La prochaine génération de vaisseaux spatiaux Orion passe en mode « production »

Au cours de cette décennie, le vaisseau spatial Orion transportera des astronautes lors des missions Artemis sur la Lune afin d’aider à préparer les futures missions humaines vers Mars. Les travaux sur le vaisseau spatial pour Artemis 1 sont presque terminés, Artemis 2 est bien avancé et la NASA fait des progrès sur les prochains véhicules.

L'agence a récemment terminé le soudage de la partie pressurisée d’Orion Artemis 3, le châssis étanche à l'air du module d'équipage. Cette structure est la première pièce majeure d’un matériel réalisé « en production » par l'entrepreneur principal Lockheed Martin. 

Orion Artemis 3

« La NASA déplace maintenant son attention de la phase de développement vers la phase de production du vaisseau spatial Orion », a déclaré Cathy Koerner, responsable du programme Orion.

La phase de développement - appelée Conception, Développement, Test et Evaluation (Design, Development, Test, and Evaluation - DDT&E) - est celle où les exigences sont définies, la conception revue et affinée et où le vaisseau spatial et ses systèmes subissent des tests rigoureux.

« Tous les tests intensifs effectués ont éprouvé la conception de la structure d'Orion », a déclaré Stu McClung, chef de cabinet du programme, de la planification et du contrôle d'Orion. « Une structure bien comprise et bien définie nous donne une garantie pour passer à la phase de production. »  

Chaque composant d'Orion a subi des tests approfondis depuis le début du DDT&E afin de préparer Orion à cette transition. Cela inclut l’Exploration Flight Test-1, le premier test en vol d'Orion en 2014, qui a démontré sa capacité spatiale en orbite terrestre haute et a permis de tester le bouclier thermique lors de la rentrée atmosphérique terrestre ainsi que les procédures de récupération de la capsule.

Pad abort-1

La NASA a également terminé avec succès les tests du système de parachutes ainsi que celui d'abandon au lancement avec deux tests en vol connus sous les noms de Pad Abort-1 et Ascent Abort-2 . Les tests d'environnements spatiaux simulés ont également confirmé que les systèmes d'Orion fonctionneront comme prévu lors des missions Artemis, parmi d'innombrables autres tests du vaisseau spatial réalisés.

La phase DDT&E se terminera officiellement avec la mission Artemis 2, le premier vol  avec équipage. Bien qu'aucun changement structurel sur le véhicule ne soit attendu entre Artemis 1 et 2, les résultats de ces missions peuvent entraîner des changements mineurs ou des améliorations dans les versions ultérieures.

 « Lors des vols, nous apprendrons et adapterons le vaisseau spatial aux missions, selon les besoins », a déclaré Paul Marshall, directeur adjoint du programme Orion. Cela pourrait inclure la modification des systèmes d'équipage ou des interfaces d'équipage pour aider les astronautes à effectuer les futures missions aussi facilement que possible.

Dans la phase de production, les ingénieurs appliqueront des améliorations à la conception d'Orion pour s'assurer que la fabrication et l'assemblage soient aussi efficaces que possible. L'une des nombreuses améliorations a été de réduire le nombre de pièces soudées qui composent la partie pressurisée d'Orion. Sa conception originale comportait 33 pièces soudées, qui ont été rationalisées à sept pour Artemis 1, afin d'améliorer la fabrication et d'économiser près de 320 kg.

Avec ces sept soudures récemment terminées sur Artemis 3 et les modifications de conception structurelle et tests achevés, une ligne de production plus efficace et rationalisée pour les engins spatiaux commence. Dans le cadre du Contrat de production et d'exploitation Orion (Orion Production and Operations Contract  - OPOC) attribué à Lockheed Martin, la NASA s'est engagée à commander un minimum de six et un maximum de douze vaisseaux spatiaux Orion. L'agence a commandé trois vaisseaux en 2019 pour les missions Artemis 3 à 5, et prévoit de commander trois capsules Orion supplémentaires au cours de l'exercice 2022 pour les missions Artemis 6 à 8.

"Notre stratégie pour passer de la conception/développement à la production se concentre sur l'optimisation en apportant des changements dans plusieurs domaines pour émerger avec un flux plus efficace", a déclaré Kelly DeFazio, directeur de programme pour les opérations de production chez Lockheed Martin.

Voici quelques exemples d'optimisation de la production d'Orion :

• Changer la structure organisationnelle des employés d'une grande structure d'équipe centrée sur la conception, le développement et la qualification à des équipes de travail multifonctionnelles plus petites, axées sur le débit de production et la qualité du produit.
• Intégrer des systèmes pour identifier et résoudre les contraintes dans le flux de production, et l'utilisation d'outils intelligents comme la réalité augmentée.
• L'ouverture du « Spacecraft, Test, Assembly and Resource Center » (STAR) de Lockheed Martin à Titusville, en Floride, plus tôt cet été afin de rationaliser la capacité de fabrication.
• Réutiliser les modules d'équipage Orion et les systèmes de grande valeur, combinés à la possibilité d'acheter en gros du matériel et des composants, ce qui contribue à des réductions de coûts considérables par rapport aux engins spatiaux produits dans le cadre du DDT&E. 

« Notre plan de production active des efficacités de fabrication uniques qui garantissent que nous atteignons la cadence de missions souhaitée tout en entraînant des réductions de coûts », a déclaré Paul Marshall. « Ces économies donneront à la NASA plus de ressources pour investir dans le développement des éléments nécessaires à la poursuite de la campagne d'exploration lunaire dans les années à venir. [...] La transition vers la production offre l'opportunité de recentrer la main-d'œuvre d'Orion sur la définition, la mise en œuvre et l'exécution des missions d'exploration pour lesquelles Orion est conçu pour voler » a-t-il ajouté.