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Les moteurs de l'ESM
Une fois Orion sorti des contraintes de la gravité terrestre, il devra utiliser les moteurs du module de service de l'ESA pour naviguer et s'orienter dans l'espace.
Un total de 33 moteurs de trois types différents fournissent une poussée pour manœuvrer le vaisseau spatial sur tous les axes.
1 - Le moteur principal de la première mission est une réutilisation d’un des moteurs du système de manœuvre orbital (Orbital Maneuvering System - OMS) de la navette spatiale qui a déjà volé dans l'espace. Ce moteur fournit 25,7 kN, assez pour soulever une fourgonnette et peut pivoter en tangage et en lacet.
Orbital Maneuvering System - OMS
2 - Huit propulseurs sont placés à titre de secours et fournissent 490 N chacun - suffisamment pour soulever 50 kg sur Terre. Ceux-ci sont fixés au bas du module de service pour fournir des corrections d’orbite et en tant que sauvegarde du moteur principal.
3 - Enfin, 24 moteurs plus petits regroupés dans six modules permettent un contrôle d’attitude. En position fixe, ils peuvent être déclenchés individuellement en cas de nécessité pour déplacer le vaisseau spatial dans différentes directions et le faire pivoter dans n’importe quelle position.
Moteur de 220 N d'Airbus
Le combustible est stocké dans quatre réservoirs d’une épaisseur d’un centimètre et de 2 000 litres de contenance situés à l'intérieur du module de service : des oxydes d'azote mélangés (Mixed Oxides of Nitrogen - MON) en tant qu'oxydant et du monométhylhydrazine(MMH) en tant que carburant. Les réservoirs retiendront le carburant sous une pression de 25 bars avec une capacité totale de neuf tonnes. L'hélium de deux réservoirs supplémentaires pousse les propergols dans les moteurs.
Le module de service européen entre également en action en cas d’abandon au lancement. Orion est encapsulé sous le système d'interruption de lancement qui propulse la capsule de l'équipage à l'écart du danger pendant les phases initiales de lancement, la ramenant au sol à l'aide d'un parachute. Mais en altitude, le système d'abandon du lancement est largué et en cas de problème, le module de service prend le relais et sépare Orion de son lanceur pour le diriger vers un retour sur Terre en toute sécurité.
Détails techniques:
- Trois types de moteur
- Un seul moteur du système de manœuvre orbital de la navette spatiale de 25,7 kN, articulé pour les lacets et le tangage.
- Huit propulseurs auxiliaires fixes de 490 N, modèle R-4D-11, construits par Aerojet.
- 24 Moteurs de système de contrôle d’attitude de 220 N, répartis dans six modules de quatre, construits par Airbus.
- Quatre réservoirs de combustible
- 2000 litres de capacité chacun.
- Diamètre de 1154 mm, hauteur 2542 mm.
- Pressurisé à 25 bars.
- Deux avec des oxydes d'azote mélangés (MON).
- Deux avec le monométhylhydrazine (MMH).
- Neuf tonnes de capacité totale de carburant.
- Structure environnante
- Deux réservoirs d'hélium à haute pression.
- Les systèmes de contrôle de pression.
- Le système de capteur avec électronique d'entraînement.
- Les lignes propulsives avec vannes d'arrêt.
- Les filtres.
Tests de débit d'eau au Pad 39B et de rétraction de l'ombilical d'Orion sur le ML
Le 15 octobre, les systèmes d'exploration-sol (Exploration Ground Systems) ont réalisé deux essais de débit d'eau du système de protection contre les surpressions et la suppression du son (Ignition Overpressure Protection and Sound Suppression - IOP/SS) au complexe de lancement 39 B du Kennedy Space Center. A son niveau maximum, l'eau a atteint une hauteur d'environ 30 mètres au-dessus de la surface du Pad.
Lors du lancement d'EM-1 et des missions ultérieures, ce système de déluge libérera environ 1700 m³ d'eau sur le lanceur mobile et le déflecteur de flamme afin de réduire la chaleur et les énergies extrêmes générées par la fusée lors de sa mise à feu et de son décollage.
Le 17 octobre, le premier essai de rétraction à grande vitesse de l'ombilical du module de service d'Orion (Orion Service Module Umbilical - OSMU) installé sur le lanceur mobile (Mobil Launcher - ML) a été effectué. L'essai a vérifié l'alignement du bras ombilical, la vitesse de rotation et les systèmes de verrouillage. L'OSMU a pour rôle de transférer l'énergie, les données et le liquide de refroidissement pour l'électronique, et purger l'air pour les contrôles environnementaux du module de service Orion et du système d'abandon au lancement.
L'ESM-1 prêt pour être transféré au KSC
Le premier module de service construit en Europe pour le vaisseau spatial Orion est enfin prêt à être expédié aux États-Unis pour sa préparation finale avant son lancement prévu mi-2020.
Lors d'une conférence de presse qui s'est tenue à Brème en Allemagne le 3 octobre, dans le cadre du 69e Congrès astronautique international (IAC), des représentants de la NASA, de l’ESA et des entreprises associées au programme ont déclaré que le premier module de service européen, la "centrale électrique" d’Orion, devrait être expédiée d'une usine d’Airbus voisine, à la fin du mois
« Nous prévoyons de l'expédier le 29 octobre », a déclaré Nico Dettmann, responsable du groupe de développement de l'exploration de l'ESA. « Certains tests finaux du module de service pourraient retarder cette expédition d'une semaine », a-t-il déclaré, « mais nous sommes très confiants pour la date du 29. »
Le module de service sera envoyé au Kennedy Space Center, où il sera couplé au module d'équipage Orion déjà présent et fera l'objet de tests supplémentaires en vue de son lancement sur le SLS. « Ce module d’équipage est effectivement achevé », a déclaré Mike Hawes, vice-président et directeur du programme Orion chez Lockheed Martin, malgré quelques travaux nécessitant le remplacement de boîtiers d’avioniques. « L'équipe américaine est prête », a-t-il déclaré.
Le développement du module de service a subi des retards importants en raison de problèmes techniques qui ont obligé Lockheed à fournir certains de ses techniciens à Airbus, le maître d’œuvre du module, pour accélérer les choses.
« Le premier exemplaire a toujours le caractère d'être le premier du genre », a déclaré Oliver Juckenhöfel, vice-président des services en orbite et de l'exploration chez Airbus. Il a ajouté que la société intégrait les leçons tirées du premier module de service pour les prochains, ainsi que des améliorations de conception et d'autres modifications visant à réduire sa masse.
Certains de ces changements devront refléter le fait que, contrairement au vol de mission d'exploration non habité (EM) 1 pour lequel le premier module de service a été construit, les futures missions d'Orion seront dotées d'un équipage. « Pour la mission EM-1, nous avons bénéficié de certaines circonstances qui nous ont permis de déroger aux exigences car il n'y avait pas d'équipage à bord », a déclaré Dettmann. « Il y a une obligation stricte de les corriger pour EM-2. »
La livraison du module de service dans les semaines à venir permettra à la mission de rester sur la bonne voie pour un lancement en 2020. « Si nous obtenons le module de service d’ici novembre, nous visons une date de lancement d’EM-1 pour juin 2020 », a déclaré Kirasich, responsable du programme Orion à la NASA.
D’autre part, Airbus a déjà commencé la construction du deuxième et même du troisième module de service, a déclaré Juckenhöfel. Le développement de ces modules implique un ensemble complexe de contrats pour l'ESA, notamment avec Airbus et des accords avec la NASA, ainsi qu'un soutien des États membres de l'ESA.
David Parker, directeur de l'exploration humaine et robotique à l'ESA, a déclaré que le Conseil de l'ESA avait donné son accord en juin pour commencer à acheter le troisième module de service. « Nous sommes en train de passer un contrat commercial avec Airbus, dans l'attente d'une proposition », a-t-il déclaré. « Les articles à long délai de livraison sont déjà sous contrat, alors tout est opérationnel. »
Le quatrième module de service sera inclus dans le paquet de propositions que les États membres de l'ESA examineront lors de la prochaine réunion ministérielle de fin 2019. À long terme, Parker a déclaré que l'ESA envisageait l'achat en bloc de plusieurs autres modules de service au-delà du quatrième. À ce stade du développement du module, a-t-il noté, la conception devrait être stable, ce qui rendrait un tel accord possible.
Dans le même temps, Parker a déclaré que l'ESA avait « des discussions en cours » avec la NASA sur un accord pour fournir ces modules de service. Les deux premiers modules de service ont été fournis par l'ESA en échange de services logistiques ISS. « Cet accord futur », a-t-il déclaré, « pourrait faire partie d'un ensemble d'exploration plus large qui comprendra également des contributions européennes à au Lunar Gateway (LOP-G). »
Un tel accord pourrait inclure des dispositions permettant aux astronautes de l'ESA de voler lors de futures missions Orion. « Le but est évidemment d’avoir un astronaute européen » en mission, a-t-il déclaré.
