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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Un point sur les ESM-2 et 3

25 Juin 2018 , Rédigé par De Martino Alain

Alors que le travail à Brême sur le premier ESM touche à sa fin, la structure de la deuxième unité a été déplacée dans la même salle blanche. 

Construit par Thales Alenia Espace à Turin, en Italie, elle a été transportée à Brême à la fin du mois d'avril et commence maintenant son traitement pour l’Exploration Mission-2 (EM-2), le premier vol Orion habité.

                  

Les leçons apprises avec ESM-1 sont incorporées par l'équipe au fur et à mesure. « Fondamentalement, je n'ai qu'une seule équipe, je n'en ai pas deux », a expliqué Bas Theelen, vice-président du programme ESM. "Le responsable de l'AIT (Assembly, Integration, and Testing) pour le second ESM est assis dans le même bureau que celui de l'AIT pour ESM-1."

 

Toutes les leçons apprises lors du montage d’ESM-1 sont entrées dans une base de données et utilisées pour l’ESM-2. Mais la conception en elle-même est tellement particulière, avec le moteur OMS-E au centre et les 6 compartiments tout autour, implique qu'il n’existe qu’un nombre limité de façons d'intégrer l’ESM et cela dans un ordre bien spécifique. 

 

Les livraisons du matériel sont aussi un facteur très déterminant pour l’avancée des travaux. En effet si par exemple, il arrivait que le réservoir de propergol ait du retard, le travail s’arrêterait immédiatement, car son installation est un point de non-retour pour une bonne partie de l’assemblage. 

 

« Le bon côté de la chose, c’est que depuis que nous avons fait ESM-1, nous avons pas mal de solutions de contournement dans ce cas. Nous savons donc qu'au cas où quelque livraison serait en retard, pour quelque raison que ce soit, nous avons une solution de contournement prête maintenant, car nous l'avons expérimentée sur ESM-1 », a ajouté Bas Theelen.

 

« Au-delà de ça, il y a aussi beaucoup d'optimisation sur le travail répétitif comme avec les moteurs pour lesquels je ne sais pas combien de supports il existe mais il y en a des centaines. Nous avons aussi 11 kilomètres de câble à l'intérieur, il y a donc eu des leçons génériques apprises sur la façon d'optimiser le processus des étapes que nous faisons avant l'intégration. Voilà donc les quelques leçons typiques apprises. »

Un point sur les ESM-2 et 3
Un point sur les ESM-2 et 3

Les plans pour ESM-3 et au-delà : 

La NASA, l'ESA et Airbus continuent également à jeter les bases de la construction des futurs modèles de vol ESM. 

« Comme les exigences de mission de la NASA arrivent à maturité, il y a eu quelques demandes d'amélioration de performances, en particulier du côté de la propulsion » a expliqué M. Theelen. « Il y a donc eu une phase d'étude pour voir ce qui doit être fait et amélioré dans le sous-système de propulsion. De plus, la mission étant légèrement différente, les cas de charge sur les panneaux solaires sont aussi légèrement différents. »

« Cela se fait en phase d'étude normale » a-t-il poursuivi. « Puis, en même temps, il est devenu clair que certaines des modifications nécessaires prendront un peu de temps, donc certains de ces changements de conception seront mis en œuvre uniquement sur le quatrième module, tandis que le troisième sera en grande partie récurrente de l’ESM-2. »

« Et maintenant, comme pour tout programme, nous négocions avec l'ESA le prix des ESM-3 et 4. Nous nous attendons à débuter les travaux sur ESM-3 et 4 cet été. »

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Dernières vérification de l’ESM par Airbus avant son transfert au KSC

16 Juin 2018 , Rédigé par De Martino Alain

L’ESM-1 fait actuellement l'objet de tests fonctionnels de ses sous-systèmes dans son bâtiment d'assemblage, d'intégration et de tests (Assembly, Integration, and Testing facility  - AIT) à Brême, en Allemagne, suite à l'achèvement de l’installation de la plupart de ses composants. Également connu sous le nom de Flight Model-1 (FM-1), le module sera envoyé au Centre spatial Kennedy cet été où débutera son assemblage au vaisseau spatial Orion. Pendant ce temps, le Flight Model-2 (FM-2) a rejoint son module frère dans la salle blanche à Brême pour commencer son assemblage primaire.

"L'objectif principal sur lequel nous travaillons en ce moment est le test fonctionnel du sous-système de propulsion et du sous-système des consommables, à savoir l'eau et l'oxygène pour les astronautes" a déclaré Bas Theelen, vice-président du programme ESM d'Orion.

Ce sont les derniers gros travaux à effectuer avant l’expédition au KSC. Il manque encore un ou deux éléments mais des solutions de rechange existent. Reste aussi, par exemple, un chauffage déconnecté ou le câblage d'un harnais parfois incorrect mais rien de grave… Le travail s’effectue 24/24h et 7/7 jours pour rester dans les temps.

Installation de l'OMS-E sans sa tuyère

Installation de l'OMS-E sans sa tuyère

Le moteur principal OMS-E sans sa tuyère, les deux groupes de deux réservoirs de carburant et d'eau ont été installés récemment dans la partie supérieure du module et ont été des jalons importants dans le processus de montage car ce sont des moments de non-retour : la conception de l'ESM est très dense et à partir du moment où les réservoirs sont installés, tout ce qui se trouve derrière n'est plus accessible.

Au moment de l'expédition, il manquera à l'ESM ses panneaux solaires et la tuyère du moteur OMS-E. Cette dernière est déjà aux États-Unis et y sera fixée ultérieurement. Quant aux panneaux solaires, ils seront expédiés séparément vers les États-Unis.

L'installation des radiateurs à l'extérieur tout autour du module sera l'une des dernières étapes avant l'expédition. "A partir du moment où vous les avez installé, vous ne pouvez plus atteindre le matériel", a déclaré Theelen. "Dès qu’ils auront été installés, nous aurons terminé."

Diagramme de l'ESM

Diagramme de l'ESM

L'ESM est composé de plusieurs sous-systèmes : en plus de la structure physique, il en existe couvrant la propulsion, l'énergie électrique, le contrôle thermique, les consommables et l'avionique. Mise à part la  propulsion et des consommables, la plupart des autres sous-systèmes sont plus dépendants des équipements que Lockheed Martin est en train d'assembler dans le module d'équipage et l'adaptateur de module d'équipage en Floride.

Par exemple, pour l’avionique, il n’y a pas d’ordinateur de bord, ici. C'est la responsabilité de Lockheed Martin car il est situé dans l'adaptateur de module d'équipage. Il est donc impossible de la tester à Brême. Idem pour le sous-système d'alimentation : les panneaux solaires sont bien présents, mais ils n’ont pas leurs batteries.

Les sous-systèmes de l'ESM

Les sous-systèmes de l'ESM

Le CSS (Consumable Storage System) se compose de quatre réservoirs chargés d'oxygène et d'azote pour l'atmosphère de la cabine et de quatre réservoirs d'eau. EM-1 est le premier vol intégré pour le vaisseau spatial Orion, mais il s'agit d'un test sans équipage. Pour économiser du temps, l’ESM pour cette mission ne comportera qu'un réservoir rempli d'azote et un autre d'eau. Les autres seront des simulateurs de masse.

Diagramme du CSS

Diagramme du CSS

Lorsque le module sera prêt, il sera transporté en Antonov depuis Brême jusqu'en Floride, dans un grand conteneur. Airbus aura une vingtaine de personnes sur place et d'autres, à distance, prêts à intervenir en cas de nécessité. Une fois là-bas, l’ESM subira les procédures normales de déballage et d'inspection entrante puis une révision de préparation à l'intégration avec l'adaptateur de module d'équipage dans lequel se trouvent le reste des sous-systèmes d'alimentation et d'avionique. 

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La construction de l’étage principal du SLS fait glisser la date de lancement d’EM-1

12 Juin 2018 , Rédigé par De Martino Alain

Une évaluation récente de la date d'achèvement du 1er étage du SLS la place désormais à la fin du mois de mai 2019. Cette date indique donc que les calendriers de production et d'assemblage sont encore en train de glisser et réduit la confiance dans la date de juin 2020 (prévision de la NASA) pour le lancement de la Mission d’Exploration-1 (EM-1).

L'examen d'acceptation de l’élément (Element Acceptance Review - EAR) pour le 1er étage (Core Stage 1 - CS-1) est maintenant fixé au 29 mai 2019, dans environ un an. L'EAR est un examen effectué après l'achèvement des travaux du CS-1 afin d'approuver sa préparation pour son expédition, c’est-à-dire être officiellement autorisé à être placée sur la péniche Pegasus et transporté au centre spatial Stennis voisin, dans le Mississippi, pour une campagne d'essais de près de six mois appelée «Green Run».

La jupe avant au MAF, février 2018
Test d'écoulement d'eau au stand B-2 du centre Stenis

Le «Green Run» est en lui-même un tir statique de huit minutes (durée de la mission du Core Stage) sur le banc d'essai B-2 au centre Stennis. L’essai servira de test d'acceptation pour le Core Stage tout intégré, démontrant que la plupart de ses systèmes peuvent exécuter leur partie du lancement, en maintenant des centaines de paramètres de fonctionnement dans leurs plages requises par des séquences critiques de ravitaillement, de compte à rebours, d’allumage et des huit minutes de fonctionnement du moteur principal.

Section moteurs du CS-1, février 2018.

Section moteurs du CS-1, février 2018.

CS-1 est actuellement en construction au Michoud Assembly Facility (MAF) à la Nouvelle-Orléans. Il est en deçà de l'assemblage final, le traitement individuel des cinq principaux éléments étant toujours en cours. La date d'achèvement du CS-1 en mai 2019 semble donc être retardée de quelques mois (août 2019) d’où une énième réévaluation de la date de lancement d’EM-1.

On ne sait pas si le temps additionnel pour l'achèvement de l'assemblage final du CS-1 est lié à la section moteurs, aux quatre autres éléments, ou à l’affinage continu du travail à réaliser. La plupart du matériel et des systèmes qui voleront sur EM-1 sont construits pour la première fois et les procédures pour les connecter ensemble sont également tentées pour la première fois.

Parmi les cinq éléments, les dernières nouvelles font état d’une fin des travaux sur la jupe d'ici la fin du mois. Ceux pour couvrir le réservoir d'oxygène liquide avec sa mousse de protection thermique sont en phase finale, le réservoir d'hydrogène liquide étant terminé. La section du moteur et les éléments intertanks continuent d'être équipés de leurs lignes propulsives, de réservoirs sous pression, de boîtes d’avioniques, de câblage et autres équipements.

La jupe avant au MAF, février 2018

La première analyse de vol détaillée (Flight Readiness Analysis Cycle -  FRAC-0) devait débuter bientôt (19 mois avant le lancement prévu au départ pour le 16 décembre 2020). Mais les ingénieurs se préparant à travailler sur cette phase d'analyse ont été invités à attendre plus de conseils avant de commencer…

Jusqu'à récemment, l'ESM et le Core Stage fonctionnaient au «coude à coude» dans le calendrier global. Le transport du modèle de vol 1 (Flight Model 1 - FM-1) de l'ESM d'Airbus Space à Brème, en Allemagne, jusqu’au Centre spatial Kennedy est actuellement prévue pour juillet. Il y a encore beaucoup de tests intégrés à venir pour Orion et le Core Stage : le calendrier de travail sera long après l'arrivée de l'ESM en Floride. Une fois que le module d'équipage Orion et l’ESM seront assemblés, il y aura encore une quantité importante de tests intégrés réaliser pour la première fois. Il faut environ six mois pour faire tout l'empilement suivi des contrôles intégrés au KSC avant l'expédition à Plum Brook Station pour des essais acoustiques, de chambre à vide et d'interférence électromagnétique.

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Quelques nouvelles du CT-2 et du "Flame Trench" du pad 39B

11 Juin 2018 , Rédigé par De Martino Alain

Le Crawler-transporteur 2 (CT-2) est  arrivé au Launch Pad 39B pour un contrôle d'aptitude, le 22 mai 2018, au Kennedy Space Center en Floride. 

Le test de la plate-forme a confirmé que toutes les modifications récentes du CT-2 et du Pad 39B sont opérationnelles pour soutenir le lancement du Space Launch System et du vaisseau spatial Orion pour la mission Exploration Mission-1. 

A droite, on aperçoit l'une des trois tours de protection contre la foudre, positionnées autour du Pad 39B.

Quelques nouvelles du CT-2 et du "Flame Trench" du pad 39B

Plus tard, le 6 juin, un technicien surveille la progression du crawler-transporter 2 (CT-2) alors qu'il soulève le lanceur mobile ( ML - Mobile Launcher) de quelques centimètres.

Trois levages ont été effectués pour tester et valider les procédures, vérifier les positions du crawler, confirmer le poids du lanceur mobile et développer une base de référence pour l'analyse modale.

(L'analyse modale est le domaine de la mesure et de l'analyse de la réponse dynamique de structures, fluides ou autres systèmes pendant leur utilisation.)
 

Quelques nouvelles du CT-2 et du "Flame Trench" du pad 39B

Pendant ce temps, le nouveau déflecteur de flamme principal, essentiel pour dévier en toute sécurité l'échappement du panache du massif SLS vient d'être mis en place.

Mesurant environ 17 mètres de large, 13 de haut et 21 de long, le côté nord du déflecteur est incliné d'environ 58° et détournera les gaz d'échappement, la pression et la chaleur intense de la fusée vers le nord, lors du décollage.

Deux déflecteurs latéraux seront bientôt installés. Ils aideront à protéger le véhicule et les structures environnantes du bruit des boosters à propergol solide pendant le décollage.

La construction a débuté sur le déflecteur de flamme principal en juillet 2017. Il incorpore plusieurs approches nouvelles de conception, telles des plaques de revêtement en acier, une structure ouverte sur le côté sud et une configuration qui maximise la fonctionnalité avec les lanceurs commerciaux. Le côté sud ouvert permet un accès facile pour l'inspection, l'entretien et la réparation.

Les épaisses plaques d'acier sont conçues pour résister au gaz d'échappement et à la chaleur de plusieurs lancements. Celles les plus proches qui commencent à s'éroder en premier pourront être remplacées plus facilement.

De nouvelles conduites d'eau utilisées pour l'insonorisation ont aussi été installées sur la crête du déflecteur afin de refroidir la tranchée principale et absorber et rediriger les ondes de choc tout en réduisant les niveaux sonores.

La tranchée sous la dalle a été entièrement rénovée en 2017. Toutes les briques de l'époque Apollo ont été enlevées et de nouvelles plus résistantes à la chaleur ont été installées depuis le déflecteur de flamme jusqu'à l'extrémité nord des murs.

Environ 100 000 briques de trois tailles différentes, ont été fixées aux murs à l'aide de mortier de collage. Dans les zones où la température et la pression sont importantes, des ancrages en tôle d'acier ont été fixés aux murs à intervalles réguliers pour renforcer le système de brique.

Un aspect clé de l'approche de ce programme en matière de viabilité et d'abordabilité à long terme est de rendre cette infrastructure de traitement et de lancement disponible pour des clients commerciaux et gouvernementaux, répartissant ainsi le coût entre plusieurs utilisateurs et réduisant le coût d'accès à l'espace.

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Assemblage d'Orion EM-1

3 Juin 2018 , Rédigé par De Martino Alain

Enfin quelques photo des ingénieurs de chez Lockheed Martin qui assemblent le module d'équipage Orion au Kennedy Space Center Operations and Checkout building.

Assemblage d'Orion EM-1
Assemblage d'Orion EM-1
Assemblage d'Orion EM-1
Assemblage d'Orion EM-1
Assemblage d'Orion EM-1
Assemblage d'Orion EM-1
Assemblage d'Orion EM-1
Assemblage d'Orion EM-1
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