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Préparatifs pour l’Abort Ascent-2 d'avril 2019
D’ici 8 mois, en avril 2019, doit avoir le second test d’abandon au lancement (AA-2 – Abort Ascent-2) d’une maquette à l’échelle 1 d’Orion.
Construite au Langley Research Center de la NASA à Hampton, en Virginie, dès février dernier, elle a été soulevée et basculée sur le côté pour déterminer son poids et son centre de gravité. En effet, pour obtenir des résultats précis lors du test à la base de Cap Canaveral, ce module d’équipage simplifié doit avoir la même forme extérieure et la même distribution de masse que le vrai module Orion dans lequel les astronautes embarqueront lors des missions futures.
Transporté ensuite au Johnson Space Center à Houston, les ingénieur l'ont équipé en avionique, alimentation, logiciel, instrumentation et d'autres éléments nécessaires à l'exécution du test en vol tels que des capteurs et simulateurs de masse.
Le 23 août, la maquette est arrivée au centre d’essai de Plum Brook Station à Sandusky, dans l’Ohio. afin d’y subir une série de tests acoustiques qui générera une importante somme de données. Un maximum de 155 décibels lui fera subir un stress comparable à ce qu’elle éprouvera lors de son lancement.
Le test d'abandon au lancement sera réalisé à partir du complexe de lancement 46 (SLC-46) de Cap Canaveral. L’essai qui durera 3 minutes propulsera le véhicule à une altitude d’environ 31000 pieds (9500 mètres) et à une vitesse de Mach 1,3 - l’altitude et la vitesse auxquelles le véhicule subira une pression aérodynamique maximale ou Max Q.
À ce moment-là, 55 secondes après le lancement, les moteurs d’abandon et de contrôle d’attitude du LAS (Launch Abort System) construit par l’opérateur Orbital ATK, s’allumeront et éloigneront l’engin spatial de son lanceur. C’est le démarrage et la mise à feu de ces moteurs, si proches au-dessus de la capsule, qui seront testés acoustiquement à Plum Brook Station grâce aux niveaux sonores élevés que le test fera subir à la maquette.
Cependant, pour AA-2, la maquette de la capsule n'est pas équipée de parachutes. Après sa séparation de la tour d’éjection, elle va tout simplement retomber en chute libre, après avoir transmis ses données et largué douze enregistreurs de données de sauvegarde, qui tomberont dans l’océan, en contrebas. Seuls les enregistreurs de données de sauvegarde flottants seront récupérés.
Un test d’éjection de ces boîtiers a d’ailleurs été réalisé avec succès début août afin d’être sûr qu’ils réagiront correctement aux multiples éléments qu'ils rencontreront du ciel jusqu'à l'océan. Cet essai c’est déroulé à partir d’un hélicoptère qui a décollé du Shuttle Landing Facility à Cap Canaveral, est monté à 5000 pieds (1500 mètres), a largué une capsule qui elle-même a largué les boîtiers pour l’essai de chute libre avant que des bateaux ne les recherchent et récupèrent avec succès en mer.
Bardé de 223 capteurs, la maquette d’Orion sera confinée dans son carénage et surmontée de la tour de lancement dans lesquels sont installés quelques 450 capteurs. Un anneau de séparation reliera le tout au booster de lancement.
Construit lui aussi à Langley, il connecte donc le module d'équipage mais fournit aussi de l'espace et du volume pour les mécanismes de séparation par composants pyrotechniques, et d'instrumentation lors du test. L’anneau a quitté Langley le 20 août et est arrivé au Johnson Space Center le 24 pour s’accoupler avec le module d’équipage.
EM-2 en route pour le KSC
La cuve pressurisé qui constitue le squelette d'Orion EM-2, premier vaisseau spatial habité, est terminée. La septième et dernière soudure structurelle majeure, appelée soudure de fermeture, a été achevée fin juillet au MAF ( Michoud Assembly Facility) de la Nouvelle-Orléans.
Ce « récipient » sous pression est le cinquième achevé au MAF depuis 2010 avec le GTA (Ground Test Article) achevé mi-2010, le vol d’essai EFT-1 mi-2012, EM-1 début 2016 et l'article de test structurel (STA) fin 2016.
Après l'achèvement de la soudure de fermeture, une série de contrôles post-soudure a été effectuée avant la pose d'un apprêt de couleur vert clair qui recouvre les surfaces de la structure en alliage d'aluminium afin d’empêcher toute corrosion.
Orion EM-2 est maintenant prêt pour son voyage par voie terrestre vers le KSC pour son assemblage final. Là-bas, il sera mis sous pression afin de vérifier sa bonne étanchéité puis passé aux rayons X afin de s’assurer que toutes les soudures sont parfaites et qu’il n’y a pas de fissures.
Une visite du centre par l'administrateur de la NASA Jim Bridenstine accompagné du directeur de programme Mark Kirasich, a eu lieu juste avant que le vaisseau ne prenne la direction de son site de lancement en Floride.
Installation du bouclier thermique sur Orion EM-1
Au cours de la première mission d'exploration (EM-1), le vaisseau spatial Orion inhabité sera lancé sur la fusée SLS et commencera un voyage de trois semaines dans l'espace. À son retour, le bouclier thermique devra résister à des températures de près de 3000°C lors de sa rentrée dans l’atmosphère terrestre avant d’amerrir dans l’océan Pacifique.
Des ingénieurs et techniciens de Lockheed Martin au Kennedy Space Center de la NASA, en Floride, ont récemment fixé le bouclier thermique au bas du module d'équipage, en utilisant 68 vis. Conçu et fabriqué par l'entrepreneur principal Lockheed Martin, le bouclier thermique est comme un puzzle complexe avec des pièces qui doivent toutes s'adapter parfaitement. Avant l’installation finale, une vérification de l’ajustement a été effectuée pour s’assurer que tous les boulons sont correctement alignés.
« L’installation du bouclier thermique du module équipage EM-1 est une étape importante qui marque le début de la phase finale de l’assemblage du module équipage » a déclaré Jules Schneider, responsable chez Lockheed Martin des opérations sur Orion pour le KSC. « Lorsque le bouclier thermique est installé, l'accès aux composants devient plus difficile et, dans certains cas, impossible. Donc, en installant ce bouclier, il est crucial qu'un certain pourcentage du vaisseau spatial soit terminé."
Mesurant 5 mètres de diamètre, le nouveau bouclier thermique d'Orion est le plus grand du genre développé pour les missions qui transporteront des astronautes. La structure de base de l'écran thermique comporte une ferme en titane recouverte d'un substrat composite ou d’une peau, composée de couches de matériau en fibre de carbone.
Par un nouveau processus, plusieurs grands blocs d'un matériau ablatif appelé Avcoat ont été produits au Michoud Assembly Facility à la Nouvelle-Orleans par Lockheed Martin. Ils ont été expédiés au KSC où les techniciens de Lockheed Martin les ont usinés fin de réaliser plus de 180 blocs unitaires et les ont collés sur la surface du bouclier thermique.
Pour combler les minuscules espaces entre les blocs, des joints ont été remplis d'un mélange qui, avec le temps, deviendra solide. Les techniciens ont appliqué une couche de peinture époxy blanche sur la surface du bouclier, puis ont appliqué du ruban aluminisé après le séchage de la surface peinte. Ce matériau offre une résistivité superficielle et absorbe la chaleur solaire et les émissions infrarouges.
«L’assemblage, le test et l’installation du bouclier thermique du module d’équipage EM-1 ont permis d’apprécier ses techniques de conception et d’assemblage novatrices», a déclaré Amy Marasia, responsable des opérations de production de la NASA.
Bien que l'Avcoat ne soit pas nouveau dans les vaisseaux spatiaux - il était utilisé sur les boucliers thermiques d'Apollo et lors du vol-test EFT-1 - la technique consistant à utiliser des blocs au lieu d'injecter le matériau ablatif dans des alvéoles se révèle être un véritable gain de temps.
« L'avantage de passer du système en nid d'abeilles aux blocs est que nous pouvons maintenant installer les blocs d’Avcoat en même temps que la structure d'Orion se construit, ce qui fait gagner du temps », a déclaré John Kowal, directeur du système de protection thermique d’Orion de la NASA au Centre spatial Johnson à Houston. « Avant, lors d’EFT-1, nous devions attendre que le support soit terminé avant d’y appliquer directement l'Avcoat »
Lors de sa première mission autour de la Lune, les ingénieurs surveilleront les performances des systèmes d'Orion dans l'environnement spatial lointain et son retour sur Terre. Lors de la rentrée, le matériau ablatif des blocs d’Avcoat brûleront, dissipant essentiellement la chaleur grâce aux gaz créés pendant le processus d'ablation.
Succès des tests sur le bras d'accès de l'équipage
Losrque les astronautes se prépareront à voyager vers des destinations au-delà de l'orbite terrestre basse, leur dernière étape avant de monter à bord du vaisseau spatial Orion se fera par le bras d'accès de l'équipage (CAA - Crew Access Arm) du lanceur mobile (ML - Mobil Launcher).
En début de l’année, le CAA a été installé sur le lanceur mobile et des techniciens et ingénieurs du système d'exploitation-sol du Kennedy Space Center ont récemment testé le bras, confirmant qu'il fonctionnait comme prévu.
Le bras étant conçu pour tourner de sa position rétractée à son alignement avec la trappe d'équipage d'Orion, « ce fut le premier test de pivotement fonctionnel pour le Crew Access Arm », a déclaré Cliff Lanham, chef de projet du lanceur mobile. « Avant les tests, nous avons vérifié son attachement mécanique, l’hydraulique et le câblage pour nous assurer que tout fonctionnerait correctement. »
Durant toute la phase d'essais, plusieurs mouvements du bras ont été contrôlés par les systèmes du lanceur mobile. Ces essais était également importants en raison du prochain déménagement du lanceur mobile de son site attitré vers le bâtiment d'assemblage de véhicules (VAB) car le bras devra être en position dépliée à l’intérieur du VAB, des contraintes d’espace ne permettant pas de l’y faire pivoter.
Les futurs tests à l'intérieur du VAB sont conçus pour garantir que tous les systèmes fonctionnent correctement en connexion avec le VAB avant l’installation du premier SLS et d’Orion pour la mission EM-1.
Peu de choses à se mettre sous la dent cet été, sinon:
L'exposition, le 22 juillet sur la pelouse sud de la Maison Blanche à Washington du vaisseau Orion EFT-1 qui a volé en décembre 2014, à l'occasion de l’événement "Made in America" qui présente ce que l'industrie et l'innovation américaines peuvent offrir de meilleur.
Et l'achèvement fin juillet des soudures sur le vaisseau EM-2 par les techniciens de Lockheed Martin au Michoud Assembly Facility de la Nouvelle-Orléans, en Louisiane.
