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Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Des tests qui éprouvent le sécurité au lancement et à l'amerrissage

27 Mars 2019 , Rédigé par De Martino Alain

La semaine dernière, entre le 18 et le 22 mars, les ingénieurs ont effectué deux tests clés afin de s’assurer qu’Orion était prêt au décollage mais aussi à son retour en mer lors de ses missions vers la Lune.

Tout d’abord, dans son usine d'Elkton, dans le Maryland, les équipes de Northrop Grumman ont testé avec succès l'un des moteurs du système d’abandon, chargé de mettre l'équipage en sécurité en cas d'urgence lors du lancement.

Le moteur qui a été testé est celui du contrôle d'attitude. Il est responsable de l'orientation du module d'équipage en vue de son amerrissage dans l'éventualité d’une défaillance qui se produirait lors du lancement ou de l'ascension. Le moteur est essentiel car il aide à stabiliser Orion et à contrôler sa trajectoire à mesure qu’il s’éloigne de la fusée. Au cours de cet essai de 30 secondes, le moteur a produit plus de 3 tonnes de poussée à partir de ses huit vannes. Ce test était le premier d’une série d’évaluations visant à qualifier le moteur de contrôle d’attitude pour les missions habitées.

Le système d'abandon au lancement d'Orion (LAS pour Launch Abort System) est positionné sur le module d'équipage et est conçu pour protéger les astronautes lors du lancement. Il peut s’activer en quelques millisecondes pour mettre le module d’équipage en sécurité si nécessaire. Il se compose de trois moteurs de fusée solides: le moteur d'abandon qui éloigne le module d'équipage du lanceur, le moteur de contrôle d'attitude qui peut diriger Orion dans n'importe quelle direction à la demande et le moteur de largage qui s'enflamme pour séparer le système d'interruption au lancement du vaisseau spatial de sorte qu’Orion soit libre de déployer ses parachutes pour faciliter son atterrissage.

Le deuxième test effectué a été réalisé au large des côtes d’Atlantic Beach, en Caroline du Nord, où des ingénieurs ont testé le système de redressement du module d’équipage (CMUS pour Crew Module Uprighting System) afin de s’assurer que la capsule peut être orientée vers le haut après son amerrissage.

En effet, dans le scénario idéal, le vaisseau spatial est orienté avec le bouclier thermique dans l’eau et les fenêtres et trappes hors de l’eau. Mais, il pourrait également amerrir avec la partie supérieure immergée et le bouclier thermique face au ciel. La CMUS déploie alors une série de cinq airbags orange vif pour retourner la capsule dans le bon sens. Il faut moins de quatre minutes au système pour la redresser.

Dans une situation d'amerrissage parfait après la mission, les cinq coussins gonflables d'Orion se déploieront pour réorienter la capsule. Bien que ce soit le scénario le plus probable pour la récupération de la capsule, la NASA a pour objectif d'être prête à toute situation. Plusieurs tests effectués avec une maquette d’Orion ont montré que même si l’un des airbags ne se gonflait pas, la CMUS serait toujours en mesure de fonctionner comme prévu.

Le système avait déjà été testé au Neutral Buoyancy Lab, une piscine géante située au Johnson Space Center à Houston, principalement utilisé pour la formation d’astronautes, ainsi qu’au large des côtes de Galveston, au Texas. Les ingénieurs ont souhaité également tester le système de redressement dans des vagues plus difficiles, semblables à celles où devrait amerrir Orion, et ils se sont associés aux Gardes côtes pour tester la CMUS dans l'océan Atlantique.

Quatre configurations CMUS différentes ont été testées pendant plusieurs jours qui ont permis de vérifier la capacité du système à fonctionner dans des conditions de vagues variables et de montrer comment la CMUS protégerait l'équipage dans un large éventail de scénarios d'amerrissages.

Des tests qui éprouvent le sécurité au lancement et à l'amerrissage
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Petit modèle, grande science : Test d'un modèle de bouclier thermique Orion de 15 cm à Mach 6

8 Mars 2019 , Rédigé par De Martino Alain

L'équipe d'aérosciences dédiée à Orion a effectué plus de 30 tests à travers les États-Unis afin d'étayer le programme, en étudiant le réchauffement du vaisseau spatial lors de son retour dans l'atmosphère terrestre. 

Les essais ont récemment pris fin au Centre de recherche Langley de la NASA à Hampton, en Virginie, avec un modèle de bouclier thermique de seulement 15 centimètres de diamètre dans une soufflerie Mach 6 de 50 centimètres. L'équipe comprend des ingénieurs de Langley, du Johnson Space Center de la NASA à Houston (Texas) et du centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley.

Le bouclier thermique d’Orion a été repensé et est passé d'une seule pièce à plusieurs blocs de matériau suite au vol expérimental (EFT-1) de 2014. Cette nouvelle conception introduit plusieurs inconnues qui ont conduit à des essais supplémentaires mais aussi à une réduction des risques.

Petit modèle, grande science : Test d'un modèle de bouclier thermique Orion de 15 cm à Mach 6

Les ingénieurs ont testé cette nouvelle conception pour étudier les effets de la structure en blocs pouvant perturber la circulation de l'air et créer des points de chaleur localisés. Comprendre ces deux effets est essentiel pour confirmer que le bouclier thermique protégera avec efficacité les astronautes lors de leur rentrée.

Les tests effectués à une aussi petite échelle permettent des économies de temps et d’argent avec la même précision que les modèles à grande échelle.

"De nombreux essais ont été réalisés avec d'autres modèles plus importants sur d'autres sites, mais l'installation de Langley a permis d'examiner de nombreuses variantes de manière rapide et rentable", a déclaré Rick Thompson, responsable adjoint de l'équipe des sciences aérothermiques d'Orion.

Le modèle de bouclier thermique Orion de 15 centimètres a été usiné afin de représenter toutes les caractéristiques à petite échelle, notamment les modèles attendus lorsque le bouclier thermique ablate ou brûle lentement comme prévu pendant le vol de rentrée.

Petit modèle, grande science : Test d'un modèle de bouclier thermique Orion de 15 cm à Mach 6
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