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artemis 2

Poursuite de l'assemblage du module d'équipage d'Orion Artemis 2

14 Février 2021 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 2

L'assemblage se poursuit sur le  module d'équipage d'Orion Artemis 2, le vaisseau qui accueillera les astronautes pendant leur mission autour de la Lune. 

Les techniciens du « Neil Armstrong Operations and Checkout building » de la NASA au Kennedy Space Center l’ont récemment déplacé de sa salle blanche vers un stand de travail, où ils assemblent le système de contrôle environnemental et de survie. Ce système gère le débit d'oxygène et la pression de la cabine afin de soutenir les astronautes pendant leur mission.

Dans l'espace, cet ensemble utilisera un composé chimique pour absorber la vapeur d'eau et le dioxyde de carbone à l'intérieur de la cabine. Le composé sera ensuite exposé au vide spatial, à travers un collecteur de ventilation sous vide, afin de le sécher en vue de sa réutilisation. 

Les techniciens installeront également un ensemble qui alimente les propulseurs en carburant et sert de secours en cas de problème avec le réservoir principal des propulseurs.

Le module d'équipage retournera ensuite en salle blanche où les équipes termineront les soudures restantes sur les systèmes et installeront les réservoirs d'hélium, d'ammoniac et d'hydrazine qui contiennent les carburants pour le vaisseau spatial.

Poursuite de l'assemblage du module d'équipage d'Orion Artemis 2
Poursuite de l'assemblage du module d'équipage d'Orion Artemis 2
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Un « Orion Heat Shield Spectrometer » installé sur le vaisseau Orion Artemis 2

12 Février 2021 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 2

L’OHSS, pour Orion Heat Shield Spectrometer,  est un spectromètre. Son but est de collecter de précieuses données du rayonnement sur la couche protectrice du bouclier thermique lors de l'entrée atmosphérique du module d'équipage, afin d’améliorer la sécurité des astronautes.

Développé par le NASA’s Armstrong Flight Research Center d’Edwards en Californie, il sera installé sur une structure à l'extérieur du module d'équipage pressurisé, sous le système de protection thermique de la coque arrière, et connecté au sous-ensemble optique du bouclier thermique par un câble optique également.

Le spectromètre collectera les photons créés par les gaz surchauffés générés par l'entrée atmosphérique dans des longueurs d'onde infrarouge et ultraviolette. Les techniciens récupéreront ces données stockées lorsqu’Orion reviendra sur Terre, et les utiliseront pour aider à caractériser le champ d'écoulement autour du véhicule.

L'Orion Heat Shield Spectrometer (OHSS)

« Les radiomètres actuels ne mesurent que l'environnement de rayonnement et la physique de ces derniers en vol ne peut pas être recréée au sol», a expliqué Patty Ortiz, chef de projet adjoint de la NASA Armstrong OHSS. «Cependant, l'OHSS sera en mesure de fournir des données plus détaillées qui conduiront à une modélisation informatique améliorée et des prévisions d’échauffement pour valider et améliorer la façon dont les chercheurs comprennent les environnements d’échauffement radiatif comme lors d’une rentrée atmosphérique. Ces prévisions améliorées pourraient alors permettre une réduction potentielle de la masse des matériaux de protection thermique et l'extension de leur conception pour des entrées à vitesse plus élevée. »

Les techniciens ont achevé les travaux sur le système au Johnson Space Center de la NASA à Houston. L'unité de vol OHSS est terminée et a passé environ 200 heures de tests d'acceptation dans les laboratoires d'essais de DynaQual à Houston. Ces tests comprenaient des contrôles de vibration, de cycle thermique et de rodage ainsi qu’un processus de fonctionnement du composant pendant une période prolongée pour valider son bon fonctionnement. Des essais de cycle thermique, où le système OHSS a été exposé à une gamme de températures pour valider sa durabilité, ont été également inclus.

L'unité a fonctionné comme prévu durant les essais et les ingénieurs du Johnson Space Center ont effectué des vérifications fonctionnelles supplémentaires de l'unité de vol telles qu’une inspection des arêtes vives de l’ensemble et des mesures de masse et de volume avant d'emballer l'unité pour son expédition au Kennedy Space Center en Floride.

Les équipes prévoient d'effectuer une vérification fonctionnelle du système OHSS au KSC en 2021, suivie d'une installation sur le vaisseau spatial Orion Artemis 2. Ils prévoient d'effectuer un test complet de bout en bout de l'unité en 2022, qui comprendra un étalonnage supplémentaire et une vérification du boîtier OHSS, des câbles à fibres optiques et du sous-ensemble optique du bouclier thermique.

L'OHSS sans son couvercle supérieur

L'OHSS sans son couvercle supérieur

Pendant ce temps, début février, le groupe Airbus Defence and Space a annoncé avoir remporté un nouveau contrat auprès de l'ESA portant sur la construction de trois modules de service européens (ESM) supplémentaires destinés aux futures missions lunaires de la NASA. Le prix d’un ESM est d’environ  250 millions d'euros.

"Avec ces modules de service supplémentaires, l'ESA assure la continuité du programme Artemis de la NASA au-delà des trois modules qui sont déjà sous contrat avec Airbus", a indiqué Airbus dans un communiqué.

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Un premier jalon terminé pour le bouclier thermique d'Artemis II

8 Juillet 2020 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 2

Les techniciens du Kennedy Space Center de la NASA en Floride ont récemment terminé l'application méticuleuse de plus de 180 blocs de matériau ablatif sur le bouclier thermique du vaisseau spatial Orion destiné à transporter des astronautes autour de la Lune lors de la mission Artemis II.

Le bouclier thermique est l'un des éléments les plus critiques d'Orion. Il protège la capsule et les astronautes des températures de près de 2800°C ressenties lors de la rentrée atmosphérique terrestre à la deuxième  vitesse cosmique.

Avant l'installation, plusieurs gros blocs du matériau ablatif appelé AVCOAT ont été produits au Michoud Assembly Facility à la Nouvelle-Orléans. Ils ont ensuite été expédiés au KSC et usinés en 186 petits blocs uniques avant d'être appliqués par les techniciens sur le squelette en titane et la peau en fibre de carbone sous-jacents du bouclier thermique.

Par la suite, les ingénieurs effectueront des évaluations non destructives pour rechercher d’éventuels vides dans les lignes de liaison, ainsi que mesurer les niveaux et les écarts entre les blocs. Les espaces seront remplis de matériau adhésif puis réévalués. Le bouclier thermique sera ensuite soumis à un test thermique, après quoi il sera scellé et peint. Une fois tous les tests terminés, plus tard cette année, le bouclier thermique sera installé et boulonné au module d'équipage.

Un premier jalon terminé pour le bouclier thermique d'Artemis II
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Orion EM-2 passe l'épreuve de conception critique

30 Décembre 2018 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 2

Au début du mois de décembre, le programme Orion de la NASA a achevé son « Critical Design Review (CDR) Delta » - examen critique de conception Delta - de la configuration du vaisseau spatial avec équipage qui volera pour la première fois lors de la mission EM-2. Ce CDR était axé sur les modifications entre la configuration de l’engin spatial non habité qui volera sur EM-1 et celui d’EM-2.

Ce CDR était principalement axé sur les différences entre deux domaines : L’ECLSS, le système de contrôle de l’environnement et de support-vie et sur l’affichage des données sur écran pour l’équipage. N’étant pas destiné à couvrir les systèmes qui n’ont pas changé, il s’est cantonné uniquement aux nouveaux systèmes ajoutés car ils consomment de l'énergie, ajoutent de la masse, ainsi que de la charge thermique.

206 demandes d’actions ont ainsi été exigées et depuis septembre, 37 d’entre-elles ont été clôturées. Reste donc 169 demandes sur lesquelles les ingénieurs doivent se pencher et les résoudre avant la fin du mois de mai prochain. Par comparaison,  lors de la première évaluation critique de conception du véhicule EM-1, il y avait plus d'un millier d'appels à modifications…

Par rapport au 1er vol d’Orion (EFT-1), EM-1 dont le lancement est actuellement prévu pour le second semestre 2020, ajoute des éléments comme l’adaptateur de module d'équipage (CMA), le module de service européen (ESM), des fournitures et une propulsion indépendante pour le vaisseau spatial pour la première fois dans une mission de longue durée.

EM-2 ajoute tout le matériel et les fournitures supplémentaires nécessaires à un équipage de quatre personnes pour une mission de 21 jours. Cela inclut les réserves d'oxygène et d'azote principalement stockées dans le module ESM, des systèmes permettant de gérer l'atmosphère de la cabine dans le module d'équipage, les filtres pour le dioxyde de carbone, les écrans d’affichage et les commandes, une cuisine pour la préparation des repas, des toilettes et une salle de stockage de nourriture et autre matériels...

Le deuxième module de service de l’ESA qui volera sur EM-2 sera en grande partie identique au premier module de vol EM-1, mais le maître d’œuvre Airbus Defence & Space apportera quelques modifications tout en réduisant sa masse totale.

Orion EM-2 passe l'épreuve de conception critique

Ces changements concernent le mécanisme de commande des panneaux solaires afin d’augmenter la quantité de courant pouvant être appliquée aux moteurs d’articulation, essentiellement pour donner aux panneaux solaires une capacité de maintien et de rotation plus forte. En effet, lors des missions suivantes, des rendez-vous avec d’autres vaisseaux ou modules auront lieu, il est donc nécessaire d’avoir une amplitude plus importante et plus fréquente des panneaux afin de les protéger des mise à feu des RCS bien plus nombreuses.

Orion EM-2 passe l'épreuve de conception critique

Un autre changement prospectif consiste à regrouper certains des propulseurs RCS afin de faciliter le contrôle d'attitude d'Orion lors de ses rendez-vous avec la future plate-forme cis-lunaire. Actuellement ils sont positionnés à 45° sur les axes de tangage et de lacet. En les regroupant, on obtient plus d'autorité de contrôle en tangage ou en lacet pour les rendez-vous et amarrages.

Orion EM-2 passe l'épreuve de conception critique

Un troisième changement ajoute une certaine redondance au système de propulsion ESM. Ce système doit être mis sous pression avec des réservoirs d'hélium en amont et, à l'heure actuelle, les deux systèmes sont indépendants l'un de l'autre. L’idée est d’ajouter une alimentation transversale pour pouvoir remplir un réservoir d’hélium à partir d’un autre, en cas de blocage ou de fuite d’une vanne.

Etat du matériel pour EM-2

Les éléments du vaisseau spatial EM-2 sont encore en grande partie en montage structurel. La « cuve » pressurisée du module d'équipage achevée a été livrée au bâtiment « O & C » du KSC à la fin du mois d'août, où le maître d'œuvre d'Orion, Lockheed Martin, assemble le module d'équipage avec son adaptateur CMA et effectue l'assemblage final du vaisseau spatial.

L’assemblage, l’intégration et les tests du deuxième modèle de vol ESM, (Flight Model-2 / FM-2), se poursuivent sur le site AIT (Assembly, integration, and testing) du maître d’ouvrage d’Airbus Defence & Space, à Brème, en Allemagne. Avec l’envoi du modèle de vol 1 de Brême vers le KSC au début du mois de novembre, FM-2 a pris sa place au début du mois de décembre sur le stand d'intégration. Son achèvement est prévu au premier trimestre 2020 pour un lancement prévu actuellement en septembre 2022.

Le financement acquis d'un deuxième lanceur mobile (ML) a permis de lancer une série de mises à jour et de modifications de la mission EM-2 et de sa date de lancement. Le vol EM-2 utilisant un 2ème étage de type ICPS, la date de lancement visée pourrait être quelque peu indépendante du lancement d’EM-1 et finalement la date prévue est passée de 2023 à 2022.

Bien que la date de prévision pour EM-2 se soit améliorée avec le retour à la configuration du SLS Block 1, la prévision pour la date de lancement d’EM-1 a continué de glisser, ce qui a réduit le temps estimé entre les lancements. Il faut savoir que pour des raisons économiques, seulement 3 avioniques pour 3 capsules seront utilisés pour tous les vols. Ainsi, celui d’EM-1 devait servir pour EM-2, avant l’achat d’un 3ème pour EM-3. Mais comme le temps entre les 2 premiers vols s’amenuise, le plan est donc d’acheter l’avionique d’EM-3 pour l’utiliser sur EM-2 et ainsi pouvoir réduire le temps entre EM-1 et EM-2 et à l’avenir, réaliser 1 vol par an

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Mise à jour de la mission EM-2 par la NASA

19 Décembre 2018 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 2

Exploration Mission-2 est toujours un vol d'essai pour vérifier Orion avec les mises à niveau du système d'équipage et faire le tour de la Lune, mais la première partie de la mission a été retravaillée pour prendre en compte le changement de configuration du SLS.

 

Les Boosters et l’étage central du SLS largueront l’étage supérieur avec Orion sur une orbite d’insertion supérieure pour EM-2. Après une séquence de vérifications post-insertion, l'étage supérieur amènera Orion et son équipe sur une orbite encore plus haute et plus elliptique que les plans précédents. Puis, après s'être séparé de l'étage supérieur, Orion passera près d'un jour de plus que prévu en orbite terrestre au début de la mission, avant de quitter la Terre pour un survol lunaire.

 

En termes de lancement et d’insertion, les premières minutes d’EM-2 ressembleront au premier lancement du SLS lors d’EM-1. Cependant, avec le lancement d’un SLS Bloc1 utilisant un second étage ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) au lieu d’un EUS (Exploration Upper Stage) plus performant, la nouvelle base de référence EM-2 modifie également certains paramètres de mission importants par rapport à EM-1. Le premier changement consiste à faire passer le haut de l’orbite d’insertion de 1800 km à 2200 km grâce à l’étage central qui poussera pendant un peu plus de huit minutes et plus haut que lors d’EM-1.

 

De plus, l'augmentation de l'apogée du véhicule lors de la séparation de l’étage principal fournit également une amélioration à la période globale de jours de chaque mois où Orion est capable d’atteindre la Lune car l'orbite de stationnement elliptique limite les possibilités de lancement dans le mois, ne permettant d’y aller que lorsque la Lune est dans la direction de l'apogée. Pousser la performance sur l'ICPS augmente donc le nombre de jours (8 à 10 dans notre cas).

EM-2 révisé

EM-2 révisé

Le deuxième changement réorganise la séquence des événements post-insertion après qu'Orion et ICPS se soient séparés de l’étage central après le MECO (Main Engin Cut-Off). En effet, à ce moment, le duo Orion / ICPS et étage central sont toujours sur une orbite avec un périgée d’environ 37 km que l’ICPS doit élever à une altitude supérieure pour rester en orbite.

 

Pour EM-1, la manœuvre de remontée du périgée est effectuée par l’ICPS lorsque le véhicule atteint l’apogée de l’orbite d’insertion, environ 40 minutes après le décollage et plus de trente minutes après le MECO, afin de porter le périgée à 185 km. Pour EM-2, l’allumage de l’ICPS a été déplacé avant le déploiement des panneaux solaires d’Orion (qui se fait normalement après le largage de l’étage central) avec un allumage dix minutes seulement après le MECO, en partie pour fournir un intervalle de temps plus important entre les différentes mises à feu de l’ICPS pour les vérifications initiales du vaisseau Orion et le déploiement des panneaux solaires.

 

EM-2 aura donc un périgée et un apogée d’environ 185 X  2685 km. Dans la ligne de base précédente, lorsque Orion volait avec EUS, ils devaient rester sur une orbite de «stationnement» à basse altitude pendant deux orbites. Dans ce cas, Orion et l’EUS volaient sur une orbite circulaire d’environ 185 km, ce qui est largement inférieur aux altitudes présentant un risque élevé de MMOD (Micrometeoroid Orbital Debris) qui commence vers 900 km.

 

Cependant, avec ICPS et l'orbite elliptique, des problèmes de MMOD vont apparaitre dès que l'apogée dépassera les 900 km

L’avantage de la mise à feu d’ICPS plus tôt est donc de renforcer l’apogée, pour obtenir une orbite légèrement plus longue, terminer toutes les tests sur Orion, et disposer encore de suffisamment de temps pour effectuer les vérifications de passage en TLI (Trans-Lunar Injection).

Configuration SLS Block 1 pour EM-2

Configuration SLS Block 1 pour EM-2

Le troisième changement sera l’ARB (Apogee Raise Burn) qui permettra d’atteindre un apogée encore plus élevé que prévu (HEO - High Earth Orbit - 380 X 110 000 km), augmentant la durée de l'orbite terrestre haute de 24 à 42 heures, juste après la première orbite effectuée après le MECO.

L’orbite longue permet une évaluation approfondie des performances des nouveaux systèmes dont le système de contrôle de l’environnement et de maintien-vie (ECLSS), les écrans pour l’équipage et autres systèmes, et cela tout proche de la Terre (à 1 ou 2 jours). 

Ensuite seulement viendra la TLI, et l’augmentation de l’apogée réalisée par l’ARB demandera à ce moment-là moins de performance en delta-V pour l’ICPS ce qui laisse de la marge en cas d’abandon de mission.

Cette mise à niveau tient compte bien-sûr des périodes de repos nécessaire à l’équipage. L’HEO aurait pu être fixée à 27 heures mais cela aurait entrainé une TLI pendant la période de sommeil des astronautes, ce qui n’est évidemment pas envisageable.

L'ICPS s'allume pour la TLI

L'ICPS s'allume pour la TLI

La suite du voyage reste inchangée, avec trajet vers la Lune en quatre jours et retour aussi en quatre jours. La seule différence en tant que durée est le temps passé plus important en HEO qui fait passer la mission de 9 à10 jours.

Bien que les grandes lignes de la mission soient maintenant établies, elle continuera d’être affinée régulièrement avec sans doute des modifications ultérieures mais généralement de moindre ampleur. Et l’une des questions à examiner à présent est de savoir s’il existe une capacité de charge utile secondaire…

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EM-2 en route pour le KSC

22 Août 2018 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 2

La cuve pressurisé qui constitue le squelette d'Orion EM-2, premier vaisseau spatial habité, est terminée. La septième et dernière soudure structurelle majeure, appelée soudure de fermeture, a été achevée fin juillet au MAF ( Michoud Assembly Facility) de la Nouvelle-Orléans.

Ce « récipient » sous pression est le cinquième achevé au MAF depuis 2010 avec le GTA (Ground Test Article) achevé mi-2010, le vol d’essai EFT-1 mi-2012, EM-1 début 2016 et l'article de test structurel (STA) fin 2016.

Après l'achèvement de la soudure de fermeture, une série de contrôles post-soudure a été effectuée avant la pose d'un apprêt de couleur vert clair qui recouvre les surfaces de la structure en alliage d'aluminium afin d’empêcher toute corrosion.

Jim Bridenstine à droite et Mark Kirasich à gauche.

Orion EM-2 est maintenant prêt pour son voyage par voie terrestre vers le KSC pour son assemblage final. Là-bas, il sera mis sous pression afin de vérifier sa bonne étanchéité puis passé aux rayons X afin de s’assurer que toutes les soudures sont parfaites et qu’il n’y a pas de fissures.

Une visite du centre par l'administrateur de la NASA Jim Bridenstine accompagné du directeur de programme Mark Kirasich, a eu lieu juste avant que le vaisseau ne prenne la direction de son site de lancement en Floride.

EM-2 en route pour le KSCEM-2 en route pour le KSC
EM-2 en route pour le KSCEM-2 en route pour le KSC
EM-2 en route pour le KSCEM-2 en route pour le KSC
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La construction du vaisseau Orion EM-2 avance...

15 Février 2018 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 2

Tirant parti des leçons apprises lors de la construction du vaisseau précédent EM-1, Lockheed Martin, maître d'œuvre d'Orion, a déjà réalisé quatre des sept soudures nécessaires à l’assemblage le module d'équipage pressurisé EM-2.

Le timing actuel prévoit son transfert vers le KSC en septembre prochain où il sera équipé entièrement. EM-2 n’est pas prévu d’être lancé avant 2023, avec le premier équipage d’astronautes.

La soudure entre le tunnel et la cloison avant est terminée ainsi que les 3 du cône principal. La suite verra l’assemblage de la cloison arrière avec le fût du vaisseau.

La capsule est constituée de sept composants principaux soudés entre-eux : un tunnel, trois panneaux coniques, un fût principal et deux cloisons. AMRO Fabricating Corporation à South El Monte, en Californie, fabrique les trois panneaux coniques et Ingersoll Machine Tools à Rockford, Illinois, fabrique les quatre autres composants.

Ce réceptacle sous pression est le noyau structurel du module d'équipage. D'autres éléments tels que les systèmes de protection thermique (bouclier thermique), de propulsion (contrôle d'attitude), d'atterrissage et de récupération (parachutes et flottaison) se fixent à l'extérieur du module, en plus des autres structures primaires et secondaires.

C'est aussi la cabine de l'équipage - la zone de vie et de travail pour les astronautes en mission. La plupart du temps, une atmosphère du niveau de la mer est maintenue pour les hommes à bord. À l'intérieur se trouvent des zones tels que les commandes de vol, les systèmes de communication et d'information, les sièges, le stockage pour la nourriture, les vêtements et l'équipement, une cuisine et une toilette.

Les soudures se font dans un ordre bien précis. Tout d’abord, on soude le tunnel avec la cloison avant. Ensuite, les 3 cônes ensemble. Une fois ces opérations réalisées, les 2 sous-ensembles sont soudés entre-eux (tunnel-cloison avec les 3 cônes réunis). Entre temps, le fond du fût est soudé à la cloison arrière. La soudure finale est appelée "soudure de clôture" lorsque le cône et le fût sont reliés ensemble.

Mais avant cette dernière action, un autre composant structurel majeur doit être ajouté à la cloison arrière, appelé « épine dorsale ». C'est à la fois un renforcement structurel, mais aussi une zone où sont intégrés l'équipement de l'équipage, le stockage, les toilettes et aussi la cuisine.

C'est une structure boulonnée constituée de neuf pièces assemblées avant d'être elle aussi boulonnée à l'ensemble inférieur fût - cloison arrière.

La construction du vaisseau Orion EM-2 avance...

C'est la cinquième structure à être construite au Michoud Assembly Facility. Les 2 premières furent une maquette de test au sol appelée GTA (Ground Test Article) puis EFT-1. De ces leçons tirées, le capsule a vu ses composants passer de 31 à 7 et son poids de 1770 kg à 1225 mais aussi des améliorations dans la fabrication, l'assemblage et la production. Et le tout d'apporter également des économies par des réductions de temps et de coûts.

Le soudage par friction-malaxage à auto-réaction est utilisé pour chacune des soudures.  Les têtes de soudure sont fondamentalement les mêmes, mais il y a des outils différents pour aligner chacune des différentes pièces afin d'obtenir les interfaces de soudure pile dans le bon alignement et de les maintenir en place pendant la séquence de soudage. 

Après soudage, des inspections par ultrasons pour détecter le moindre défaut sont réalisées. 

La construction du vaisseau Orion EM-2 avance...

Un fois entièrement soudé, boulonné et inspecté, la capsule sera nettoyée et préparée pour son expédition du MAF au KSC soit par la route sur un camion soit par avion en utilisant le Super Guppy de la NASA. 

Orion EM-2 est prévu d'arriver au KSC en septembre. Une fois là-bas il sera transporté dans une zone de traitement située dans le bâtiment Operations and Checkout (O&C) Building et les travaux pour compléter la structure globale du module de l'équipage pourront débuter pour 5 à 6 mois.

A ce stade, Orion n'aura pas encore sa configuration finale mais l'intégrité finale sera vérifiée.  Plus tard, le vaisseau spatial continuera à suivre les traces du module d'équipage EM-1 : installation de la propulsion, de l'équipement, certains des composants de l'ECLSS (contrôle de l'environnement et système de support de vie) etc...  

La construction du vaisseau Orion EM-2 avance...
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Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

4 Décembre 2017 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 2

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.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

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.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

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.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

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.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

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.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2
Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

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.

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2

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.

 

Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2
Premiers travaux sur l'ESM de la mission EM-2
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Début de la construction d'Orion EM-2

3 Mai 2017 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 2

L’usinage du vaisseau spatial Orion  qui doit décoller lors du deuxième vol du SLS, est en cours chez Ingersoll Machine Tools à Rockford, Illinois. Ce nouveau vaisseau spatial enverra des astronautes plus loin que jamais auparavant dans le système solaire. Ce sera la 1 ère mission habitée du SLS appelée EM-2 qui est prévue pour 2021. 

On voit ici, le « fût » (Barrel) du module d'équipage en cours d’usinage. D’une masse de  5450 kg à son arrivée il sera réduit à environ 400 kg avant sa livraison au Michoud Assembly Facility de la Nouvelle-Orléans.

Quatre des pièces du module d'équipage seront usinées à Ingersoll avant leur livraison pour leurs soudures et assemblages cet été au Michoud Assembly Facility.

Début de la construction d'Orion EM-2
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Planification préliminaire et objectifs pour la mission EM-2

12 Mars 2016 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 2

Planification préliminaire et objectifs pour la mission EM-2

Le début des années 2020 devrait voir le 2 ème lancement du SLS pour la mission EM-2, Exploration Mission-2. Ce sera le premier vol avec équipage du vaisseau spatial Orion pour une mission circumlunaire de plusieurs jours.

La date de cette mission ayant été reculée, la NASA a décidé de stopper les études sur le 2 ème étage du SLS (Bloc 1) appelé « Interim Cryogenic Propulsion Stage » (ISPC) pour le remplacer par un étage plus puissant dénommé « Exploration Upper Stage » (EUS) qui devait initialement voler sur EM-3. L’élaboration de cet étage ISPC a été fortement décriée par le gouvernement et le groupe consultatif de la sécurité aérospatiale de la NASA (ASAP- Aerospace Safety Advisory Panel) car ne devant servir qu’une seule fois pour un coût d’environ 150 millions de Dollars.

Problème, ce sera le 1er vol, qui plus est habité, pour cet EUS, à la différence de l’ISPC qui est lui, issu du 2 ème étage des lanceurs Delta III et IV appelé « Cryogenic Second Stage » (DCSS), et qui a déjà fait ses preuves…

La solution qui a été retenue est donc de lancer la mission « Jupiter Europa – Clipper » avec le SLS en 2022, avant la mission EM-2 et avec l’étage EUS, ce qui placerait le lancement d’EM-2 au plus tôt en 2023, 5 ans après EM-1.

Planification préliminaire et objectifs pour la mission EM-2

Malgré l’incertitude des dates, la NASA a débuté la planification des opérations pour le vol EM-2 : charges secondaires utiles, liste des ressources, exposition aux risques (débris orbitaux, micrométéorites ...), objectifs pour l’équipage etc.

Les options d’EM-2 :1er point important : le véhicule devra, à chaque étape de sa mission, avoir la possibilité de revenir directement sur Terre dans les cinq jours si une situation d'urgence se présente.

Ensuite, l'injection trans-lunaire (TLI) devra placer le vaisseau sur une trajectoire libre lui permettant de revenir sur Terre par l’effet de fronde de la Lune, en cas de défaillance du module de service.

Principe de la mission EM-2 :Une orbite complète de la Terre avant le transit vers la Lune. Ensuite, après le largage de l’EUS, le module de service propulsera le vaisseau pour un survol de la Lune à une altitude de 100 km puis sur une orbite de 100 X 10000 km.

Après trois jours en orbite lunaire, l'injection Trans-Terre (TEI) propulsera Orion et son équipage sur une trajectoire de retour pour conclure une mission d’approximativement 9 à 13 jours.

Planification préliminaire et objectifs pour la mission EM-2

Cependant, la NASA évalue 2 autres options.

Option 1 :Répéter le vol EM-1 (DRO - Distant Retrograde Orbit) mais avec 4 astronautes à bord ou se rendre au point de Lagrange L2 lors d’une mission de 25 à 26 jours, ce qui implique une augmentation conséquente des consommables.

Planification préliminaire et objectifs pour la mission EM-2

Option 2 :Une mission moins risquée de 3 orbites elliptiques autour de la Terre.

La première proche de la Terre avec l’utilisation de l’EUS pour élever l'orbite à 391 x 71333 km avant sa séparation.

Une deuxième orbite d'une période de 24 heures permettant à l'équipage de vérifier leur vaisseau spatial et ses systèmes avant d'engager un survol de la lune. En cas de problème, possibilité de refaire cette même orbite pour tenter une réparation ou retourner sur Terre en moins de 12 heures.

Enfin, si tout se passe bien, mise à feu du module de service pour une injection trans-lunaire au périgée de 391 km.

Concrètement, cette injection ferait effectuer un survol lunaire au point de Lagrange L2 à une distance de 61,548 km de la surface de la Lune. A ce stade, une nouvelle poussée du module de service renverrai l’équipage sur une trajectoire de rentrée terrestre.

Cette mission aurait une durée de 15 à 16 jours mais avec plusieurs passage de la ceinture de Van Allen exposant les astronautes à des niveaux de radiation comparable à ceux subis pendant 6 mois dans l’ISS.

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