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Aboutissement des tests pour le STA d’Artemis 1
Le STA (Structural Test Article pour Maquette de Tests Structurels), vient de terminer ses 330 jours d’essais.
Avant que les astronautes de la NASA pilotent le vaisseau spatial Orion pour les missions Artemis, les ingénieurs se devaient de tester minutieusement sa capacité à résister aux contraintes de lancement, de montée en orbite, aux conditions difficiles du transit dans l'espace lointain et du retour sur Terre. Ces essais du STA requis pour qualifier la conception d'Orion ont commencé dès le début 2017 et comprenaient 20 tests, utilisant six configurations différentes - d'un seul élément au vaisseau complet - et diverses combinaisons entre les deux.
Ces tests, achevés en juin de cette année, ont tous validé la durabilité structurelle d'Orion pour toutes les phases du vol d'Artemis 1.
Le STA, dans sa configuration «full stack» : module d'équipage, module de service, système d'abandon au lancement, adaptateur de vaisseau spatial et carénages largables
Parmi ces 20 épreuves, on peut citer des expérimentations de charges pour s'assurer que les structures de l’engin spatial résistent aux charges intenses du lancement et de la rentrée atmosphérique, des tests acoustiques et de vibrations pour évaluer comment Orion et ses composants tolèrent les forces vibratoires intenses, des essais de chocs pyrotechniques qui recréent les puissantes explosions pyrotechniques nécessaires aux séparations critiques pendant le vol tels que les séparations de modules et les largages de carénage, et un test de foudre pour évaluer les dommages potentiels au matériel de vol en cas d’exposition du véhicule à un coup de foudre avant le lancement.
Chez Lockheed Martin à Denver, les équipes ont travaillé 24 heures sur 24 pendant des jours pour préparer ces essais, les exécuter, démonter puis reconfigurer le STA pour le prochain test, aboutissant à 330 jours réels d’épreuves en tout genre. Au cours de certaines de ces phases, les ingénieurs ont poussé les pressions, les charges mécaniques, les vibrations et les chocs jusqu'à 40% au-delà des conditions les plus sévères prévues pendant la mission, analysant les données pour confirmer que les structures de l’engin spatial résistent aux environnements extrêmes de l'espace.
Test de largage du couvercle de la baie avant du STA chez Lockheed Martin près de Denver.
Alors que le vaisseau Orion se prépare au Kennedy Space Center pour sa première mission, la campagne STA se poursuivra au-delà d'Artemis 1, intégrant des tests de charges structurelles sur le système d'abandon au lancement et des essais d'impact sur l'eau du module d'équipage en vue de la mission Artemis 2 - le premier vol autour de la Lune avec des astronautes. Pour Artemis 3, la mission qui verra la première femme et le prochain astronaute masculin atterrir à la surface de la Lune, le STA sera utilisé pour des tests sur le système d'amarrage du vaisseau spatial.
Un troisième module de service européen pour le retour sur la Lune
C’est officiel depuis le 26 mai, l'Agence spatiale européenne a signé un contrat avec Airbus pour la construction du troisième module de service européen pour le vaisseau spatial Orion qui transportera les astronautes qui atterriront sur la Lune (mission Artemis III).
«En concluant cet accord, nous démontrons à nouveau que l'Europe est un partenaire solide et fiable pour le programme Artemis » a déclaré le directeur de l'exploration humaine et robotique de l'ESA, David Parker. Plus de 20 000 pièces et composants sont utilisés dans chaque module de service, des équipements électriques en passant par les moteurs, les panneaux solaires, les réservoirs de carburant et autres éléments de survie des astronautes, ainsi qu'environ 12 kilomètres de câbles.
L'ESM est de forme cylindrique et mesure environ quatre mètres de diamètre et de hauteur. Il dispose de quatre panneaux solaires (de 19 mètres de large lorsqu'ils sont déployés) qui génèrent suffisamment d'énergie pour alimenter deux foyers. Les 8,6 tonnes de carburant alimentent un moteur principal et 32 petits propulseurs. L'ESM pèse au total un peu plus de 13 tonnes. En plus de sa fonction de système de propulsion principal pour le vaisseau spatial Orion, l'ESM est responsable des manœuvres orbitales et du contrôle de position. Il fournit également à l'équipage les éléments centraux de support-vie tels que l'eau et l'oxygène, et régule le contrôle thermique lorsqu'il est amarré au module d'équipage.
Au cours du développement et de la construction de l'ESM, Airbus a tiré parti de son expérience en tant que maître d'œuvre du véhicule de transfert automatisé (ATV) de l'ESA, qui a fourni aux différents équipages de la Station spatiale internationale des livraisons régulières de matériel d'e recherche, de pièces de rechange, de nourriture, d'air, d’eau et de carburant. Cinq ATV ont été lancés entre 2008 et 2014.
Le premier module de service européen a déjà été livré au KSC de la NASA en novembre 2018 pour un lancement inhabité l'année prochaine et a déjà été couplé avec son module d'équipage. Le second est en production dans le hall d'intégration d'Airbus à Brême, en Allemagne.
Assemblage du module de service européen n°2
« Sasquatch », le logiciel de récupération d’Orion.
Lors de son retour sur Terre, Orion pénétrera dans l’atmosphère à une vitesse de 40 000 km/h qui le ralentira à 500 km/h pour amerrir à 20 km/h grâce à ses parachutes.
Mais pendant toutes ces différentes phases, du matériel sera largué et tombera dans l'océan Pacifique alors que le navire de récupération attend près du site d'amerrissage. Et la sécurité du navire et de l'équipe de récupération est essentielle au succès de la mission.
C’est pour cette raison qu’une équipe d'ingénieurs de quatre personnes du Johnson Space Center de Houston, en plus de celle de récupération dirigée par l’Exploration Ground Systems du KSC, sera à bord du navire de l'US Navy avec « Sasquatch », un outil logiciel très important, créé spécifiquement pour Orion.
Sasquatch est un logiciel utilisé par la NASA pour prédire les grandes « empreintes » - c'est pourquoi ce logiciel est appelé Sasquatch (ou Bigfoot, créature légendaire du Canada et des États-Unis) - des différents débris libérés de la capsule lors de la rentrée atmosphérique et de la descente.
Ce matériel largué comprend les parachutes de secours et les parachutes pilotes qui aident initialement à ralentir et à stabiliser Orion, ainsi que d'autres éléments nécessaires au déploiement de la séquence de parachutes. L'objectif principal de l'équipe Sasquatch est d'aider à rapprocher le navire le plus possible pour récupérer Orion rapidement mais aussi, recueillir autant de matériel que possible.
L'intégration des données de vent recueillies à partir des ballons avec celles de Sasquatch sur les débris, telle que la vitesse à laquelle ils tombent, démontrera comment ces débris se propagent - scénarios que l'équipe a pratiqués pendant des années dans le désert de l'Arizona où le programme Orion a effectué ses tests de parachutes.
Et c'est là que Sasquatch et les huit ballons météorologiques, libérés du navire de récupération par une équipe du CCAFS de Floride et du VAFB de Californie, entrent en jeu : ils utiliseront ces informations pour positionner le navire de récupération, les petits bateaux et les hélicoptères à l'extérieur des champs de débris afin d'éviter toute blessure ou dommage.
«La vitesse et la direction des vents en haute altitude sont essentielles pour modéliser les trajectoires des débris», a déclaré le major Jeremy J. Hromsco, officier des opérations au 45e Escadron météorologique du CCAFS. « Les données fournies aux équipes de prévision de l'US Navy et de la NASA leur permettront de caractériser et de prévoir avec précision l'atmosphère pendant les opérations de récupération.»
Le positionnement est primordial pour récupérer le matériel avant qu'il ne coule. L'équipe se concentrera d'abord sur la récupération du couvercle de la baie avant de la capsule (forward bay cover), cet anneau de protection qui recouvre la coque arrière et protège les parachutes pendant la majeure partie de la mission. S'ils réussissent, les ingénieurs pourront ainsi inspecter le matériel et recueillir des données de performances supplémentaires.
Environ cinq jours avant l'amerrissage, l'équipe de récupération se dirige vers un point à mi-chemin entre le rivage et l’endroit où Orion doit amerrir. Alors que le vaisseau spatial se rapproche, le navire de la Marine avec son équipage navigue vers le point de chute et la distance ainsi que la vitesse à laquelle ils peuvent s'y rendre dépend du travail de l'équipe « Sasquatch ».
Les hélicoptères qui capturent les précieuses images de la descente et de l'amerrissage décollent environ une heure avant l'amerrissage. Leurs plans de vol sont aussi établis sur la base des dernières informations de l'équipe Sasquatch.
"La sécurité est absolument primordiale", a déclaré Sarah Manning, ingénieure en aérospatiale qui fait partie de l’équipe Sasquatch. «Nous voulons nous rapprocher le plus possible - suffisamment loin pour que l'équipe de récupération soit en sécurité, mais suffisamment près pour pouvoir y arriver rapidement».
Le traitement d'Orion continue au KSC
Après son retour le 25 mars dans l'avion-cargo Super Guppy de l'agence spatiale, le deuxième article de vol d'Orion (après EFT-1) a été installé dans le bâtiment appelé « Armstrong Operations and Checkout » (O&C), déballé et retiré de son conteneur d'expédition, puis ramené dans la cellule « Final Assembly System Test » (FAST). L'entrepreneur principal d'Orion, Lockheed Martin, poursuit ses travaux d'assemblage, de tests et d’opérations de lancement (Assembly, Test, and Launch Operations, ATLO) sur le vaisseau spatial alors que la NASA continue d'évaluer jusqu'où poursuivre le traitement.
En effet, la crise sanitaire actuelle devrait faire en sorte que le vaisseau spatial Orion attende des éléments de son lanceur, le SLS, pendant une période de temps supplémentaire car les tests au centre Stennis sur le corps central ont été suspendus.
De sa position verticale à la fin des tests à Plum Brook station, Orion a été positionné à l’horizontal grâce au « verticator », fixé dans un cadre d'expédition et recouvert de couches d'emballage (une couverture souple puis une enveloppe type bateau) pour son voyage. Après avoir retrouvé son orientation verticale à l'intérieur du bâtiment O&C, le vaisseau spatial, débarrassé de ses protections et du cadre de transport, a été transféré dans la cellule FAST le 30 mars où le travail consiste maintenant à effectuer des inspections et des tests « après-vol ».
Le premier point a été de vérifier que cet emballage a évité tout dommage pendant le voyage. Les panneaux extérieurs de l'adaptateur de module d'équipage ainsi que le cône supérieur ont donc été retirés. Les quelques inspections réalisées ont alors permis de s’assurer que les réservoirs qui remplissent les sacs de redressement lors de l’amerrissage ainsi que la baie des parachutes n’ont pas subi de dommages.
Orion, qui doit voler pendant près de quatre semaines (voire six en fonction de la période de l'année où il sera lancé), entrer et sortir d'une orbite rétrograde éloignée de la Lune avant de retourner sur Terre, vient de passer quarante-sept jours sous vide, suivi de deux semaines de tests d'interférence électromagnétique.
Avant ces tests, il existait des modèles permettant de prédire la vitesse du véhicule, son échauffement et son refroidissement dans l'environnement spatial. Mais grâce aux données recueillies sur la façon dont le vaisseau spatial se comporte, les ingénieurs ont appris qu’ils devront réchauffer et refroidir le véhicule plus rapidement que sur les modèles initiaux et ainsi injecter ces données dans le logiciel embarqué et dans le système actif de contrôle thermique.
« Cela nous a aidé à mieux prédire quand allumer ou éteindre les radiateurs, quand refroidir l’ensemble ainsi que d’autres choses » a déclaré Scott Wilson, directeur des opérations de production de la NASA pour le programme Orion. « Ce sont probablement les phénomènes les plus importants que nous ayons appris là-bas. »
Coté interférence et compatibilité électromagnétique, tous les différents systèmes du vaisseau ont été mis sous tension afin de s’assurer que tout ce qui crée de l'énergie en radiofréquence n'interfère pas avec les autres systèmes du vaisseau et tout cela s'est très bien passé.
Seules certaines fréquences émises par nos amplificateurs externes à différents niveaux d'énergie ont interféré certaines communications, mais c'était une condition connue, et le test a permis d’approfondir les seuils tolérables.
Et pendant ce temps-là, le KSC a reçu, le 13 avril, le moteur du système d'abandon au lancement d'Orion (LAS) pour la mission Artemis 2, de chez Northrop Grumman à Promontory, dans l'Utah où il sera soumis à des tests en vue de sa préparation pour la deuxième mission Artemis.
Orion de retour au Kennedy Space Center
Arrivé à Plum Brook station le 26 novembre dernier et après avoir subi avec succès deux mois de tests de mise en températures extrêmes et d'interférences électromagnétiques dans le vide, Orion et son ESM sont de retour au KSC le 25 mars.
«Le test s'est exceptionnellement bien déroulé, d'autant plus que nous faisions tout cela pour la première fois», a déclaré Nicole Smith, chef de projet test au Glenn Research Center de la NASA.
Arrivé au Kennedy Space Center à bord du Super Guppy de la NASA, Orion est maintenant prêt à subir sa prochaine phase de traitement. Avant de pouvoir être intégré au Space Launch System (SLS), le vaisseau spatial passera par une dernière série de tests et d'assemblage, y compris une vérification des performances de bout en bout de ses sous-systèmes et d’éventuelles fuites dans les systèmes de propulsion. Ensuite, viendra l’installation des panneaux solaires, les tout derniers préparatifs et la mise sous pression du sous-ensemble de ses réservoirs en préparation du vol.
Orion entamera ensuite son parcours de traitement au sol avec les techniciens de l’EGS (Exploration Ground Systems). La première étape sera son installation au Multi-Payload Processing Facility (MPPF) pour alimenter et pressuriser ses réservoirs puis la mise en place du système d'abandon du lancement (LAS). Enfin, les ingénieurs transporteront Orion dans le VAB, où ils installeront le vaisseau spatial au sommet du SLS, lorsque le lanceur arrivera au KSC. Une fois intégré au SLS, une équipe de techniciens et d'ingénieurs effectuera des tests et des vérifications supplémentaires pour s’assurer qu’Orion et SLS fonctionnent ensemble comme prévu.
«Avec Orion de retour à Kennedy, nous sommes prêts», a déclaré Scott Wilson, directeur des opérations de production d’Orion. «Prêt à finaliser le véhicule et l'envoyer pour être intégré pour son voyage dans l'espace lointain, abordant la prochaine ère de l'exploration spatiale humaine.»
Aperçu du processus post-amerrissage d'Orion
Lors de l’amerrissage, il y a de fortes chances que le vaisseau se retrouve à l'envers. Apollo a amerri de cette façon une fois sur deux.
Dans ce cas, la première action de l'équipage, une fois qu'il a compris ce qu’il se passe, est de commander au véhicule de passer en mode post-atterrissage. Cela permet de couper les suspentes des parachutes, puis de gonfler le système de redressement (les ballons orange). Cette manœuvre prend environ 5 minutes.
Mais si quelque chose s'est mal passé, que les astronautes se retrouvent par exemple désorientés ou inconscients, une minuterie de sauvegarde se déclenche et le véhicule passe automatiquement en mode post-atterrissage.
L'équipage doit ensuite vérifier que de l'air extérieur n’est pas entrée dans le module de commande pendant la descente, ce qui se produit si, lors de la rentrée atmosphérique, la pression de la cabine est légèrement inférieure à la pression au niveau de la mer. Un message sur leurs écrans leur indique si la soupape de décharge s'est ouverte. Dans ce cas, ils attendent une minute pour savoir s'il y a des vapeurs d'ammoniac ou d'hydrazine résidant dans la cabine. S'il y a une quantité notable de l'un ou l'autre, ils doivent sortir immédiatement. Mais il y a de fortes chances que l'air soit sain et qu'ils puissent lever la visière de leur combinaison.
Le corps de chaque membre d'équipage doit se réadapter rapidement à la gravité terrestre, ce qui peut les rendre malades. Chacun est donc équipé de 4 sacs vomitoires rangés dans leur appuie-tête. Ils sont également dotés de médicaments contre le mal de mer dans la poche de leur combinaison ainsi que d’un sac d'eau installé au bas de leur siège, s'ils ont besoin de se rincer la bouche.
Une fois le CM en position verticale, l'équipage débute la procédure de mise hors-tension mais laisse suffisamment d’alimentation pour pouvoir garder la cabine scellée pendant environ 2 heures, mais aussi conserver toute la capacité de refroidissement du système de contrôle thermique. En effet, une fois le module de service largué avant la rentrée, le module de commande s'appuie sur un système à l'ammoniac pour refroidir l'avionique et la cabine. La chaleur de la rentrée est dissipée dans la structure du véhicule et il faut donc conserver autant de refroidissement que possible avec cet ammoniac.
En résumé, il faut mettre hors tension les systèmes redondants restants ainsi que les éléments non critiques. Par ailleurs, avant d'éteindre le système de communication principal, l’équipage réalise une communication avec la Marine sur une radio de recherche et de sauvetage alimentée par batterie et avec le contrôle de mission par le biais d’un téléphone satellite. La radio et le téléphone satellite sont installés sur le bord des sièges du pilote et du commandant. La radio sert à coordonner les étapes de récupération avec le personnel de la Marine présent sur l'eau.
Une fois les vérifications de communication terminées, l'équipage activera 2 unités d'hydroxyde de lithium alimentées par batterie qui contrôlent les niveaux de CO2, le véhicule toujours isolé de l'air extérieur. Après cela, ils peuvent mettre hors tension les systèmes primaires de survie.
A partir de cet instant, l'équipage n’a plus qu’attendre l’arrivée de la Marine. Une fois que la communication radio est de nouveau établie, l'équipage éteint le système de refroidissement à l'ammoniac et la Marine vérifie qu'il n'y a pas de niveaux dangereux d'hydrazine ou d'ammoniac persistants à l'extérieur du module. Si tout est nominal, alors commence le processus d'ouverture de la trappe. L'équipage n'a rien d'autre à faire à ce stade que de rester assis et attendre. Ce processus peut prendre entre 20 et 30 minutes, avant que les astronautes puissent s’extraire de leurs sièges et saluer les caméras.
Début des tests de radio-fréquence sur Orion EM-1
Deux semaines après la fin des tests thermiques et environnementaux à Plum Brook station, les tests de radiofréquence ont débuté sur Orion EM-1.
La compatibilité électromagnétique ou tests EMC (ElectroMagnetic Compatibility) sont courants pour les engins spatiaux. Tous les appareils électroniques émettent une certaine forme d'ondes électromagnétiques qui peuvent provoquer des interférences avec d'autres appareils comme le bourdonnement que des haut-parleurs émettent juste avant un appel entrant sur un téléphone mobile.
L'électronique des engins spatiaux peut provoquer des interférences similaires, mais dans l'espace, ces interférences peuvent avoir des conséquences désastreuses, de sorte que tous les systèmes doivent être vérifiés avant le lancement.
Les tests EMC ont souvent lieu dans une salle blindée spéciale construite avec des murs, des portes métalliques et des absorbeurs (des pointes en mousse) qui bloquent les rayonnements électromagnétiques externes indésirables, comme la chambre Maxwell de l'ESA sur son site technique aux Pays-Bas.
Bien qu'il ne s'agisse pas d'une chambre EMC, la chambre à vide thermique de Plum Brook est en aluminium et fournit donc un blindage électromagnétique, ce qui en fait un substitut approprié.
Pour tester l'électronique, le vaisseau spatial simulera un vol dans des conditions réalistes avec la plupart de ses sous-systèmes et équipements alimentés et en mode opérationnel.
L'électronique sera tout d'abord testée pour sa compatibilité dans cette chambre blindée électromagnétique. Ensuite, les équipements seront mis sous tension afin de vérifier qu’ils ne se perturbent pas entre eux.
Lors de la deuxième série de tests, des champs électromagnétiques seront appliqués à l'aide d'antennes autour de l'engin spatial pour tester la sensibilité des équipements aux interférences provenant de ces sources externes. Pour ce faire, la capsule Orion est équipée de capteurs de champ électromagnétique qui prendront des mesures lorsque les fréquences de perturbation sont injectées dans la chambre.
Bien que tous les sous-systèmes soient une source potentielle de bruit, les émetteurs qui génèrent intentionnellement ces radiofréquences sont particulièrement intéressants. Ceux-ci peuvent facilement perturber d'autres équipements sensibles au bruit électromagnétique, comme les récepteurs GPS, les modules de télécommande et d'autres éléments de communication.
Des experts de l'ESA surveillent sur place tous ces tests, aux côtés de collègues de la NASA.
Dernier test du moteur de contrôle d’attitude du LAS d’Orion
Le 25 février, la NASA a testé avec succès le moteur de contrôle d'attitude (ACM - Attitude Control Motor), construit par Northrop Grumman et qui permet de diriger le LAS (Launch Abort System) d'Orion pendant un abandon au lancement, dans les installations de la société à Elkton, dans l’état du Maryland. La mise à feu de 30 secondes était le troisième et dernier test pour qualifier le moteur pour les missions habitées qui débuteront avec Artemis II.
Pendant le test, huit soupapes à haute pression ont dirigé plus de 3 tonnes de poussée générées par le moteur à combustible solide dans plusieurs directions, dans des conditions de gel, fournissant suffisamment de force pour orienter Orion et son équipage vers un atterrissage en toute sécurité.
Le LAS se compose de trois moteurs à propergol solide : le moteur d'abandon éloigne le module d'équipage du lanceur, l'ACM dirige et oriente la capsule puis le moteur de largage qui sépare le LAS d'Orion avant le déploiement des parachutes pour un atterrissage en toute sécurité.
En 2010, la NASA a testé la fonctionnalité du LAS lors du « Pad Abort-1 », un test qui a démontré que les moteurs peuvent fonctionner s'il y a un problème sur le pas de tir avant le lancement du SLS. L'année dernière, la NASA a encore démontré, lors du test « Ascent Abort-2 », que le LAS fonctionnait aussi comme prévu pendant le lancement lorsque le vaisseau spatial subit ses plus grandes forces aérodynamiques.
La NASA a donc qualifié le moteur de largage, le moteur d'attitude et a terminé deux des trois tests qui doivent qualifier le moteur d'abandon. Les trois moteurs du LAS seront donc qualifiés pour les vols en équipage après le dernier test du moteur d'abandon qui sera réalisé avant Artemis II, une autre étape qui rapproche la NASA et Orion de l'envoi de la première femme et du prochain homme sur la Lune d'ici 2024.
Les équipes du KSC s’entraînent au compte à rebours et au début des opérations de lancement
La simulation a eu lieu le 3 février à l'intérieur de la salle de tir 1 récemment rénovée du centre de contrôle des lancements, situé à côté du bâtiment d'assemblage des véhicules. En tout, le compte à rebours du SLS dure 45 heures et 40 minutes, environ un jour de moins que celui de la navette spatiale.
Pour cette simulation, sous la direction de Charlie Blackwell-Thompson, directrice de lancement pour Artemis 1, le test s'est concentré sur le « Critical Terminal Count » c’est-à-dire la dernière partie du compte à rebours qui débute lorsque les horloges et les systèmes reprennent le décompte stoppé à T-10 minutes. À partir de ce moment, le décompte engage la rétraction des bras oscillants, la pressurisation des réservoirs de carburant, l'allumage des quatre moteurs RS-25 à T0, l'allumage des boosters et le décollage.
Ce décompte critique de T-10 à T0 est une période complexe et limitée dans le temps et ces simulations permettent non seulement à l'équipe la possibilité de pratiquer les procédures réelles qu'ils utiliseront le jour du lancement, mais est également l'occasion de tester leurs capacités à gérer diverses anomalies au sol ou sur le véhicule, leurs réactivités, et capacités à apprendre et connaître tous les systèmes.
Ces problèmes sont élaborés par une équipe de simulation indépendante - un petit groupe qui planifie les anomalies et les situations et les «introduit» dans le décompte à l'équipe de lancement. Celle-ci doit ensuite résoudre les problèmes en temps réel et chronométré pour répondre à la fenêtre de lancement simulée. Mais cela permet aussi à l'équipe de découvrir des problèmes réels avec les systèmes au sol et les logiciels. D’ailleurs, selon la NASA, de temps en temps, une anomalie apparaît qui n'est pas conçue par l'équipe de simulation. Alors, les gestionnaires et les contrôleurs la documentent et collectent toutes les données utiles pour aider à comprendre et résoudre le problème, après la simulation.
Tout cela doit aider l'équipe à être en pleine possession de ses moyens pour le premier lancement du SLS et d'Orion - ce que la NASA confirme maintenant publiquement qu’il ne se produira pas cette année.
En effet, le communiqué de presse de la NASA du 20 février 2020 concernant les performances du simulation de lancement effectué au KSC a été la première publication de la NASA à confirmer publiquement que le SLS ne volera pas cette année, notant que la NASA se prépare pour le premier test en vol sans équipage l'année prochaine.
La précédente date de lancement d'Artemis 1, fournie par la NASA pour novembre 2020, a d’ailleurs toujours été considérée comme étant de nature politique et ne reflétant pas exactement l'état de préparation de la fusée.
À cette fin, le Kennedy Space Center prévoit actuellement activement un lancement « pas avant le » le 18 avril 2021, et le Marshall Space Flight Center de Huntsville, en Alabama, a reçu des instructions pour les planificateurs de mission de commencer le développement des données de trajectoire pour une période de lancement qui s'étend du 18 avril au 4 mai 2021.
Ce réalignement de date comprend le décalage des délais d’arrivée des composants constitutifs du lanceur ainsi que les opérations d'empilement dans la High Bay 3 du VAB.
À l'heure actuelle, seul l’ICPS est stocké au Kennedy Space Center tandis que les 2 boosters à cinq segments, achevés et prêts à être expédiés depuis plus d'un an, sont entreposés à Promontory, dans l'Utah, dans l'attente d'une date de livraison en Floride. Quant à Orion, il se trouve à Plumbrook dans l’Ohio pour ses essais sous vide et le gigantesque étage central est actuellement au Stennis Space Center dans le Mississippi, se préparant à ses essais de mise à feu de longue durée, prévu apparemment pour le mois d’août.
Orion Artemis 1 est à mi-chemin de ses deux mois de tests de vide thermique à Plum Brook Station
Les tests vérifient non seulement que la conception du vaisseau spatial répond aux exigences, mais que les données collectées aident à calibrer les modèles analytiques de la façon dont la structure réagit aux conditions thermiques en vol et comment le système de contrôle thermique du vaisseau spatial réagit et à son impact sur la consommation d'énergie globale. Des tests fonctionnels ont déjà été effectués à deux points d'équilibre thermique froid, les tests actuels sont effectués à un point d'équilibre chaud.
Au début du test, l'intérieur de l'engin spatial a été dépressurisé à des conditions proches du vide pour évaluer les performances du système en condition d'urgence.
« Le test se déroule de manière fantastique », a déclaré Mark Kirasich, directeur du programme Orion de la NASA. « 27 jours se sont écoulés depuis le début et grâce à quelques étapes franchies plus rapidement que prévu, nous terminerons probablement quelques jours plus tôt que les 63 jours attribués ».
Orion est enfermé dans un carénage cryogénique et un système de flux de chaleur pour refroidir et chauffer différentes parties de l'engin spatial et la chambre est vidée jusqu'à environ 3 × 10 -6 Torr* pour simuler les conditions de vide observées dans l'espace.
*Le Torr ou millimètre de mercure est indexé sur la pression atmosphérique normale : 1 bar correspond à 750 Torr. Ici, 3 × 10 -6 Torr correspond à 4 × 10 -9 bar soit 0,000004 millibar.
« Nous sommes allés à deux différents points de froid fixés », a déclaré Kirasich. « La première consistait à simuler ce à quoi le véhicule se trouverait le plus souvent exposé, là où l’arrière de l'engin spatial est dirigée vers le Soleil et toutes les autres surfaces orientées à un certain degré vers l'espace lointain.»
Cette descente a duré 9 jours avant que la température sur le véhicule se stabilisent. Il y a environ un millier de transducteurs de température et chacun possède quatre ou cinq ensembles de critères. Au rythme de moins d’un degré de refroidissement par heure, chaque étape collecte des données et les enregistre, permettant de créer un modèle thermique. Et une fois le point froid atteint, il a été procédé à une vérification complète du vaisseau, tant sur les communications que sur les systèmes de propulsion, les pompes de refroidissements de l’avionique, etc.
Les premiers résultats montrent que certaines parties du véhicule réagissent un peu plus lentement que les modèles l'avaient prédit, alors que d'autres parties réagissent plus rapidement. Cela permet de mettre à jour les modèles de consommation d'énergie.
Le deuxième point d’équilibre froid a consisté à éteindre les radiateurs simulant le Soleil. La conséquence fut que la température du vaisseau spatial est encore descendue et la même collecte de données a repris jusqu’au 2ème point froid. Et Mark Kirasich de reprendre « Tout au long du test, c'était incroyable, le véhicule a été superbement performant ».
Un fois ces 2 tests terminés, le système de flux de chaleur a été réactivé pour atteindre un point thermique chaud extrême. Les mêmes données ont été récoltées jusqu’au niveau le plus chaud, c’est-à-dire lorsque les transducteurs ne changent plus d’état. Et à ce moment-là, on recommence les vérifications complètes du vaisseau.
Dans les jours à venir, la dernière étape consistera à refroidir de nouveau Orion au deuxième point froid puis le repressuriser. Dès lors, les conduites deviendront très froides à cause de l’expansion des gaz et cela permettra de s’assurer que toute la plomberie fonctionne, que rien ne gèle, rien ne s'arrête dans cette situation extrême.
Tout au long de ces différents essais, Orion restera sous tension. Il fonctionnera donc durant environ 1500 heures.
Une fois les tests thermiques terminés, la chambre sera reconfigurée pendant quelques semaines pour effectuer des tests d'inférence et de compatibilité électromagnétique (EMI / EMC - ElectroMagnetic Inference / Compatibility).
A la suite de cela, Orion retournera au KSC pour la suite des préparatifs…
