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Helga et Zohar, les deux mannequins qui seront à bord d’EM-1
Helga et de Zohar, deux mannequins féminins occuperont les sièges passagers lors de la première mission d’Orion autour de la Lune. Équipé de plus de 5600 capteurs, le duo mesurera la quantité de radiations à laquelle les astronautes pourraient être exposés lors de futures missions avec une précision sans précédent.
Ces radiations posent un risque majeur pour la santé des personnes dans l'espace. Les astronautes de la Station spatiale internationale reçoivent des doses 250 fois supérieures à celles de la Terre. Loin du champ magnétique terrestre et dans l'espace interplanétaire, l'impact sur le corps humain pourrait être beaucoup plus important - jusqu'à 700 fois plus.
Deux sources de rayonnement sont préoccupantes : le rayonnement cosmique et les éruptions solaires. Ce rayonnement pourrait augmenter le risque de cancer pour l'équipage et devenir un facteur limitant dans les missions sur la Lune et sur Mars.
Helga et Zohar
Les deux mannequins simulent un torse de femme adulte. Helga et Zohar sont constitués de 38 tranches de plastique équivalent à un tissu imitant la densité variable des os, des tissus mous et des poumons. Des mannequins similaires sont utilisés dans les hôpitaux pour quantifier la dose de rayonnement correcte à appliquer pour les traitements du cancer.
«Nous avons choisi des mannequins féminin parce que le nombre de femmes astronautes est en augmentation et que le corps de la femme est généralement plus vulnérable aux radiations», explique Thomas Berger, responsable scientifique de l'expérience de radiation Matroshka AstroRad (MARE) au Centre aérospatial allemand de la DLR.
Des capteurs ont été installés dans les zones du corps les plus sensibles aux radiations - poumons, estomac, utérus et moelle osseuse. Alors que des milliers de dosimètres passifs enregistreront la dose de rayonnement du lancement au retour sur Terre, un ensemble de 16 détecteurs actifs cartographiera cette dose à la fois sur la peau et les organes internes du mannequin pendant le vol.
Un bouclier pour astronaute
La seule différence entre les deux mannequins réside dans le fait que Zohar portera un gilet de protection contre les radiations, tandis qu'Helga voyagera sans protection.
Ce gilet s'appelle AstroRad et a été développé par une start-up parrainée par l'Agence spatiale israélienne. «Nous nous appuyons sur notre expertise en matière de protection du personnel des centrales nucléaires et des secouristes exposés à de fortes radiations ou à des menaces biologiques terroristes,» explique le directeur de la société StemRad, Oren Milstein.
Fabriqué en polyéthylène pour mieux bloquer les protons nocifs, AstroRad couvrira le haut du corps et l'utérus de Zohar. La comparaison de la dose de rayonnement qu'elle recevra avec celle d'Helga permettra aux scientifiques de comprendre comment mieux protéger les futurs équipages.
Il existe des précédents pour Helga et Zohar. Le mannequin Matroshka a habité la Station spatiale internationale de 2004 à 2011 pour mesurer la dose de rayonnement subie par les astronautes au cours de leurs missions à bord et à l'extérieur pendant les sorties extra-véhiculaires.
Helga et Zohar sont actuellement à Cologne, en Allemagne, où les équipes de la DLR travaillent sur un prototype pour les fixer en toute sécurité aux sièges passagers du vaisseau spatial Orion et préparer les détecteurs de rayonnement pour leur vol. Des équipes aux États-Unis se préparent également pour l'examen de sécurité avec la NASA ce printemps.
«La collaboration internationale augmente considérablement la valeur de MARE. Il offre diverses perspectives et ressources complémentaires », a déclaré Razvan Gaza, chef de projet chez Lockheed Martin, la société qui construit le véhicule Orion pour la NASA.
Une autre unité autonome de la taille d’une boîte d’allumette voyagera également sur Orion pour enregistrer les radiations à l’intérieur de la capsule de l’équipage en temps réel. Le détecteur de rayonnement à dosimètre actif de l’ESA a déjà été testé sur la Station spatiale internationale.
Helga subit des tests de vibrations
L'agenda 2019 pour l'ESM et Orion
L'année 2019 sera pleine de nouveautés et de tests finaux pour le module de service européen, qui alimentera et propulsera le vaisseau spatial Orion qui devrait être entièrement assemblé d'ici à juin.
Le second semestre verra également la signature d’un contrat avec l’industrie européenne pour la construction et la livraison du troisième module de service européen. Lors de son troisième voyage vers la Lune, Orion transportera le premier élément du « Space Gateway »: une structure qui permettra aux astronautes de vivre et de travailler en orbite lunaire.
L'adaptateur de module d'équipage et le module de service européen, qui forment désormais une seule unité, sont de retour à leur poste de travail dans le bâtiment O&C du Centre spatial Kennedy. Les ingénieurs y travaillent à vérifier les connexions électriques et à installer des dispositifs de protection contre les débris et les micro-météroïdes.
Les travaux entre l'ESA, Airbus et Lockheed Martin se déroulent comme prévu. L'ordre du jour du premier module de service européen (ESM-1) est le suivant:
Mi-février : mise sous tension et tests initiaux du module de service d'Orion.
Deuxième trimestre : intégration des modules de service et d'équipage d'Orion.
12 juin : Test d’abandon en vol AA-2 (Ascent Abort flight test-2).
Juillet : transfert d'Orion vers les installations d'essai de Plum Brook station (installations de simulation d'environnement spatial)
Troisième trimestre : essais de vide thermique, de bilan thermique, de compatibilité électromagnétique et d'interférences, toujours à Plum Brook station.
Fin du troisième trimestre : Orion revient au Kennedy Space Center.
Début 2020 : qualification, acceptation et transfert de propriété du premier module de service européen à la NASA.
Premier trimestre 2020 : transfert d'Orion aux « NASA’s Exploration Ground Systems » pour la préparation au lancement.
Soudage du Module de Service européen terminé
Fin décembre, au Kennedy Space Center en Floride, les dernières soudures ont été finalisées. Elles ont permis de connecter le Module de Service européen (ESM) à l'adaptateur du module d'équipage (CMA - Crew Module Adapter). Les deux unités ne font maintenant plus qu’une et forment le Module de Service (SM - Service Module).
Plus de 30 soudures et 20 raccords mécaniques ont été réalisés pour connecter principalement les canalisations pour la propulsion et les systèmes de contrôle d'environnement et de support-vie permettant aux commandes initiées du Module d'Equipage (CM –Crew Module) d'être exécutées par le Module de Service européen.
Le Module de Service ainsi construit a ensuite été déplacé du poste de soudage vers l'allée principale du bâtiment « Neil Armstrong Operations and Checkout » sur une palette à coussin d'air.
L'air soufflé crée en permanence un mince coussin d'air qui permet une manipulation douce et facile du Module de Service. L'air passe sous le Module et le soulève pour qu'il puisse glisser sur le sol. La même technique est utilisée pour former les astronautes aux sorties extra-véhiculaires particulièrement complexes ou pour des tests. Comme une table « air-hockey », les plates-formes à coussin d'air telles que celle utilisée pour déplacer le Module de Service peuvent glisser librement sur des sols lisses, afin de reproduire simplement et facilement la dynamique du mouvement à faible gravité dans deux dimensions plutôt que trois.
Le Module de Service a ensuite été déplacé vers la cellule de test de pression, toujours dans le « Neil Armstrong Operations and Checkout », où de l'hélium sera acheminé à haute pression à travers les joints récemment soudés pour tester leur efficacité. Si les soudures ne fuient pas sous une pression accrue, elles seront aptes pour le vol et pourront donc résister aux forces que le Module de Service devra supporter pendant le lancement et lors de son voyage autour de la Lune.
Aux dernières nouvelles, les tests de pression ont été terminés la semaine dernière et le module de service poursuit son périple dans le « Neil Armstrong Operations and Checkout », à l'instar d'une chaîne de montage en usine.
Le prochain arrêt est la Station Multifonction où davantage de composants seront installés tels que les traqueurs d’étoiles, les caméras et les antennes. Plus à ce sujet dans les prochains articles du blog…
