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Ce qui nous attend en 2017…
Regard sur les jalons importants qui nous attendent l'année prochaine :
Mise sous tension d’Orion: La NASA et Lockheed Martin ont passé une grande partie de 2016 à intégrer les éléments structurels de l'engin spatial, puis commencé à incorporer les systèmes plus critiques tels que les composants pour l’avionique et la « tuyauterie » de propulsion.
Au printemps 2017, les ordinateurs du module d'équipage d'Orion seront allumés pour la première fois afin de vérifier que le vaisseau spatial peut acheminer correctement son alimentation et envoyer des commandes. C'est un test essentiel qui permettra de vérifier que les systèmes d'Orion sont connectés et répondent comme prévu.
Arrivé de l’ESM européen: Le module de service du vol EM-1 sera expédié au Kennedy Space Center, une fois les travaux sur la structure et les systèmes accomplis chez Airbus Defense & Space à Brême, en Allemagne.
Assemblage: Le bouclier thermique d'Orion sera fixé au module de l'équipage à l’été 2017, puis le tout sera assemblé avec le module de service ESM.
Ces deux opérations sont des étapes essentielles à accomplir avant leur expédition début 2018 au NASA Glenn’s Plum Brook Station dans l'Ohio, où l'engin sera soumis à une série de tests afin de s'assurer qu'il sera en mesure de supporter la dynamique du lancement et l’environnement du spatial profond.
Début de la construction du 1er Orion avec équipage: Alors que les processus pour la première mission EM-1 au sommet du SLS se poursuivront en 2017, débutera en parallèle la construction du véhicule pour le premier vol d'Orion avec des astronautes qui volera dès 2021.
Les premiers panneaux du module pressurisé pour cette mission devraient arriver au Michoud Assembly Facility à la Nouvelle-Orléans au printemps 2017, afin de commencer les opérations de soudage.
Encore des tests, toujours des tests…: Les essais sur le terrain jouent un rôle essentiel pour s’assurer qu'Orion est suffisamment apte à faire dans l'espace ce pourquoi il a été construit, et une série de tests sont prévus pour l'année à venir.
Une maquette structurelle de test sera transférée chez Lockheed Martin près de Denver pour une série d’essais de séparation de mécanisme, de contrôles d’acoustique et de pression.
Plusieurs tests sur les parachutes auront lieu dans le ciel au-dessus du désert de l'Arizona, et un cortège de tests humains telle la lisibilité devra aider à évaluer comment l'équipage interagit avec le vaisseau spatial.
Ci-dessous, une vidéo récapitulative des travaux effectués au cours de l’année 2016
Le moteur principal d'Orion arrive en Europe
Le moteur principal du module de service européen été expédié des installations White Sands de la NASA à Brême en Allemagne.
L’ESM possède 33 moteurs qui fournissent à la fois la poussée mais aussi les contrôles d’attitude du vaisseau spatial sur tous les axes.
Le moteur principal de la mission EM-1 est issu du système de manœuvre orbital de la navette spatiale appelé OMS (Orbital Maneuvering System). Réutilisé, il a déjà volé 16 fois sur les navettes Challenger, Discovery et Atlantis. Il fournit 2,7 tonnes de poussée, assez pour soulever une fourgonnette et peut pivoter en tangage et en lacet.
L’OMS était utilisé pour produire une poussée supplémentaire lors du lancement de la navette, pour l’injection et la correction orbitale, et la désorbitation. Chaque moteur devait pouvoir être réutilisé pour une centaine de missions, démarré 1000 fois pour un temps total de combustion de 15 heures.
À White Sands, le moteur a été révisé et remonté avant d'être expédié au Centre Spatial Johnson de la NASA pour des essais de secousses. Il a ensuite été renvoyé à White Sands pour les tests de fuite et se trouve actuellement en Europe.
Depuis, le moteur est partit de l’aéroport de Dallas vers Francfort et a continué son voyage par camion jusqu’aux salles d'intégration du module de service à Brême en Allemagne.
Le moteur lors de ses essais de vibration au Johnson Space Center.
Assemblage de base terminé pour l'ICPS du vol EM-1
L'ICSP (interim cryogenic propulsion stage) de vol dont des essais sur un modèle de test sont en cours au Marshall Space Flight Center à Huntsville, en Alabama, vient de voir son assemblage principal terminé.
Il reste cependant plusieurs étapes à parcourir, y compris l’installation de l’avionique à l’usine d’ULA à Decatur, Alabama suivi de son transport par barge et routier vers le Delta Operating Center de Cap Canaveral en Floride, pour les tests de l’avionique et autres systèmes électroniques et enfin sa livraison à la NASA prévue pour mi-2017.
Une première mission habitée SLS/Orion en 2021
Lorsque les astronautes effectueront leur premier vol d'essai à bord du vaisseau spatial Orion, leur mission sera de confirmer que tous les systèmes du vaisseau spatial fonctionnent comme conçus pour l'espace profond.
Ce vol sera le premier avec équipage (la NASA prévoit d’envoyer jusqu'à 4 astronautes par vol) qui débutera une série de missions situées dans une zone autour de la lune où l'équipage pourra construire et tester les systèmes nécessaires pour se préparer au défi des missions vers Mars.
Quitter la Terre
Le plan de cette première mission est construit autour d'un profil appelé Injection Multi Trans-Lunaire (Multi-TransLunar Injection - MTLI), ou multiples mises à feu et comprenant une trajectoire de retour libre de la lune. Typiquement, le vaisseau spatial orbitera autour de notre planète à deux reprises tout en allumant périodiquement ses moteurs afin d’accumuler suffisamment de vitesse pour se propulser vers la lune avant de revenir sur Terre.
La première orbite terrienne à 160 km d’altitude permettra de s’assurer que tous les systèmes sont nominaux.
Dès la deuxième orbite, le puissant étage supérieur (Exploration Upper Stage - EUS) et ses quatre moteurs RL-10 effectueront une montée orbitale qui placera Orion sur une orbite hautement elliptique d’environ 1500 X 35000 km autour de notre planète et d’une durée de 24 heures. C'est ce qu'on appelle l'Injection Trans Lunaire Partielle.
Une fois ces 2 orbites complétées, l'EUS se séparera d'Orion et toutes les charges utiles situées à l'intérieur de l'adaptateur d’étage seront libérées.
L’EUS séparé, l'équipage fera un check-up complet des systèmes d'Orion. Alors seulement ils utiliseront le module de service d'Orion (ESM) pour accomplir une deuxième et dernière mise à feu appelée Injection Trans Lunaire (TransLunar Injection - TLI) qui mettra Orion sur le chemin de la lune et qui conclura le MTLI.
Retour « libre » vers la Terre
La TLI enverra l'équipage derrière la lune qui leur fera décrire un huit avant qu’Orion ne revienne sur Terre. Au lieu d'utiliser une nouvelle mise à feu pour le retour, le vaisseau spatial utilisera la force gravitationnelle de la lune. L'équipage volera à des milliers de kilomètres au-delà de la lune qui se trouve en moyenne à 370 000 km de la Terre.
La durée de la mission restera flexible afin de permettre à la NASA de recueillir des données d'imagerie précieuses durant les phases de lancement, d'atterrissage et de récupération. Il faudra au moins huit jours pour terminer la mission et suivant les analyses en temps réel, elle pourrait être prolongée jusqu'à 21 jours pour compléter des tests en vol additionnels.
Deux missions, deux trajectoires différentes
Ce MTLI en orbite rétrograde, c’est à dire dans le sens des aiguilles d’une montre autour de la Lune, mettra Orion sur une trajectoire plus difficile et sera l'occasion de tester le genre de manœuvres et d'environnements que le vaisseau spatial subira lors les missions d'exploration futures.
Elle nécessitera des mouvements de propulsion supplémentaires tout au long du voyage, y compris un survol de la lune et des mises à feu de correction de trajectoire de retour.
La deuxième mission verra, elle, Orion passer trois à six jours de trajet vers la lune, entrer dans une orbite lunaire élevée pendant trois jours avant un voyage de retour d’encore trois à six jours.
Ces 2 missions devront démontrer toutes les capacités de fonctionnement dans l’espace profond du SLS et d’Orion.
Une fois ces deux premiers vols d'essai terminés, la NASA espère commencer à lancer des missions chaque année, selon bien sûr le budget et le rendement du programme.
