permet de minimiser les impacts qui pourraient être causés par le maniement d’une grue ou d’un support. 

Fin des premiers travaux d'analyse du bouclier thermique.

Depuis le 4 mai, une douzaine d’ingénieurs du Ames Research Center de Moffett Field en Californie, du  Johnson Space Center de Houston et des représentants de Lockheed Martin sont donc regroupés au  Marshall Space Flight Center d’Huntsville autour du bouclier afin d’analyser certains carrés d’Avoat et les quelques 180 tuiles restantes du revêtement thermique extérieur.

Beaucoup de ces morceaux d’Avoat contiennent des capteurs qui ont collecté des données sur l’environnement et les performances du matériau lors de la rentrée atmosphérique.

Fin des premiers travaux d'analyse du bouclier thermique.

L'intégrité de ces données est essentielle pour les chercheurs qui étudient l'écoulement à haute vitesse et les caractéristiques de combustion du bouclier. L’équipe doit être capable d'interpréter correctement les données fournies afin de les comparer aux modèles d'ablation de la NASA, de les valider ou de les affiner pour l'avenir : Quelle quantité de matériau ablatif a été brûlé ? Où ? Pourquoi ?

Les données compilées à partir des échantillons et du comportement de l'écran thermique aideront les chercheurs à affiner les modèles prévisionnels informatiques, permettront un développement plus sûr et fourniront des moyens plus rentables pour concevoir et construire ces systèmes critiques de protection.

Fin des premiers travaux d'analyse du bouclier thermique.

Une fois les dernières tuiles ôtées, tous les capteurs et morceaux de matériau ablatif ont été emballés et sécurisés pour leur expédition au Ames Research Center et d'autres installations de la NASA pour complément d'études durant les 6 prochains mois puis elles seront présentées à l’équipe de conception du nouveau vaisseau Orion.

Le revêtement d’Avcoat, dépouillé de ses tuiles a ensuite été lissée en une couche uniforme d'environ un quart de centimètre d'épaisseur au-dessus de la surface interne en composite du bouclier et préparé pour son transfert au Langley Research Center à Hampton pour des tests d’impact dans l’eau.

Fin des premiers travaux d'analyse du bouclier thermique.

Ci-dessous, une vidéo en accéléré qui montre le retrait du matériau ablatif du bouclier thermique d'Orion.

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