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Une nouvelle technique d'entrée pour Orion lors de la mission Artemis 1
Lorsque le vaisseau spatial Orion s’approchera de la Terre après sa mission Artemis 1, il tentera pour la première fois pour un vaisseau spatial habitable, une entrée atmosphérique par rebond - une manœuvre conçue pour localiser précisément son point d'atterrissage dans l'océan Pacifique.
Au cours de ce rebond, Orion plongera dans la partie supérieure de l'atmosphère terrestre et utilisera cette atmosphère, ainsi que le redressement de la capsule, pour rebondir hors de l'atmosphère, puis rentrera de nouveau pour la descente finale sous parachutes et l’amerrissage.
« L'entrée par rebond aidera Orion à atterrir plus près de la côte des États-Unis, où les équipes de récupération l’attendront » a déclaré Chris Madsen, directeur du sous-système de guidage, de navigation et de contrôle d'Orion. « Lorsque nous piloterons l'équipage d’Orion lors d’Artemis 2, la précision d'atterrissage nous aidera vraiment à nous assurer que nous sommes capables de récupérer rapidement les astronautes et réduire le nombre de ressources stationnées dans l'océan Pacifique. »
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En effet, lors des missions Apollo, le vaisseau spatial entrait directement dans l'atmosphère terrestre et ne pouvait ensuite parcourir que jusqu'à 2800 km au-delà du point d’entrée atmosphérique avant d’amerrir. Cette portée limitée exigeait que des navires de la marine américaine soient stationnés dans plusieurs endroits éloignés. En utilisant une entrée par rebond, Orion peut voler jusqu'à près de 9000 km au-delà du point d'entrée, permettant au vaisseau spatial de se poser avec plus de précision. L'entrée par rebond permet en fin de compte au vaisseau spatial d'amerrir avec précision et de manière cohérente sur un même site d'atterrissage, quel que soit le moment et l'endroit d’où il revient.
Bien que ce concept existe depuis l'ère Apollo, il n'a pas été utilisé à l'époque car Apollo manquait de la technologie de navigation, de puissance de calcul et de la précision nécessaires.
« Nous avons repris une grande partie des connaissances acquises par Apollo et les avons intégrées dans la conception d'Orion, dans le but de fabriquer un véhicule plus fiable et plus sûr à moindre coût », a déclaré Madsen. « Certaines des nouvelles techniques que nous réalisons sont différentes et offrent plus de capacités qu’Apollo. »
L'entrée par rebond permettra également aux astronautes de subir des forces g plus faibles. Au lieu d'un seul événement d'accélération élevée, il y en aura deux mais inférieurs d'environ 4g chacun, permettant une conduite plus sûre et plus douce.
La division des événements d'accélération divise également le frottement atmosphérique, ce qui n'est pas une mince affaire pour un vaisseau spatial devant supporter jusqu’à 2800° C. La chaleur qu'il subira lors de la rentrée sera donc répartie sur deux événements, ce qui réduira le taux de chaleur dans les deux cas et en fera un trajet plus sûr pour les astronautes.
Au cours des missions Artemis, Orion amerrira à environ 80 km au large de San Diego, en Californie, où les équipes de secours seront proches et pourront récupérer rapidement le vaisseau spatial. Cette récupération rapide sera plus sûre pour les astronautes et plus rentable qu'Apollo en éliminant la nécessité pour la Marine de déployer beaucoup de navires dans l'océan cible.
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Nouvelle série de tests d'amerrissage pour Orion
Les ingénieurs du Langley Research Center de la NASA à Hampton, en Virginie, ont débuté une nouvelle série de quatre tests d'impact sur l'eau avec une version d'essai du vaisseau spatial Orion de la NASA. Les données issues de ces tests aideront les ingénieurs à mieux comprendre ce qu'Orion et son équipage peuvent subir lors de l'amerrissage sur l'océan Pacifique à la suite des missions Artemis à destination de la Lune.
Les tests, dans le bassin d'impact hydroélectrique du Langley's Landing and Impact Research Facility, simuleront quelques scénarios d'amerrissage aussi proches que possible des conditions réelles. Alors que la NASA a déjà effectué une série de tests précédents dans ce bassin il y a quelques années, ceux actuels utilisent une nouvelle configuration du module d'équipage qui représente la conception finale de l'engin spatial.
Les données de ces tests d'impact sur l'eau font partie du programme de test de qualification formel pour répondre à la conception structurelle et à la vérification des exigences avant Artemis 2, la première mission Artemis de la NASA avec équipage. Les informations aideront à alimenter les modèles informatiques finaux sur les charges et les structures avant le vol Artemis 2.
Mise à jour, 23 mai 2021 :
A la suite du troisième test de chute verticale réussi, des plongeurs de l'équipe de récupération en eau libre étaient sur place pour vérifier l'ajustement du matériel du collier de stabilisation gonflable que les plongeurs de l'US Navy placeront autour d'Orion au niveau de sa ligne de flottaison. Ce collier leur fournira une zone de travail lors de la récupération du vaisseau spatial après son amerrissage dans l'océan Pacifique.
Lors de ce test, l'équipe a vérifié l'ajustement du collier autour de la maquette, tout d'abord au sol, puis dans le bassin hydro-impact. Les plongeurs ont pu ainsi réaliser un contrôle d'ajustage et prendre les mesures nécessaires avant les dernières adaptations à réaliser pour Artemis II, première mission avec équipage.
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Le 20 mai, les ingénieurs du Langley Research Center ont terminé avec succès le dernier des quatre tests d'impact sur l'eau.
Ce test démontre un atterrissage "à l'envers" pouvant se produire lors de vents violents ou de vagues importantes. L'Orion qui volera possède des ballons qui se gonfleront pour corriger son orientation "à l'endroit" mais il peut rester dans cette position, sans danger, jusqu'à l'arrivée des équipes de récupération.
Le module de service européen pour la mission Artemis 1 est en cours d’alimentation.
L’ESM a tout d’abord été mis sous tension pour vérifier à nouveau ses systèmes après son court voyage de quelques kilomètres du Neil Armstrong Operations and Checkout facility au Multi Payload Processing Facility réalisé mi-janvier dernier.
Ensuite, il a été alimenté avec du MON3 (Mixed oxides of nitrogen), un mélange de deux oxydes d'azote utilisés comme comburant dans les propergols liquides azotés. Ce propulseur est toxique et possède un fort potentiel de corrosion, donc un grand soin a été pris pour protéger le personnel et l'intégrité de l'engin spatial pendant cette opération.
Après le comburant viendra le carburant (du MNH, monométhylhydrazine, utilisée comme ergol pour la propulsion spatiale) qui sera pompé dans les réservoirs du module de service européen. Pendant le fonctionnement des moteurs de vol, lorsque le carburant est mélangé avec l'oxydant dans les chambres de combustion du moteur, le mélange se dilate et se propage hors des buses du propulseur pour contrôler la trajectoire d'Orion pendant sa mission autour de la Lune et son retour sur Terre.
Le ravitaillement a commencé la semaine dernière et le chargement en MON3 s'est terminé le 1er avril. Le MMH suivra plus tard. Ensuite, le système sera alimenté en hélium à haute pression qui sert d'agent de pressurisation pour les réservoirs de propulseur du module de service européen, garantissant la pression correcte aux entrées du moteur.
Une fois que cela sera terminé, le vaisseau spatial sera déplacé vers le « Launch abort system facility », où il sera intégré au système d'interruption du lancement (LAS), avant d'être hissé au-dessus du lanceur dans le VAB, en attendant son déploiement vers la rampe de lancement et son lancement.
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Mise à jour, le 23 mai :
Le chargement du réservoir d'oxydant du module de service d’Artemis 1 par l'équipe EGS (Exploration Ground Systems) s'est terminé le 31 mars et la pressurisation pour le vol a été achevée le 1er avril 2021. 4,6 tonnes d’oxydant (Ox) ont été chargé et l'équipe a terminé les contrôles de pression des réservoirs.
Le 21 avril, le carburant a été à son tour chargé et le 22 avril, suite à l’intrusion d’un oiseau dans la highbay qui a lâché une déjection sur le vaisseau spatial, celui-ci s’est retrouvé sous une bâche en plastique afin de le protéger d’une nouvelle « attaque »…. Une « non-conformité » a donc été rédigée et l'ingénierie a évalué les mesures correctives à prendre. Le 10 mai, la situation était redevenue nominale sans que l’on sache ce qui a été fait (sans doute, un simple nettoyage).
Le 18 mai, le chargement en carburant du module d’équipage Orion était terminé.
