Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Les ingénieurs à l’intérieur du bâtiment du Lockheed Martin's Waterton dans le Colorado mènent une série de tests afin de confirmer que la structure d’Orion est saine et prête pour ses missions spatiales.

Chez Lockheed Martin, à la nouvelle-Orléans, en Louisiane, des techniciens terminent les premières soudures sur le module d’Orion EM-2 qui transportera des astronautes au-delà de la lune.

Et pendant ce temps-là, un module-test d’Orion pour un essai d’abandon au lancement à venir est transféré au Joint Base Langley-Eustis pour une mise en peinture.

Le 17 janvier l’USS Anchorage (LPD 23) a quitté la base navale de San Diego pour effectuer un test de récupération d’Orion (URT - Underway Recovery Test) en coopération avec la NASA au large de la Californie du Sud.

6 ème URT réalisé, il a eu pour but de mettre en pratique et d’évaluer en toute sécurité les processus, procédures, matériel de récupération ainsi que le personnel dans un environnement océanique réel qui sera utilisé pour récupérer le vaisseau spatial Orion à son retour sur Terre.

C’est la quatrième fois que l’USS Anchorage participe à une mission URT avec la NASA. Tout au long de l'histoire du programme, une variété de navires LPD de classe San Antonio a été utilisée pour former et préparer la NASA et la Marine, en utilisant une maquette de la capsule d’Orion appelée BTA - Boiler Plate Test Article, d’à peu près la même taille, même forme et de même centre de gravité que le vrai module d'équipage.

Pendant URT-6, l'équipe de pont d'Anchorage, spécialement formée, a surveillé les opérations pendant de petits bateaux transportant des plongeurs de la Marine et l'équipe de récupération de la NASA manœuvraient aux côtés de la maquette pour installer les câbles de remorquage qui guident la capsule vers l’Anchorage alors que le navire opère en toute sécurité aux alentours.

Menant à la fois les opérations de récupération diurnes et nocturnes, les membres de l'équipage de la NASA ont travaillé aux côtés de la Marine pour gérer la façon dont la capsule est ramenée, déposée et stockée en toute sécurité à bord.

La NASA prévoit d'effectuer 3 missions URT supplémentaires avant le lancement d'EM-1.

Le patch de la mission EM-1 représente le Space Launch System (SLS) transportant le vaisseau spatial Orion et décollant du pas de tir LC 39B du Kennedy Space Center à Cap Canaveral, en Floride. La forme triangulaire représente les trois principaux programmes qui composent cette mission, à savoir Orion, le SLS et les systèmes-sol (Exploration Ground Systems). Il constitue une forme classique des emblèmes des missions de la NASA remontant à l'ère de la navette. 

Plusieurs éléments du design ont une signification symbolique pour ce vol historique. Le triangle en argent entourant le patch est un clin d'œil au vaisseau spatial Orion argenté, accouplé au module de service européen, qui parcourra les 65 000 km au-delà de la Lune dans l'espace lointain. La fusée orange et les flammes représentent la puissance de feu du SLS. Le décor est l'aire de lancement historique 39B, représenté par les trois tours anti foudre. Les trajectoires de la mission en rouge et bleue entourant la pleine lune blanche soulignent avec fierté le travail acharné, la tradition et le dévouement de cette mission américaine tout en rendant hommage au partenariat international de la NASA avec l'ESA (Agence spatiale européenne). 

L'emblème Exploration Mission-1 a été conçu en collaboration avec les équipes travaillant pour les programmes Deep Space Exploration Systems, incluant Orion, le SLS et l’Exploration Ground Systems, situés au siège de la NASA à Washington, au Glenn Research Center à Cleveland, au Johnson Space Center à Houston, au  Marshall Space Flight Centre à Huntsville, Alabama et au KSC.

Parce que la mission inaugurale du SLS et d'Orion est inhabitée, les équipes du programme ont eu l'occasion rare de concevoir le patch de la mission. Pour l’Exploration Mission-2, qui volera avec équipage, il sera conçu par le bureau des astronautes de la NASA avec l'aide de l'équipage qui volera lors de cette deuxième mission.

Les ingénieurs ont retourné l'adaptateur d’Orion - matériel de vol qui transportera aussi 13 petits satellites lors d’EM-1.

Le fait de pivoter cette partie qui permet d’adapter le vaisseau spatial au second étage de propulsion du SLS, l’ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage), autorise l’installation d’un « diaphragme », une barrière qui sépare le SLS d'Orion.

C’est l'une des dernières étapes de sa construction avant sa livraison par l’avion-cargo Guppy au Centre spatial Kennedy à Cape Canaveral, en Floride, pour préparer le lancement.

Là-bas, l'adaptateur construit au MSFC à Huntsville, en Alabama, sera installé entre Orion et l’ICPS, déjà sur place depuis 2017.

Cette année, la NASA a pour objectif de terminer la fabrication de tout le matériel majeur pour EM-1. Des avions, trains, camions et navires traverseront l'Amérique et les océans pour livrer du matériel pour l'assemblage et les essais des composants du vaisseau spatial Orion et du SLS tandis que les équipes du Centre spatial Kennedy prépareront l'infrastructure des systèmes-sol. Des essais auront lieu en haute mer, haut dans le ciel et entre les deux durant toute l'année et à travers tout le pays, non seulement pour EM-1 mais aussi pour toutes les missions ultérieures.

Orion

En début d’année, les ingénieurs du KSC assembleront le bouclier thermique d'Orion au module d'équipage. Cet accouplement est une étape cruciale avant que le module de service n’arrive d'Europe, en milieu d'année. Une fois livré, les techniciens l'équiperont pour l'accoupler avec le module d'équipage, raccordant les lignes de propulsion, l'avionique et d'autres connexions. Ensuite, les techniciens vérifieront que les modules d’équipage et de service ainsi reliés fonctionnent comme prévu et que le matériel répond aux exigences prévues avant d'expédier le tout vers Plum Brook Station à Sandusky dans l’Ohio en 2019. 

L'US Navy prendra la mer au large de la Californie en janvier pour évaluer comment elle prévoit de récupérer Orion après le vol d'essai EM-1.

À Yuma, en Arizona, les ingénieurs effectueront trois autres tests de qualification des parachutes pour les missions avec équipage et au White Sands Test Facility au Nouveau Mexique, les techniciens continueront les tests de vérification du système de propulsion du module de service européen.

Lockheed Martin, entrepreneur principal d'Orion à Denver, procédera à des tests de pression, d’acoustique, de pyrotechnie et autres afin de s'assurer qu'Orion résiste aux vibrations, aux charges, aux sons et aux explosions associés aux événements de séparation en vol. 

Le travail est déjà bien avancé et continuera pour le vaisseau spatial Orion qui transportera des astronautes sur Exploration Mission-2 (EM-2). Les techniciens souderont les éléments primaires de la structure d'Orion au Michoud Assembly Facility de La Nouvelle-Orléans et expédieront le vaisseau ainsi achevé au KSC d'ici la fin 2018.

Au Johnson Space Center à Houston, les ingénieurs examineront les systèmes de support-vie pour l’équipage et des astronautes et des sujets de test continueront les évaluations de l'interface « homme-machine ».

D’autres ingénieurs de la NASA préparent une version test du vaisseau spatial et de l'anneau de séparation pour un essai d’abandon au lancement d'Orion. Précurseur du vol en équipage EM-2, le test, appelé « Ascent Abort 2 », validera le fonctionnement du système d'abandon au lancement dans un environnement de vol dynamique.

Space Launch System

Les ingénieurs du SLS mettront les « bouchées doubles » pour achever toutes les différentes pièces du lanceur. Le centre Michoud subira une poussée d'activité, car cinq pièces structurelles majeures du SLS seront réunies pour former le corps central de 65 mètres de haut et les quatre moteurs RS-25 y seront installés. Les ingénieurs expédieront le tout à bord de la péniche Pegasus au Stennis Space Center près de Bay St. Louis, Mississippi, pour le test final de 2019, appelé test «green run», quand les quatre moteurs prendront vie et videront les réservoirs du lanceur contenant plus de 2,6 millions de litres de propergol en seulement huit minutes. Le centre nerveux de la fusée, l'avionique de base et les ordinateurs de vol termineront les tests de qualification et de fonctionnement et seront prêts pour la «green run». 

Les segments des propulseurs de la fusée construits par Orbital ATK dans l'Utah vont relier le KSC par voie ferrée où ils seront assemblés ainsi que les deux adaptateurs au lancement réalisés au Marshall Space Flight Center à Huntsville, en Alabama.

La barge Pegasus livrera l'adaptateur d’étage de 9 mètres de hauteur tandis que l'avion-cargo Guppy de la NASA apportera l'adaptateur d’étage pour Orion. Ce dernier connecte non seulement le véhicule Orion au SLS, mais sera également équipé de 13 petits satellites. 

Les essais du SLS se poursuivront alors que les articles de test structurel de l'étage principal pour le réservoir d'hydrogène liquide, l’intertank et le réservoir d'oxygène liquide arriveront au centre Marshall et seront installés dans des bancs d'essai qui simuleront le vol.

Pendant ce temps, les ingénieurs continueront la conception de l' « Exploration Upper Stage » pour une « Critical Design Review » fin 2018. Les plans prévoient l'utilisation de l'EUS sur EM-2. Les équipes du SLS continueront également à construire les composants de base et d'autres pièces de SLS et de tester les moteurs pour EM-2.

Systèmes-sol

Au printemps, le lanceur mobile (Mobil Launcher – ML) sera déployé sur le pas de tir 39B avant un contrôle d'ajustement qui vérifiera que toutes les connexions physiques entre le lanceur et les systèmes du pas de tir sont correctes avant de le déplacer dans le bâtiment d'assemblage du véhicule (VAB) pour le tester. Ces essais incluront des interfaces majeures telles que les mécanismes de montée, les conduites d'eau d’inhibition de surpression à l’allumage et d'insonorisation, ainsi que des interfaces plus petites comme les lignes d'alimentation en azote et en hélium gazeux et les plates-formes d'accès. Une fois les tests dans le VAB terminés, le lanceur mobile retournera sur le pas de tir pour plusieurs mois de tests complets. Au cours de l'été, les mises à jour logicielles critiques utilisées pour les commandes et le contrôle d'EM-1 seront terminées et les équipes se prépareront pour les missions habitées. 

Les ingénieurs des systèmes au sol commenceront les préparatifs de lancement d'EM-2 en fabriquant les ombilicaux qui desserviront les moteurs de l'EUS tant que la fusée est sur le pas de tir. Ils commenceront également la construction d'un réservoir de rétention d'hydrogène liquide qui sera pompé dans le cœur du SLS. 

Tout ce travail de la NASA et de ses sous-traitants permettra de préparer le terrain pour une année 2019 encore plus chargée, quand Orion et le SLS seront intégrés, testés et déployés sur la rampe de lancement - l'une des dernières étapes avant EM-1.

Et tous ces travaux fondamentaux réalisés en 2018 et 2019 permettront à la NASA de construire une infrastructure flexible, réutilisable et durable pour plusieurs décennies… pour un accès à l’espace profond de plus en plus complexe.

Construction terminée du banc d'essai du grand réservoir de carburant du SLS

La construction du banc d’essai structurel qui permettra les tests de résistance au lancement et à l’ascension du réservoir d'hydrogène liquide du SLS est terminée.

Ensemble, les réservoirs d'hydrogène liquide et d'oxygène liquide alimenteront quatre moteurs RS-25 avec près de 3 millions de litres de propergol super-refroidi, produisant une poussée totale de 900 tonnes à la base de l'étage central.

Simulation des conditions de lancement d'Orion pour l'équipage

Dans un laboratoire au Johnson Space Center à Houston, des ingénieurs ont simulé les conditions que les astronautes, dans leurs combinaisons spatiales à l’intérieur d’Orion, subiront pendant le lancement du SLS.

Fin de l’installation des plates-formes de travail dans le VAB pour le SLS

Au KSC, les ingénieurs ont terminé l'installation des 10 niveaux de plates-formes de travail, 20 au total, qui entoureront le SLS et Orion dans le VAB pour leurs traitements pré-mission.

Un arc-en-ciel lors d’un des tests du moteur RS-25.

La NASA a effectué huit essais de moteurs RS-25 en 2017. Quatre moteurs sont d’ores et déjà prêts pour la première mission, et les ingénieurs ont commencé les essais sur ceux de la deuxième mission qui transportera un équipage.

Les 10 segments pour les deux propulseurs d’appoint à propergol solide ont été moulés et sont en bonne voie d’être prêts pour le premier vol d'essai. Avec les boosters, la poussée totale au décollage dépassera les 3600 tonnes.

Grues et équipements utilisés pour la tour de services du SLS

La NASA a équipé la tour de services sur le « mobile launcher » de plusieurs connexions appelées ombilicaux, qui se connecteront à l'étage de base du SLS et aux deux propulseurs d’appoint, à l'étage de propulsion cryogénique et au vaisseau spatial Orion. Ils fourniront l'énergie, les communications, le liquide de refroidissement et le carburant.

Essai de roulage du transporteur à chenilles - Crawler-transporter

Le crawler-transporter 2 (CT-2) de la NASA a fait un essai de roulage le long sa piste au KSC pour déterminer sa dynamique structurelle et son environnement de charge après les mises à jour récentes réalisées. Le test a été effectué pour s'assurer que le robot est prêt à supporter Orion et le SLS.

Une section de test de moteur de SLS chargée sur la barge Pegasus

Un matériel d'essai de qualification structurel pour la section moteur du SLS a été expédiée du Michoud Assembly Facility au Marshall Space Flight Center à Huntsville, en Alabama à bord de la barge Pegasus.

Au MSFC, il a subi des essais de charges structurelles dans lesquels des vérins hydrauliques à commande électronique le poussaient, tiraient, tordaient et pliaient afin de garantir sa résistance aux forces extrêmes lors du lancement et de l'ascension. Cette section du moteur est située au bas de l'étage de base de la fusée, abritera les quatre moteurs RS-25 et servira de point de fixation pour les deux propulseurs d’appoint.

Test sous vide des combinaisons spatiales

Au centre spatial Johnson à Houston, des techniciens ont effectué un test de combinaison de pression sous vide pour vérifier les améliorations apportées au scaphandre spatial que les astronautes porteront dans le vaisseau spatial Orion.

Au cours de ce test, la combinaison est connectée à des systèmes de survie, puis l'air est retiré de la chambre à vide thermique pour évaluer la performance des combinaisons dans des conditions similaires à celles d'un engin spatial.

L’ogive d'Orion permet une échappatoire sûre pour les astronautes

À Sandusky, en Ohio, des ingénieurs ont reproduit, à  l’échelle 1, l'acoustique et les vibrations d'Orion subis lors de ses missions spatiales en utilisant un mur de haut-parleurs spécialisés.

Les panneaux de l'ogive protègent le module de l'équipage lors de la montée ainsi que des environnements acoustiques et vibratoires éprouvés lors du lancement.

Test de haute pression pour les parachutes d'Orion

En 2017, la NASA a mené avec succès trois tests dans le désert de Yuma en Arizona, visant à qualifier le système de parachute d'Orion pour les vols avec des astronautes. Chaque test a simulé un scénario possible que les astronautes pourraient rencontrer dans diverses conditions.

Dans une usine de Promontory, dans l'Utah, des ingénieurs ont aussi testé le moteur du système d'abandon au lancement d'Orion.

Les techniciens terminent les soudures à l'intérieur du réservoir d'oxygène liquide pour le premier vol du SLS

Les cinq parties principales - la section moteur, le réservoir d'hydrogène liquide, l'intertank, le réservoir d'oxygène liquide et la jupe avant - sont construites et prêtes à être équipées et testées. Elles seront reliées entre elles pour former l'étage de base, l'épine dorsale du SLS.

Pour construire les deux plus grandes structures de l'étage central - les réservoirs d'hydrogène liquide et d'oxygène liquide - la NASA a soudé les structures les plus épaisses jamais assemblées en utilisant la technique de soudage par friction auto-réactif.

L’étage central de test du SLS arrive à Michoud

Un étage central de test, similaire en taille, forme et poids à l'étage de base a été transporté à l'usine de montage Michoud de la NASA.

Pour réduire tout risque lors d’une première utilisation d'un matériel de vol spatial unique en son genre, l'agence utilise un étage factice pour tester les nouveaux équipements et procédures de transport et de manutention du site de fabrication au site d'essai jusqu'au site de lancement.

Essai de séparation des boosters du SLS en soufflerie

Des ingénieurs ont effectué plusieurs essais en soufflerie en utilisant des modèles du SLS au centre de recherche Ames de la NASA dans la Silicon Valley en Californie et au centre de recherche Langley de la NASA à Hampton, en Virginie.

Les techniciens ont utilisé une peinture rose sensible à la pression pour certains essais afin de comprendre les forces aérodynamiques que la fusée peut subir sur la rampe de lancement et pendant le vol.

réussite totale de l'évaluation de la façon dont l'équipage quittera Orion

Au cours des essais d'évacuation de l'équipage dans le golfe du Mexique, des équipes ont évalué comment l'équipage pourrait sortir de la capsule avec ou sans aide.

Si la capsule amerri à l'envers ou se retourne dans les hautes vagues, des sacs de redressement devront remettre Orion à l'endroit.

Au centre spatial Johnson de la NASA à Houston, les équipes ont également effectué une série de tests pour évaluer comment les astronautes et les équipes au sol impliqués dans les derniers préparatifs avant les missions Orion sortiront rapidement du vaisseau spatial si une urgence devait se produire sur le pas de tir avant le lancement.

Je vous souhaite à toutes et tous une excellente année 2018 et vous remercie de l’attention que vous portez à ce blog qui, sans prétention, vous (nous) permet de suivre, au fil du temps, cet extraordinaire aventure qu’est la « conquête spatiale » américaine.

Lors de son prochain vol, Exploration Mission-1 (EM-1), à son retour de la Lune, Orion reviendra dans l'atmosphère à une vitesse de près de 40 000 km/h. Sa coque de protection - composée d’un bouclier thermique et d’une coque arrière - protège la capsule des dommages dans ces conditions extrêmes. 

Ensuite, une série de 11 parachutes se déploie à 7000 mètres au-dessus du sol pour mener Orion à un amerrissage en douceur. Mais, pour que cela se produise, une partie de la coque dorsale doit être larguée au bon moment, libérant les parachutes de freinage suivis des trois principaux rouge et blanc de 136 kg chacun qui ralentissent la capsule. 

Cette pièce appelée la « forward bay cover » - baie de protection avant - a été récemment déplacée de chez Lockheed Martin à Denver au bâtiment appelé « Opérations & Checkout Facility » du Centre spatial Kennedy en Floride. Là, elle sera intégrée à Orion en préparation de son vol d'essai de 2019.

Les parachutes ne sont pas conçus pour résister aux températures extrêmes engendrées lors de la rentrée atmosphérique - ils seraient trop lourds et incapables de générer assez de traînée pour ralentir le vaisseau spatial. C’est donc cette baie de protection qui les protège jusqu'au moment de sa séparation.

Pour le prochain vol d'essai elle a été réalisée en titane - un matériau léger mais très résistant parfait pour les vols spatiaux, où chaque kilogramme supplémentaire coute de l’argent. 

La baie de protection est située au-dessus de la partie de la coque arrière qui abrite les parachutes et est fixée avec des attaches contrôlées par un mécanisme. À la bonne altitude où les parachutes doivent se déployer, le mécanisme s'active et la baie est larguée.

Ce mécanisme de largage est rapide et puissant - générant une poussée égale à 12 tonnes pour écarter la baie de 450 kg loin de la capsule. Pendant la séparation, le capot accélère à une vitesse de près de 50 km/h en un peu plus d'une demi-seconde. 
 

Grâce à des images prises à l'usine de Thales Alenia Space à Turin, en Italie, examinons une partie de la structure de l'ESM d'Orion.

La cloison de réservoir
Cette cloison de réservoir en aluminium constitue la plate-forme supérieure du deuxième module de service européen - celui qui volera avec des astronautes. Elle fait presque 5 mètres de diamètre. 

Les 2 photos ci-dessous montrent le travail sur la cloison supérieure qui se trouve à l'intérieur de l'adaptateur de module d'équipage directement sous le bouclier thermique d'Orion. La cloison est une partie clé de la structure primaire fournissant la rigidité structurelle au vaisseau spatial Orion. Comme le châssis d'une voiture, il absorbe les vibrations et l'énergie du lancement. 

Les trous ronds dans la cloison permettent aux réservoirs de dépasser. Les quatre plus grands sont pour les réservoirs qui contiennent chacun 2000 litres de propergol tandis que les quatre trous plus petits servent pour les trois réservoirs d'oxygène et un réservoir d'azote. 

Au milieu de la structure se trouve une ouverture carrée pour le câblage et les réservoirs d'hélium.

Les panneaux de la structure primaire                                                                               

Voyons maintenant les panneaux verticaux qui font partie de la structure primaire du second module de service. Les images ci-dessous montrent des panneaux noirs préparés sur une table avant d'être installés verticalement dans le module de service. Ils sont faits d'un matériau composite léger de plastique renforcé de fibres de carbone. La structure en nid d'abeille fournit une rigidité tout en gardant un poids limité.

Les grandes ouvertures, outre le fait de réduire encore le poids, permettent également aux techniciens et aux ingénieurs d'accéder à la multitude de câbles qui seront méticuleusement installés - plus de 11 km au total! Les cercles en argent sont des points de montage pour l'équipement et les câbles. La plupart d'entre eux seront installés à Brême, en Allemagne, dans le hall d'intégration d'Airbus où le module de service complet est assemblé.

A l'intérieur des quatre panneaux, deux réservoirs d'hélium seront installés, hélium qui sera utilisé pour pousser le propergol vers les moteurs d'Orion pendant la mission. 

Des supports pour la fixation des cloisons de réservoir en aluminium décrites plus haut sont déjà attachés à la cloison inférieure et sont prêts pour l'installation de la cloison en aluminium. Sur la photo ci-dessous, les ingénieurs se tiennent devant l'orifice qui laissera la place aux réservoirs de propergol.

La structure interne est maintenant complète

Les photos montrent les deux cloisons de réservoir circulaires en place, boulonnées aux panneaux verticaux. L'anneau supérieur se fixera à l'adaptateur de module d'équipage qui connecte la capsule Orion au module de service. 

Cette structure peut être vue comme le châssis de l'engin spatial Orion, apportant une rigidité structurelle tout en absorbant les vibrations et énergie lors du lancement. Les trous servent à économiser du poids et accueillir les charges utiles futures. Il contiendra également tous les autres éléments tels que les propulseurs du vaisseau, les réservoirs d'eau, de carburant, de gaz, l'électronique et le câblage. 

La cloison supérieure est plus épaisse car elle supporte plus de charges. C'est elle qui soutient les réservoirs de stockage d'Orion qui doit répartir les 9 tonnes de force qu'exercent les ergols entre la structure du module de service et les autres structures telles que l'adaptateur de module d'équipage et la coiffe du lanceur tandis que la plate-forme inférieure fournit « seulement » un appui pour empêcher les réservoirs de se balancer.

Le réservoir d'eau potable

Le réservoir est fait de titane et a un diamètre d’environ 50 cm pour une longueur de 90 cm. Il contient 70 litres d'eau potable et est l'un des quatre réservoirs que chaque module de service européen contient, ce qui porte le total de l'eau à 280 litres pour chaque mission.

L'extérieur, en alliage brillant, cache toute une machinerie à l'intérieur. Un soufflet métallique en acier inoxydable pousse l'eau vers le bas pour la pomper et l'expulser des tuyaux du réservoir vers le module d'équipage pour les astronautes.

En effet, une grande partie du module de service est basée sur la technologie utilisée dans le véhicule de transfert automatique (ATV) de l'ESA qui ravitaillait la Station spatiale internationale. L'ATV utilisait des réservoirs en Téflon dans des réservoirs métalliques pour stocker sa cargaison d'eau, mais l'ATV étant un vaisseau spatial beaucoup plus grand, l'ESA a choisi un système de soufflet métallique pour le module de service d'Orion.

Pomper sans gravité 
Sans gravité, une bouteille d'eau ouverte ne se vide pas lorsqu'elle est retournée. Pour pallier ce problème, l'eau doit être pressée comme un tube de dentifrice sur Terre. Les engins spatiaux utilisent donc des réservoirs d'eau rigides et utilisent des vessies (en plastique) ou des soufflets (métalliques) à l'intérieur qui se remplissent de gaz pour expulser l'eau. 

Comment ça marche sur Orion? Imaginez un conduit d'air en aluminium qui se dilate comme un accordéon. Au lancement, les soufflets sont compressés et de l'azote est pompée pendant la mission pour élargir le soufflet et pousser l'eau hors du réservoir. 

L'acier inoxydable du soufflet est fabriqué dans une épaisseur de seulement 0,15 mm et garder le métal souple sans qu’il se casse n'est que l'un des nombreux défis techniques de ce vaisseau spatial - et une première pour l’utilisation de soufflets métalliques dans les engins spatiaux pour l'Europe.

28 avril 2018

La structure du deuxième module de service européen est arrivée en salle blanche chez Airbus à Brême (Allemagne) le 28 avril. Les Techniciens d'Airbus peuvent maintenant commencer à travailler sur l'installation de plus de 12 km de câbles, sur les réservoirs de carburant, d'eau et d'air, sur l'installation des ordinateurs, des moteurs et tout ce qui est nécessaire pour le soutien-vie des astronautes dans l'espace. Le "châssis" a été emballé par les ingénieurs de Thales Alenia Space à Turin, en Italie pour son transport, plus tôt dans le mois.

À mesure que le module de service d'Orion ESM est assemblé et testé chez Airbus à Brême, de plus en plus de sous-systèmes sont terminés et prêts à être intégrés.

33 moteurs assureront le voyage en toute sécurité d’Orion vers la lune et son retour vers la Terre. Pour faire fonctionner ce système de propulsion complexe, le « Propulsion Drive Electronics » - PDE - joue un rôle essentiel. 

Ce boitier de « Commande électronique de propulsion »  a été conçu, développé et construit par le département « Avionics Engineering and Design » d'Airbus D&S à Brême en Allemagne. Le chef de projet, Felix Rettig, se félicite de cette nouvelle livraison. 

« Notre équipe a travaillé dur au cours des dernières années et maintenant c'est un grand moment de voir nos boîtiers électroniques prêts pour leur intégration dans un vaisseau spatial qui voyagera sur la Lune. Un très grand merci à toute l'équipe. »

« Le PDE est un élément central du système de propulsion » explique Felix Rettig. « Les boîtiers d'avionique contrôlent avec précision les 33 propulseurs de l’ESM et acquièrent les données de mesure pour plus d'une centaine de signaux de capteurs de pression et de température. »

L’ingénieur en chef de l'ESM d’Orion, Matthias Gronowski est, lui aussi, ravi de voir arriver cette livraison: « C'est génial de voir de plus en plus de pièces être livrées dans notre salle blanche pour l'assemblage, l'intégration et le test. »

Chaque module de service ESM sera équipé de deux boîtiers PDE pour la redondance et la tolérance aux pannes requises. Ils seront connectés au contrôleur de gestion des véhicules -  Vehicle Management Controller - situé dans la capsule d'équipage du vaisseau spatial Orion et feront partie de l'ensemble du système de propulsion avec les moteurs, les réservoirs, les circuits de fluide et les capteurs. 

Le logiciel des PDE a été développé au plus haut niveau des standards ESA et NASA, avec la mise en place d'un logiciel embarqué de catégorie A pour assurer une tolérance extrême aux pannes.

En avril 2019, le vaisseau spatial Orion devrait subir un test de conception du système d'abandon du lancement (Launch Abort System - LAS), une tour de sauvetage située au sommet du module d'équipage construite pour éloigner très rapidement les astronautes de leur véhicule de lancement en cas de problème lors de l'ascension. 

Ce test de stress complet du LAS, appelé Ascent Abort Test 2 (AA-2), verra un booster, fourni par Orbital ATK, lancé à partir de Cape Canaveral Air Force Station en Floride, portant un LAS entièrement fonctionnel et un véhicule d'essai Orion de 11 tonnes lancés à une altitude de 10 000 mètres à Mach 1,3. À ce moment-là, le puissant moteur d'abandon du LAS s’allumera, transportant Orion à l'écart du lanceur. La synchronisation est cruciale car les événements d'abandon doivent correspondre aux exigences de temporisation d'abandon de l'engin spatial Orion à la milliseconde près pour que les données du test en vol soient validées. 
 

« Ce sera la seule fois que nous testerons un système d'abandon de vol complètement actif pendant l'ascension avant de faire voler un équipage. Donc s’assurer que cela fonctionne comme prévu, est une étape critique avant d’embarquer des astronautes » a déclaré Don Reed, directeur du bureau de gestion des essais en vol du programme Orion au Johnson Space Center à Houston. « Quelle que soit l'approche adoptée, il est extrêmement difficile d'éloigner rapidement un vaisseau spatial de 11 tonnes d'un événement catastrophique, comme une éventuelle panne de la fusée.» 

Le test permettra de vérifier que le module d'équipage et les astronautes seront en sécurité en cas de problème avec le SLS alors que l'engin spatial subira les charges aérodynamiques les plus élevées lors de son ascension vers l’espace.

Le LAS est divisé en deux parties : le carénage, coque faite d'un matériau composite léger qui protège la capsule de la chaleur, du vent et de l'acoustique lors du lancement, de l'ascension et de l'abandon et la tour de lancement d'abandon, qui inclut les trois moteurs du système (Abandon, contrôle d’attitude et largage). En cas d'urgence, ils travaillent ensemble pour éloigner le vaisseau Orion, piloter en réorienter le LAS puis éloigner le LAS lors de sa séparation d’avec le module d'équipage. Lors d'un lancement nominal, seul le moteur de largage du LAS se déclenche, une fois Orion et le SLS pratiquement hors de l'atmosphère, afin de libérer Orion du LAS et permettre au vaisseau spatial de poursuivre sa mission. 

Comme le test est conçu pour évaluer les capacités d'abandon de lancement, le module d'équipage utilisé ne déploiera pas de parachutes après le largage du système d'abandon, ni de système de contrôle de réaction avec propulseurs, nécessaires pour orienter la capsule pour la descente et l’amerrissage. 

Les capteurs et les instruments utilisés pour recueillir des données pendant le test seront fournis par le « Armstrong Vol Research Center » de la NASA à Edwards, en Californie. L'article de test intégré sera livré par Lockheed Martin au Kennedy Space Center en Floride, où il sera traité avant le lancement.

En 2010 à White Sands au Nouveau-Mexique, une version antérieure du LAS avait déjà été testée afin d'évaluer la performance du système.