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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Retour sur l'année 2017 avec un top 14 des plus belles images concernant Orion et le SLS

31 Décembre 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Construction terminée du banc d'essai du grand réservoir de carburant du SLS

 

La construction du banc d’essai structurel qui permettra les tests de résistance au lancement et à l’ascension du réservoir d'hydrogène liquide du SLS est terminée.

 

Ensemble, les réservoirs d'hydrogène liquide et d'oxygène liquide alimenteront quatre moteurs RS-25 avec près de 3 millions de litres de propergol super-refroidi, produisant une poussée totale de 900 tonnes à la base de l'étage central.

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Simulation des conditions de lancement d'Orion pour l'équipage

Dans un laboratoire au Johnson Space Center à Houston, des ingénieurs ont simulé les conditions que les astronautes, dans leurs combinaisons spatiales à l’intérieur d’Orion, subiront pendant le lancement du SLS.

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Fin de l’installation des plates-formes de travail dans le VAB pour le SLS

Au KSC, les ingénieurs ont terminé l'installation des 10 niveaux de plates-formes de travail, 20 au total, qui entoureront le SLS et Orion dans le VAB pour leurs traitements pré-mission.

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Un arc-en-ciel lors d’un des tests du moteur RS-25.

La NASA a effectué huit essais de moteurs RS-25 en 2017. Quatre moteurs sont d’ores et déjà prêts pour la première mission, et les ingénieurs ont commencé les essais sur ceux de la deuxième mission qui transportera un équipage.

Les 10 segments pour les deux propulseurs d’appoint à propergol solide ont été moulés et sont en bonne voie d’être prêts pour le premier vol d'essai. Avec les boosters, la poussée totale au décollage dépassera les 3600 tonnes.

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Grues et équipements utilisés pour la tour de services du SLS

 

La NASA a équipé la tour de services sur le « mobile launcher » de plusieurs connexions appelées ombilicaux, qui se connecteront à l'étage de base du SLS et aux deux propulseurs d’appoint, à l'étage de propulsion cryogénique et au vaisseau spatial Orion. Ils fourniront l'énergie, les communications, le liquide de refroidissement et le carburant.

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Essai de roulage du transporteur à chenilles - Crawler-transporter

Le crawler-transporter 2 (CT-2) de la NASA a fait un essai de roulage le long sa piste au KSC pour déterminer sa dynamique structurelle et son environnement de charge après les mises à jour récentes réalisées. Le test a été effectué pour s'assurer que le robot est prêt à supporter Orion et le SLS.

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Une section de test de moteur de SLS chargée sur la barge Pegasus

Un matériel d'essai de qualification structurel pour la section moteur du SLS a été expédiée du Michoud Assembly Facility au Marshall Space Flight Center à Huntsville, en Alabama à bord de la barge Pegasus.

Au MSFC, il a subi des essais de charges structurelles dans lesquels des vérins hydrauliques à commande électronique le poussaient, tiraient, tordaient et pliaient afin de garantir sa résistance aux forces extrêmes lors du lancement et de l'ascension. Cette section du moteur est située au bas de l'étage de base de la fusée, abritera les quatre moteurs RS-25 et servira de point de fixation pour les deux propulseurs d’appoint.

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Test sous vide des combinaisons spatiales

Au centre spatial Johnson à Houston, des techniciens ont effectué un test de combinaison de pression sous vide pour vérifier les améliorations apportées au scaphandre spatial que les astronautes porteront dans le vaisseau spatial Orion.

Au cours de ce test, la combinaison est connectée à des systèmes de survie, puis l'air est retiré de la chambre à vide thermique pour évaluer la performance des combinaisons dans des conditions similaires à celles d'un engin spatial.

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L’ogive d'Orion permet une échappatoire sûre pour les astronautes

À Sandusky, en Ohio, des ingénieurs ont reproduit, à  l’échelle 1, l'acoustique et les vibrations d'Orion subis lors de ses missions spatiales en utilisant un mur de haut-parleurs spécialisés.

Les panneaux de l'ogive protègent le module de l'équipage lors de la montée ainsi que des environnements acoustiques et vibratoires éprouvés lors du lancement.

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Test de haute pression pour les parachutes d'Orion

En 2017, la NASA a mené avec succès trois tests dans le désert de Yuma en Arizona, visant à qualifier le système de parachute d'Orion pour les vols avec des astronautes. Chaque test a simulé un scénario possible que les astronautes pourraient rencontrer dans diverses conditions.

Dans une usine de Promontory, dans l'Utah, des ingénieurs ont aussi testé le moteur du système d'abandon au lancement d'Orion.

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Les techniciens terminent les soudures à l'intérieur du réservoir d'oxygène liquide pour le premier vol du SLS

Les cinq parties principales - la section moteur, le réservoir d'hydrogène liquide, l'intertank, le réservoir d'oxygène liquide et la jupe avant - sont construites et prêtes à être équipées et testées. Elles seront reliées entre elles pour former l'étage de base, l'épine dorsale du SLS.

Pour construire les deux plus grandes structures de l'étage central - les réservoirs d'hydrogène liquide et d'oxygène liquide - la NASA a soudé les structures les plus épaisses jamais assemblées en utilisant la technique de soudage par friction auto-réactif.

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L’étage central de test du SLS arrive à Michoud

Un étage central de test, similaire en taille, forme et poids à l'étage de base a été transporté à l'usine de montage Michoud de la NASA.

Pour réduire tout risque lors d’une première utilisation d'un matériel de vol spatial unique en son genre, l'agence utilise un étage factice pour tester les nouveaux équipements et procédures de transport et de manutention du site de fabrication au site d'essai jusqu'au site de lancement.

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Essai de séparation des boosters du SLS en soufflerie

Des ingénieurs ont effectué plusieurs essais en soufflerie en utilisant des modèles du SLS au centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie et au centre de recherche Langley de la NASA à Hampton, en Virginie.

Les techniciens ont utilisé une peinture rose sensible à la pression pour certains essais afin de comprendre les forces aérodynamiques que la fusée peut subir sur la rampe de lancement et pendant le vol.

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réussite totale de l'évaluation de la façon dont l'équipage quittera Orion

Au cours des essais d'évacuation de l'équipage dans le golfe du Mexique, des équipes ont évalué comment l'équipage pourrait sortir de la capsule avec ou sans aide.

Si la capsule amerri à l'envers ou se retourne dans les hautes vagues, des sacs de redressement devront remettre Orion à l'endroit.

Au centre spatial Johnson de la NASA à Houston, les équipes ont également effectué une série de tests pour évaluer comment les astronautes et les équipes au sol impliqués dans les derniers préparatifs avant les missions Orion sortiront rapidement du vaisseau spatial si une urgence devait se produire sur le pas de tir avant le lancement.

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Je vous souhaite à toutes et tous une excellente année 2018 et vous remercie de l’attention que vous portez à ce blog qui, sans prétention, vous (nous) permet de suivre, au fil du temps, cet extraordinaire aventure qu’est la « conquête spatiale » américaine.

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Transfert de la « forward bay cover » au KSC

28 Décembre 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Lors de son prochain vol, Exploration Mission-1 (EM-1), à son retour de la Lune, Orion reviendra dans l'atmosphère à une vitesse de près de 40 000 km/h. Sa coque de protection - composée d’un bouclier thermique et d’une coque arrière - protège la capsule des dommages dans ces conditions extrêmes. 



Ensuite, une série de 11 parachutes se déploie à 7000 mètres au-dessus du sol pour mener Orion à un amerrissage en douceur. Mais, pour que cela se produise, une partie de la coque dorsale doit être larguée au bon moment, libérant les parachutes de freinage suivis des trois principaux rouge et blanc de 136 kg chacun qui ralentissent la capsule. 

Cette pièce appelée la « forward bay cover » - baie de protection avant - a été récemment déplacée de chez Lockheed Martin à Denver au bâtiment appelé « Opérations & Checkout Facility » du Centre spatial Kennedy en Floride. Là, elle sera intégrée à Orion en préparation de son vol d'essai de 2019.

Les parachutes ne sont pas conçus pour résister aux températures extrêmes engendrées lors de la rentrée atmosphérique - ils seraient trop lourds et incapables de générer assez de traînée pour ralentir le vaisseau spatial. C’est donc cette baie de protection qui les protège jusqu'au moment de sa séparation.

Pour le prochain vol d'essai elle a été réalisée en titane - un matériau léger mais très résistant parfait pour les vols spatiaux, où chaque kilogramme supplémentaire coute de l’argent. 


La baie de protection est située au-dessus de la partie de la coque arrière qui abrite les parachutes et est fixée avec des attaches contrôlées par un mécanisme. À la bonne altitude où les parachutes doivent se déployer, le mécanisme s'active et la baie est larguée.

 

Ce mécanisme de largage est rapide et puissant - générant une poussée égale à 12 tonnes pour écarter la baie de 450 kg loin de la capsule. Pendant la séparation, le capot accélère à une vitesse de près de 50 km/h en un peu plus d'une demi-seconde. 
 

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Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

4 Décembre 2017 , Rédigé par De Martino Alain

Grâce à des images prises à l'usine de Thales Alenia Space à Turin, en Italie, examinons une partie de la structure de l'ESM d'Orion.

 

La cloison de réservoir
Cette cloison de réservoir en aluminium constitue la plate-forme supérieure du deuxième module de service européen - celui qui volera avec des astronautes. Elle fait presque 5 mètres de diamètre. 

 

Les 2 photos ci-dessous montrent le travail sur la cloison supérieure qui se trouve à l'intérieur de l'adaptateur de module d'équipage directement sous le bouclier thermique d'Orion. La cloison est une partie clé de la structure primaire fournissant la rigidité structurelle au vaisseau spatial Orion. Comme le châssis d'une voiture, il absorbe les vibrations et l'énergie du lancement. 

Les trous ronds dans la cloison permettent aux réservoirs de dépasser. Les quatre plus grands sont pour les réservoirs qui contiennent chacun 2000 litres de propergol tandis que les quatre trous plus petits servent pour les trois réservoirs d'oxygène et un réservoir d'azote. 

Au milieu de la structure se trouve une ouverture carrée pour le câblage et les réservoirs d'hélium.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

Les panneaux de la structure primaire                                                                               

Voyons maintenant les panneaux verticaux qui font partie de la structure primaire du second module de service. Les images ci-dessous montrent des panneaux noirs préparés sur une table avant d'être installés verticalement dans le module de service. Ils sont faits d'un matériau composite léger de plastique renforcé de fibres de carbone. La structure en nid d'abeille fournit une rigidité tout en gardant un poids limité.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

Les grandes ouvertures, outre le fait de réduire encore le poids, permettent également aux techniciens et aux ingénieurs d'accéder à la multitude de câbles qui seront méticuleusement installés - plus de 11 km au total! Les cercles en argent sont des points de montage pour l'équipement et les câbles. La plupart d'entre eux seront installés à Brême, en Allemagne, dans le hall d'intégration d'Airbus où le module de service complet est assemblé.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

A l'intérieur des quatre panneaux, deux réservoirs d'hélium seront installés, hélium qui sera utilisé pour pousser le propergol vers les moteurs d'Orion pendant la mission. 

Des supports pour la fixation des cloisons de réservoir en aluminium décrites plus haut sont déjà attachés à la cloison inférieure et sont prêts pour l'installation de la cloison en aluminium. Sur la photo ci-dessous, les ingénieurs se tiennent devant l'orifice qui laissera la place aux réservoirs de propergol.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

La structure interne est maintenant complète

Les photos montrent les deux cloisons de réservoir circulaires en place, boulonnées aux panneaux verticaux. L'anneau supérieur se fixera à l'adaptateur de module d'équipage qui connecte la capsule Orion au module de service. 

Cette structure peut être vue comme le châssis de l'engin spatial Orion, apportant une rigidité structurelle tout en absorbant les vibrations et énergie lors du lancement. Les trous servent à économiser du poids et accueillir les charges utiles futures. Il contiendra également tous les autres éléments tels que les propulseurs du vaisseau, les réservoirs d'eau, de carburant, de gaz, l'électronique et le câblage. 


La cloison supérieure est plus épaisse car elle supporte plus de charges. C'est elle qui soutient les réservoirs de stockage d'Orion qui doit répartir les 9 tonnes de force qu'exercent les ergols entre la structure du module de service et les autres structures telles que l'adaptateur de module d'équipage et la coiffe du lanceur tandis que la plate-forme inférieure fournit « seulement » un appui pour empêcher les réservoirs de se balancer.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2
Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

Le réservoir d'eau potable

Le réservoir est fait de titane et a un diamètre d’environ 50 cm pour une longueur de 90 cm. Il contient 70 litres d'eau potable et est l'un des quatre réservoirs que chaque module de service européen contient, ce qui porte le total de l'eau à 280 litres pour chaque mission.

 

L'extérieur, en alliage brillant, cache toute une machinerie à l'intérieur. Un soufflet métallique en acier inoxydable pousse l'eau vers le bas pour la pomper et l'expulser des tuyaux du réservoir vers le module d'équipage pour les astronautes.

 

En effet, une grande partie du module de service est basée sur la technologie utilisée dans le véhicule de transfert automatique (ATV) de l'ESA qui ravitaillait la Station spatiale internationale. L'ATV utilisait des réservoirs en Téflon dans des réservoirs métalliques pour stocker sa cargaison d'eau, mais l'ATV étant un vaisseau spatial beaucoup plus grand, l'ESA a choisi un système de soufflet métallique pour le module de service d'Orion.

 

Pomper sans gravité 
Sans gravité, une bouteille d'eau ouverte ne se vide pas lorsqu'elle est retournée. Pour pallier ce problème, l'eau doit être pressée comme un tube de dentifrice sur Terre. Les engins spatiaux utilisent donc des réservoirs d'eau rigides et utilisent des vessies (en plastique) ou des soufflets (métalliques) à l'intérieur qui se remplissent de gaz pour expulser l'eau. 

Comment ça marche sur Orion? Imaginez un conduit d'air en aluminium qui se dilate comme un accordéon. Au lancement, les soufflets sont compressés et de l'azote est pompée pendant la mission pour élargir le soufflet et pousser l'eau hors du réservoir. 

L'acier inoxydable du soufflet est fabriqué dans une épaisseur de seulement 0,15 mm et garder le métal souple sans qu’il se casse n'est que l'un des nombreux défis techniques de ce vaisseau spatial - et une première pour l’utilisation de soufflets métalliques dans les engins spatiaux pour l'Europe.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

28 avril 2018

La structure du deuxième module de service européen est arrivée en salle blanche chez Airbus à Brême (Allemagne) le 28 avril. Les Techniciens d'Airbus peuvent maintenant commencer à travailler sur l'installation de plus de 12 km de câbles, sur les réservoirs de carburant, d'eau et d'air, sur l'installation des ordinateurs, des moteurs et tout ce qui est nécessaire pour le soutien-vie des astronautes dans l'espace. Le "châssis" a été emballé par les ingénieurs de Thales Alenia Space à Turin, en Italie pour son transport, plus tôt dans le mois.

 

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2
Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2
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