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Test de vibrations pour l'ESM
Que ressent-on lorsqu’on se trouve au sommet d’une fusée de 4000 tonnes de poussée ? Une table à Sandusky, Ohio, peut en donner un avant-goût.
La structure de test du module de service européen (ESM) a été placée sur une table de vibrations de 6,7m de diamètre et pesant 2 tonnes qui simule les secousses que le module subira lors de son lancement à bord du SLS.
La table est posée sur un socle en béton sismique de 2000 tonnes ancré à 15m de profondeur dans le substrat rocheux à l’aide de 106 points d’ancrage. Les oscillations sont si rapides qu’il est difficile de les percevoir, raison pour laquelle les observateurs ont installé au somment une poupée hula leur permettant de visualiser l’intensité des vibrations...
13 octobre, nouvelle vidéo publiée par la NASA des essais de vibrations:
1er novembre:
Le module de service européen de test a été déplacé de la table vibrante vers le haut bâtiment d'assemblage. Celui-ci abrite les installations de simulation d'environnement spatial les plus vastes du monde, y compris une chambre de simulation du vide spatial mesurant 30 m de diamètre et 37 m de haut.
Le module va y être suspendu pour lui faire subir des tests de secousses qu'il subira lors de l'éjection du carénage et l'explosion des boulons pyrotechniques qui séparent le vaisseau spatial de son adaptateur au SLS.
Les soudures des canalisations externes du système de propulsion terminées
Transfert en salle banche pour l'installation de lignes de propergol
Nouvelle étape importante franchie au mois d’aout pour Orion au Neil Armstrong Operations and Checkout Building avec la fin des soudures des canalisations externes du système de propulsion.
Ces lignes sont constituées de plusieurs tubes métalliques de différentes longueurs soudées ensemble tout autour du véhicule. Les premiers tubes en place, des spécialistes en rayons X ont effectué l’inspection des soudures pour y détecter d’éventuelles imperfections. Ce processus a été et sera répété à chacun des assemblages suivant, en salle blanche.
Cette « canalisation » a pour objectif de transporter l’hydrazine des réservoirs d'ergols situés dans la baie arrière du module d'équipage aux propulseurs du vaisseau spatial qui permettent d’orienter la capsule lors de sa mission dans l’espace (Contrôle d'attitude).
Cette opération terminée, les techniciens vont passer à l'intégration du système de fluides.
Le MPPF, station-service d'Orion
C’est au Multi-Payload Processing Facility (MPPF) qu’Orion fait le plein en propergol, en gaz à haute pression et en liquide de refroidissement, bâtiment qui justement vient de voir ses modifications terminées et actuellement en cours de tests.
Ce bâtiment d’environ 18000 m2 fut construit en 1995 et peut accueillir plusieurs charges utiles en même temps, en fonction de leurs tailles. Le travail de conception pour recevoir Orion a débuté en 2007 avec l’aide du « Boeing Design Lab ».
Sa modernisation a commencé en 2013 faisant partie intégrante de la mise à jour globale de tous les systèmes-sol pour faire du KSC un spatioport multi-utilisateurs. « À peu près tout du sol au plafond a été modifié pour Orion, des pipelines qui supportent le contrôle d’environnement à ceux qui délivreront les produits à charger dans Orion » a déclaré Leo DeCesare, responsable du projet.
Un second banc de traitement identique est en cours de fabrication dans le MPPF, non seulement pour Orion mais aussi pour toute autre charge utile.
Vue de la plate-forme de service d'Orion
Actuellement, le vaisseau Orion se trouve dans le « Neil Armstrong Operations and Checkout Building ». L’étape suivante sera son accouplement avec le module de service européen (ESM) puis leur transfert au MPPF. Là, le méthylhydrazine (MMH) et le tétroxyde d'azote pour le moteur principal du module de service et les propulseurs de contrôle d’attitude du module d'équipage seront chargés, ainsi que l'ammoniac du système de refroidissement et le fréon pour l'échangeur de chaleur des systèmes électroniques du module de service lors de leurs mises sous tension avant le lancement.
En raison de la nature dangereuse de l'opération de ravitaillement, les techniciens porteront une combinaison autonome appelée SCAPER pour « Self-Contained Atmospheric Protective Ensemble ». Ces activités sont surveillées et contrôlées à partir de la salle de contrôle de lancement « Launch Control Center » (LCC) du KSC.
Tous ces travaux d’amélioration permettront un déplacement plus aisé des charges utiles ainsi qu’une certification de salle blanche « 100K » c’est-à-dire moins 100.000 particules supérieures à un demi-micron pour 28 litres d'air (1 pied-cube).
Ces améliorations comprennent également l'installation de nouveaux systèmes pneumatiques pour l'hélium, l'oxygène, l'azote gazeux et l'air conditionné ainsi qu’un système de refroidissement du sol, le tout nécessaire pour traiter un vaisseau spatial classé « habitable ».
Une grue de 18 tonnes équipée de générateurs de secours est également disponible pour déplacer les vaisseaux en cours de traitement.
C’est aussi au MPPF qu’Orion fera son premier arrêt après son vol afin de traiter et supprimer tout résidu de produit resté dans les réservoirs et éviter les fuites.
Toutes ces modifications sont donc terminées et les tests sont en cours depuis le 7 juillet pour une durée d’un an.
Ingénieurs et techniciens testent maintenant les systèmes et l'équipement.
Une fois le ravitaillement effectué sur le vaisseau Orion au MPPF, l’étape suivante sera le transfert vers le « Launch Abort System Facility » où Orion sera équipé de sa tour de sauvetage et de son carénage avant d’être transporté au VAB pour son assemblage avec le SLS puis son départ vers le Launch Complex 39B.
Nouveau test d’amerrissage pour Orion
Hier jeudi, au Langley's Landing and Impact Research Facility un 9 ème test a été réalisé simulant un des plus stressants scénarios d'amerrissage, celui où l'un des trois parachutes principaux de la capsule ne parvient pas à se déployer. Cela aurait pour cause une approche bien plus rapide à un angle indésirable.
En temps normal, avec ses 3 parachutes principaux, la capsule frappe la mer à une vitesse d’environ 27 km/h. Ici, elle l’a touchée à 32 km/h et dans une orientation latérale, ce qui fait qu’au lieu d'être poussés vers le bas dans leurs sièges, les astronautes auraient amerri de côté avec les risques de blessures ou d’endommagement du vaisseau que cela peut induire.
Après le succès de jeudi et un dernier test prévu mi-Septembre, les chercheurs ont accumulé beaucoup d'informations importantes.
Pour chaque test, ils ont enregistré des données provenant d’environ 535 canaux. Chaque canal représente un capteur étalonné pour mesurer le comportement et l'état du vaisseau ainsi que des 2 mannequins bardés d’instruments installés à bord.
Depuis le début des essais en Avril, 99% des données cibles sont maintenant stockées, et la plupart des scénarios d'amerrissage initialement prévus sont réalisés.
Début d'assemblage de l'ESM de vol
Pendant qu'en Suède le modèle d’essai de qualification de propulsion d'Orion poursuit ses essais et ne devrait pas tarder à être livré à la NASA, le module de service (ESM) pour le vol EM-1 prend forme chez Airbus D&S à Brème en Allemagne.
On voit ici la structure primaire qui fournit la rigidité au module de service européen tel le châssis d'une voiture. Il absorbe les vibrations et l'énergie au lancement tandis qu'une structure secondaire le protégera contre les micrométéorites et les débris spatiaux.
Cet assemblage de milliers de composants nécessaires pour construire le vaisseau spatial a débuté le 19 mai avec l'arrivée de la structure primaire expédiée de Turin, en Italie, par Thales Alenia Space.
En 2018 cette structure sera un élément du module de service européen qui sera lancé dans l'espace lors de la première mission à plus de 64 000 km au-delà de la Lune.
En l'arrière-plan, on devine une affiche de l’ATV qui a également été assemblé dans cette salle, à Brême. Cinq ATV ont volé vers l’ISS pour livrer des fournitures et élever son orbite. Son développement a fourni l'expérience nécessaire pour construire le module de service européen en Europe.
Mise à jour du 31 août 2016:
Transfert de l'ESM de la mission EM-1 en salle blanche, toujours à Brème en Allemagne:
Assemblage de la structure du bouclier thermique pour la mission EM-1 terminé
Mi-Juillet, l'équipe en charge du vaisseau spatial Orion chez Lockheed Martin’s Space Systems Company près de Denver a terminé la construction de la structure du bouclier thermique pour la mission EM-1.
La structure achevée a alors subi des tests de charges statiques afin de prouver qu'elle sera en mesure de supporter les 16 tonnes de contrainte que le vaisseau spatial connaîtra au cours son prochain vol au-delà de la lune et lors du retour sur Terre.
Avec ses 5 mètres de diamètre, le bouclier thermique du 1er vol d’Orion lors d’EFT-1 (Exploration Flight Test-1) a été le plus grand bouclier en composite jamais construit. Le deuxième est maintenant achevé : sa structure se compose d’une sous-structure en titane liée à des fibres de résine et de graphite laminées à haute température puis recouvert d’un système de protection thermique ablatif.
L'équipe a amélioré la production et les performances du bouclier sur la base des données recueillies à partir du premier vol spatial EFT-1: gain de masse de près de 600 Kg et de 30% du coût de fabrication et de gain en temps sur le calendrier, avec une réduction supplémentaire de 15% de ces coûts et du calendrier prévu pour la mission EM-2 grâce à la simplification de l'outillage et des procédures de fabrication.
D’ailleurs, l'équipe coordonne déjà la logistique pour la construction du modèle de test du prochain bouclier thermique de la mission EM-2.
Le procédé d'assemblage de l'ossature du bouclier implique le forage de 205 pièces individuelles et l'insertion d'éléments de fixation dans plus de 1200 trous. Il est suivi de la mise en place de la « peau du squelette » nécessitant 3000 trous et fixations supplémentaires à travers toute la structure.
Elle sera expédiée au NASA Kennedy Space Center fin août pour son assemblage final (installation des blocs d'Avcoat, des instruments de vol et de l'isolation multi-couche) et son intégration sur le vaisseau Orion.
Des astronautes testent le sas d’amarrage d’Orion
Les ingénieurs et les astronautes ont mené des tests sur un modèle représentatif du vaisseau spatial Orion au Johnson Space Center de la NASA à Houston afin de recueillir les commentaires d’un équipage sur la conception du sas d'amarrage et le fonctionnement des équipements post-atterrissage.
Ces tests, exécutés ici avec les astronautes Stéphanie Wilson, Karen Nyberg et Rick Mastracchio (de G à D) ont été effectués pour évaluer le matériel utilisé lors d’une sortie afin de veiller à ce qu'un membre d'équipage entièrement équipé de son matériel de survie puisse sortir du vaisseau spatial par le sas d'amarrage situé au-dessus du vaisseau.
En temps normal, l’équipage utilisera principalement la trappe latérale pour l'entrée et la sortie sur Terre ou en mer et le sas d'amarrage pour se déplacer entre le vaisseau Orion et un module d'habitation de longue durée pour les missions spatiales lointaines. Mais l'équipage devra être en mesure de sortir par ce sas si la hauteur des vagues dans l'océan Pacifique lors de l'amerrissage est trop élevée.
Garder la forme en apesanteur…
Lorsque les astronautes voyageront bien au-delà de la Terre, vers Mars, les garder en bonne santé sera d'une importance cruciale. Ils auront besoin d'être en pleine forme physique quand ils arriveront à destination afin d’être efficace sur place et récupérer assez rapidement avant leur retour sur Terre.
Tandis que la construction d’Orion et du SLS avance petit à petit, un groupe d'ingénieurs et de scientifiques de la NASA a pour objectif de trouver les réponses à ce problème important en se servant de l’acquis (ISS), rendant le matériel exponentiellement plus petit, plus léger et plus robuste tout en conservant les mêmes avantages.
Lors de la mission EM-2 avec équipage, les astronautes utiliseront ROCKY, le « Resistive Overload Combined with Kinetic Yo-Yo » développé par Zin Technologies of Middleburg Heights dans l’ Ohio.
« ROCKY est un dispositif d'exercice ultra-compact, léger qui répond aux exigences médicales des missions Orion » a déclaré Gail Perusek, chef de projet adjoint des équipements d’exercice du programme de recherche humaine de la NASA. « Les appareils d'exercice de la Station spatiale internationale sont efficaces, mais trop gros pour Orion. »
Dans l’ISS, les astronautes ont à leur disposition un tapis roulant, un dispositif d’exercice résistif et un ergomètre dont la masse totale est de plus de 1800 kg pour un volume de 24 m³, bien sûr complètement inadaptés au vaisseau Orion. ROCKY a la taille d'une grande boîte à chaussures, pèse 9 kg pour un volume d’environ 0.03 m³.
Les astronautes seront en mesure d'utiliser l'appareil comme une machine à ramer ou de musculation avec des charges allant jusqu’à 180 kg. Le dispositif pourra être personnalisé pour des séances d'entraînement spécifiques à chaque astronaute.
Le tapis roulant d'ISS
Advanced Resistive Exercise Device (ARED)
Une fois le lancement effectué, les sièges des astronautes seront rétractés afin de libérer de la place. ROCKY sera situé près de la trappe latérale utilisée par les astronautes pour entrer et sortir du vaisseau.
Même si les premières missions avec équipage ne dureront que quelques semaines, rester en forme sera également important dans le cas où les astronautes devraient sortir du module d'équipage sans assistance après l'amerrissage.
Au cours des prochaines années, le programme de recherche humaine de la NASA sera d’affiner ce dispositif afin de l'optimiser non seulement pour des missions d'Orion à court terme avec équipage, mais potentiellement pour des utilisations sur les futures missions de longue durée comme par exemple celle avec Orion amarré à un habitat spatial en orbite autour de la lune.
L'équipe comprend des ingénieurs et des scientifiques du Glenn Research Center à Cleveland dans l’Ohio et du Johnson Space Center à Houston. Ils sont responsables de la construction et de la certification du matériel pour Orion et devront intégrer les enseignements tirés de la mise au point de ce matériel pour l’intégrer à la station spatiale. L'équipe prévoit d’envoyer ROCKY dans l’ISS dans les années à venir.
Revue critique de conception terminée pour l’ESM
L'ESA et la NASA ont terminé la revue critique de conception du module de service européen d’Orion le 16 juin.
La construction et l'assemblage des modèles de qualification et du matériel de vol vont donc pouvoir débuter en fonction de la conception finale validée. L’ESA vise l'expédition du module de service au Centre spatial Kennedy de la NASA en Floride en Avril 2017.
Aucun blocage n’a été identifié ou soulevé lors de l'examen de conception, mais la séance a permis de relever des zones où des analyses supplémentaires seront nécessaires. Les résultats seront présentés plus tard lors d’une commission d'examen.
« Nous sommes satisfaits des résultats de l'examen et reconnaissons l'excellent travail accompli au cours des dernières années par le consortium industriel européen dirigé par Airbus sous gestion de l'ESA avec le soutien de la NASA et Lockheed Martin. Le calendrier reste un défi que nous sommes impatients de poursuivre » a expliqué Philippe Deloo de l'ESA, chef de projet pour le module de service européen.
L’ESM est basé sur le véhicule de transfert automatique de l'ESA, qui a volé lors de cinq missions de ravitaillement automatique à la Station Spatiale Internationale entre 2008 et 2015. Il fournira l'électricité, la propulsion, l'eau, l'oxygène et l'azote et le contrôle thermique au vaisseau Orion.
l'ESM de test
Tests de vibrations sur les OMS
Un moteur d’OMS (Orbital Maneuvering System – Système de Manœuvre Orbitale) est en cours de tests de vibrations au Johnson Space Center de la NASA à Houston avant son expédition au White Sands Test Facility du Nouveau-Mexique où il sera mis à feu pour le qualifier avant son utilisation sur le module de service d'Orion. Les essais de vibrations permettent de s’assurer que le moteur peut supporter les charges induites lors de son lancement par le SLS.
Ce moteur était utilisé sur la navette spatiale pour fournir la poussée pour l'insertion orbitale, la circularisation de l’orbite, le transfert orbital, le rendez-vous puis la désorbitation et a volé 31 fois.
Chaque moteur, situé à l'arrière de l'orbiteur, de part et d'autre de la dérive et au-dessus des SSME était qualifié pour 100 missions et devait pouvoir effectuer 1000 allumages pour une durée de combustion cumulée de 15 heures
Cet été, un autre moteur OMS sera testé au même endroit avant qu'il ne soit fourni à l'ESA afin de l’intégrer dans le module de service qui équipera Orion pour son vol de 2018. Ce moteur a été utilisé sur 19 vols de navettes spatiales, en commençant par la mission STS-41G en Octobre 1984 et se terminant avec la mission STS-112 en Octobre 2002.
