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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

La NASA se tourne vers l'industrie américaine pour la mission ARM

28 Octobre 2015 , Rédigé par De Martino Alain

La NASA recherche des fabricants de satellites américains qui seraient intéressés par la construction d’un vaisseau spatial afin d’extraire un rocher d'un astéroïde et de le conduire en orbite lunaire (Mission ARM – Asteroid Redirect mission)

Tout cela en supposant que le Congrès, qui n’est pas très « chaud » pour cette mission soutenue par l'administration Obama, accorde des fonds pour ce programme dans le budget de l'année prochaine.

L'agence spatiale est intéressée par la fourniture d'un engin spatial pour la partie robotique de la mission ARM, l'Asteroid Redirect Robotic Mission (ARRM) qui vise à récupérer un rocher d'un astéroïde et le remorquer en orbite autour de la lune où plus tard, des astronautes y accosteront et prélèveront des échantillons pour un retour sur Terre.

«Nous sommes impatients d'entendre les sociétés américaines sur leurs projets de conception d'engin spatial en matière de propulsion électrique solaire et de technologies robotiques » a déclaré Robert Lightfoot, administrateur associé de la NASA.

La demande de propositions, en date du 16 octobre, couvre la première phase d'une stratégie d'approvisionnement en deux parties pour la mission ARRM:

« La première phase est le travail réalisé par le biais d'études de l'industrie américaine (et seulement elle) sur la conception préliminaire de la mission » ont écrit les responsables de la NASA dans la demande de propositions. « La deuxième phase comprendra l'élaboration du vaisseau spatial. »

Brian Muirhead, chef de projet ARRM au JPL (Jet Propulsion Laboratory en charge de superviser le segment robotique du projet ARM), a déclaré vendredi que chaque équipe recevra 1 million $ pour travailler sur leurs concepts jusqu’à l'été 2016, puis la NASA prévoit de publier une sollicitation d'offres pour produire l'engin lui-même. « Mais cela dépendra des crédits du Congrès…»

Les propositions pour la première phase du plan devront parvenir avant le 16 novembre.

Concept d'artiste d'une sortie dans l'espace de l'équipage d’Orion et de l’engin robotique.

Concept d'artiste d'une sortie dans l'espace de l'équipage d’Orion et de l’engin robotique.

La NASA espère financer des équipes de plusieurs entreprises - l'agence n'a pas précisé combien - à partir de Janvier. Ce délai dépend de l'adoption du nouveau budget fédéral par le Congrès, qui a jusqu'au 11 décembre pour décider d'un nouveau plan de dépenses du gouvernement.

La Maison Blanche a proposé 220 millions $ pour l’exercice 2016 (qui a débuté le 1er octobre) pour la mission ARM, mais de nombreux législateurs ont mis en doute la valeur de cette initiative, suggérant que les technologies et compétences nécessaires pour les futures expéditions de Mars pourrait être testées autre part.

Les exigences techniques pour le vaisseau spatial ARRM incluent également une puissance initiale solaire de 50 kilowatts, deux fois plus que les plus puissants satellites de communication d'aujourd'hui. Le vaisseau sera également l'hôte d'un système de capture robotique à trois pinces pour attraper un rocher d’une masse de 20 tonnes ou plus de l'astéroïde.

La NASA n'a pas encore validé de destination, mais les fonctionnaires travaillent sur 2008 EV5, un objet de 400 mètres, comme cible de référence.

Le système de propulsion électrique solaire - fournir une impulsion douce mais constante et réduire considérablement la masse de propergol lancée à partir de la Terre - devra mener le vaisseau spatial avec son rocher de 6 mètres vers l'espace cis-lunaire, une large région autour de la lune.

Un propulseur Hall de haute puissance vu à l'intérieur d'une chambre de test au Glenn Research Center de la NASA.

Un propulseur Hall de haute puissance vu à l'intérieur d'une chambre de test au Glenn Research Center de la NASA.

La NASA a l'intention de se procurer via l’industrie des propulseurs électriques solaires sous gestion du Glenn Research Center de la NASA dans l'Ohio. Des propositions sont déjà en cours et la NASA prévoit d'attribuer un contrat au début de 2016 pour construire une unité de génie pour un propulseur électrique solaire et éventuellement produire des unités de vol.

« Nous cherchons un système de 50 kilowatts qui serait utilisé pour déplacer le vaisseau spatial de la Terre à l'astéroïde et retour avec le morceau d'astéroïdes » a déclaré Andrew Petro, responsable du programme NASA pour la propulsion électrique solaire. « Il y aurait deux panneaux solaires de 25 kilowatts, des propulseurs électrique longue-durée de 13 kilowatts et environ 5 tonnes de propergol au xénon pour le système de propulsion ».

Deux sociétés, Orbital ATK Space Systems et Deployable Space Systems développent de nouveaux modèles de panneaux solaires avec une plus grande capacité de production d'électricité, plus de puissance et plus de tolérance au rayonnement que les panneaux solaires existants.

Avant de quitter le voisinage de l'astéroïde, la sonde ARRM devra aussi faire la démontration d’une manœuvre dite de « gravité tractrice », en utilisant la force gravitationnelle de l'engin spatial et du rocher pour tenter de modifier légèrement la trajectoire de l’astéroïde. Ces manœuvres pourraient être utilisées pour déplacer un astéroïde en route vers la Terre et considéré comme une menace pour la planète.

Une fois stationnée en orbite lunaire, la sonde robotique attendra l'arrivée d'astronautes prévue pour un lancement à bord du SLS en 2025. Steve Stich, directeur de l'intégration de l'exploration et des sciences au Johnson Space Center, a déclaré que deux astronautes s’y rendront. Une fois là-bas, les astronautes effectueront deux sorties dans l'espace afin d’y prélever des échantillons.

Selon Stich, le premier vol d'essai sans équipage du SLS avec Orion en 2018 sera de démontrer la trajectoire qui sera employée pour la mission ARM. La mission 2018, appelé Exploration Mission-1, durera environ 22 jours et passera en fronde autour de la lune, décrira une spirale en orbite lunaire rétrograde lointaine avant de retourner sur Terre avec un amerrissage dans l'océan Pacifique.

La mission EM-1.

La mission EM-1.

La NASA désire que le vaisseau spatial automatisé soit prêt pour un lancement en décembre 2020. Il devrait être dimensionné pour tenir soit dans le SLS, soit dans une fusée commerciale, telles que la Delta IV Heavy d’ULA ou la Falcon Heavy de SpaceX.

L'agence a l'intention de dépenser jusqu'à 1,25 milliard $ sur la partie robotique de la mission ARM, excluant le coût du véhicule de lancement.

Le réservoir de carburant au xénon de l'engin robotique devra aussi être capable de servir de ravitaillement en carburant en tant que plate-forme pour de nouvelles missions une fois ARM terminée.

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Revue de conception terminée pour Orion

27 Octobre 2015 , Rédigé par De Martino Alain

Le 21 octobre, la NASA a tenu une réunion d’évaluation de l'état de préparation de la conception d’Orion, dernière d'une série de jalons clés pour le « voyage vers Mars ». Les résultats de cet examen, connu comme "revue critique de conception" (Critical Design Review) seront communiqués aux dirigeants de l'agence dans les prochains mois.

« Chaque aspect de la conception de l'engin spatial a été examiné de près » a déclaré Mark Kirasich, nouveau gestionnaire du programme Orion. La revue critique de conception a été réalisée durant les 10 dernières semaines par des ingénieurs qui travaillent sur le SLS et sur le « Ground Systems Development and Operations programs » (Programme de développement et d’utilisation du complexe de lancement) et de la Direction des systèmes d'exploration au siège de la NASA à Washington, aux côtés d'un conseil d'examen permanent indépendant et bien sûr, de l’entrepreneur principal Lockheed Martin.

Revue de conception terminée pour Orion

La validation de la revue critique de conception signifie que la conception d'Orion est mûre et prête à aller de l'avant avec sa fabrication à grande échelle, son assemblage, son intégration et ses tests.

Cette évaluation comprenait un examen des aspects communs des engins spatiaux des missions EM -1 et EM-2 tels que les structures, la pyrotechnie, le système d’abandon au lancement (LAS), le guidage, la navigation et le logiciel de contrôle ainsi que beaucoup d'autres éléments.

Les systèmes spécifiques à EM-2 seront eux, abordés plus tard lors d’une autre revue prévue à l'automne 2017. «C’est un moment excitant pour Orion » a poursuivi Kirasich. «Nous progressons beaucoup dans la fabrication du véhicule pour EM-1. Notre équipe fait de l'exploration humaine une réalité. »

Partout dans le pays, des éléments du vaisseau spatial se rassemblent pour la première mission intégrée avec le SLS et les systèmes au sol au centre spatial Kennedy. À l'usine Michoud de la Nouvelle-Orléans, la soudure a commencé en Septembre. Le mois prochain, la NASA va voir l'arrivée d'une version d'essai du module de service d'Orion, fournie par l'ESA, pour des tests et analyses à Plum Brook Station, près de Sandusky dans l'Ohio.

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Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée

16 Octobre 2015 , Rédigé par De Martino Alain

Septembre, première soudure: chez Lockeed Martin, certaines parties de l'épine dorsale d'Orion sont inspectées et apprêtées avant leur assemblage.

Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée

Le panneau arrière et le tunnel sont maintenant soudés...

Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée

... et positionnés dans la cabine de peinture pour recevoir une première couche d’après.

Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée

Octobre, les ingénieurs positionnent et ajustent la cloison arrière avant la deuxième des sept soudures qui permettront d’assembler entièrement le vaisseau spatial. Rappelons que le nombre de soudures sur Orion a été réduit de 33 à 7 par rapport à EFT-1, réduisant ainsi son poids d’environ 320 kg.

Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée

Et pendant ce temps, le cône du vaisseau est en cours de préparation pour les soudures 3,4 et 5.

Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
Deuxième des 7 soudures d'Orion EM-1 terminée
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La NASA teste les procédures de sortie de l'équipage du vaisseau Orion

10 Octobre 2015 , Rédigé par De Martino Alain

A leur retour sur Terre de missions lointaines, les astronautes auront besoin d'une stratégie sûre et efficace pour s’extraire de leur véhicule spatial. C’est donc du 6 au 8 octobre, au Neutral Buoyancy Laboratory de la NASA (NBL) au Johnson Space Center à Houston que des équipes de la NASA ont effectué une série de tests afin d’évaluer ces procédures.

Tandis que les ingénieurs à travers tout le pays développent et construisent tous les systèmes du vaisseau spatial, d’autres continuent à développer les techniques pour s’assurer que la phase finale du voyage soit un succès.

« Lorsque les astronautes reviennent sur Terre, ils ont été absents pendant une longue période. Nous voulons donc être parés à les faire sortir de l'engin spatial rapidement grâce à une grande variété de scénarios » a déclaré Tom Walker, responsable de la récupération et du sauvetage d’Orion. « Le travail réalisé cette semaine nous a permis de tester les procédures d'évacuation de l'équipage en utilisant une maquette d'Orion dans l'eau. »

La NASA teste les procédures de sortie de l'équipage du vaisseau Orion

Le laboratoire de flottabilité, une piscine de 25000 m³ principalement utilisée pour former les astronautes aux sorties dans l'espace, a fourni un environnement idéal pour ces entraînements sur une version de test du module d'équipage.

Le personnel a donc simulé l’arrivée dans l'océan Pacifique et ce qu'il faudra faire pour aider la sortie des astronautes. Mais ils ont également évalué la disposition de l'équipement à l'intérieur du vaisseau spatial qui pourrait affecter cette sortie ainsi que les engins utilisés pendant le processus de récupération.

« Même si le prochain vol ne se fera que dans quelques années, les tests permettent de recueillir des données afin de développer le matériel et former l’équipe de récupération » a déclaré Melissa Jones, directrice des systèmes sol de récupération. « Faire cela dans un environnement contrôlé comme le NBL permet de se familiariser avec le matériel avant de passer aux opérations en pleine mer. »
Les sujets de test ne portaient pas les scaphandres développés pour Orion mais des vêtements et de l'équipement qui ont limité leur mobilité d'une manière similaire à celle d'une combinaison spatiale pour rendre le scénario plus réaliste.

« Ce sont de vrais astronautes qui ont déjà une expérience de vol qui ont servis de cobayes parce qu'ils connaissent les effets de l'espace et savent comment vous vous sentez quand vous revenez sur Terre et ainsi, peuvent fournir une perspective utile » a déclaré Walker. « Nous avons invité aussi quelques-uns des ingénieurs travaillant sur les sous-systèmes impliqués dans la récupération car cela leur a donné un aperçu des moyens d'améliorer ces systèmes.»

La NASA teste les procédures de sortie de l'équipage du vaisseau Orion

Orion est conçu pour permettre à un équipage d’être autonome jusqu'à 24 heures en cas de besoin afin d'attendre le personnel de récupération. Les astronautes seront également en mesure de quitter le vaisseau spatial eux-mêmes s’ils devaient y avoir un problème qui les oblige à le quitter précipitamment: sortie du vaisseau spatial par eux-mêmes dans les trois minutes dans un radeau, sans l'aide du personnel de récupération.

La NASA teste les procédures de sortie de l'équipage du vaisseau Orion
La NASA teste les procédures de sortie de l'équipage du vaisseau Orion
La NASA teste les procédures de sortie de l'équipage du vaisseau Orion
La NASA teste les procédures de sortie de l'équipage du vaisseau Orion

Orion sera donc équipé d'un radeau et de quelques fournitures d'urgence telles que de l'eau, des outils et des miroirs de signalisation.

Ces tests fournissent également un aperçu pour Boeing et SpaceX, qui développent leurs propres systèmes de vols spatiaux, ainsi que des opérations de récupération pour les équipages de retour de la Station Spatiale Internationale.

« Nous voulons permettre aussi à nos partenaires de tirer les leçons sur le travail de la NASA » a déclaré Tim O'Brien, membre des systèmes sol du Commercial Crew Program de la NASA. « En appliquant ce que nous apprenons ici sur Orion, Boeing et SpaceX pourraient affiner leurs propres procédures pour une récupération sécurisée et efficace de nos astronautes. »

La NASA teste les procédures de sortie de l'équipage du vaisseau Orion
La NASA teste les procédures de sortie de l'équipage du vaisseau Orion
La NASA teste les procédures de sortie de l'équipage du vaisseau Orion
La NASA teste les procédures de sortie de l'équipage du vaisseau Orion

L'astronaute Mike Fincke, nous montre comment les équipages quitteront Orion.

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