Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Début du soudage d’Orion Artemis 3

28 Janvier 2021 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 3

Au Michoud Assembly Facility de la Nouvelle-Orléans, des techniciens de Lockheed Martin, maître d'œuvre d'Orion, soudent les trois panneaux de forme conique du module d'équipage d'Orion pour la mission Artemis III qui verra débarquer la première femme et le prochain homme sur la Lune.

La structure principale du module d'équipage, le « réservoir » pressurisé, est composée de sept pièces en alliage d'aluminium usinées qui sont soudées ensemble par un processus de soudage donnant un espace habitable solide et étanche pour les astronautes pendant la mission. Cet habitacle est conçu pour résister à l'environnement rude et exigeant de l'espace lointain et est la structure de base sur laquelle tous les autres éléments du module seront intégrés.

Une fois le soudage des panneaux de cône du module d'équipage (3-4-5) terminé - dont l'un contient des hublots offrant aux astronautes une vue sur la Lune et la Terre - les travaux se poursuivront par l’installation de la cloison supérieure (2) pour créer le « plafond » du vaisseau spatial, suivi du « tunnel » (1) et enfin de la partie cylindrique inférieure (6) et de la cloison arrière (7) pour former le fond d'Orion.

Une fois le soudage de la structure primaire terminé, il sera expédié au centre spatial Kennedy de la NASA en Floride, où il subira d'autres assemblages dès cet automne.

15 octobre 2021 : Orion Artemis 3 a été livré au KSC pour la suite de sa construction. Sur ces photos, on voit le vaisseau spatial au centre d'assemblage Michoud (Michoud Assembly Facility) à La Nouvelle-Orléans en Louisiane avant son transfert.

Transfert d’Orion Artemis 1 vers le MPPF

17 Janvier 2021 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 1

Samedi, les ingénieurs en charge du vaisseau spatial Orion l’ont transféré du Neil Armstrong Operations & Checkout Building au Multi-Payload Processing Facility (MPPF) du KSC en Floride.

Le Neil Armstrong Operations & Checkout Building, outre ses quartiers d’équipage, de dortoirs et d’habillage pour les astronautes, est un grand atelier utilisé pour la fabrication et le contrôle des vaisseaux spatiaux habités. Depuis avril 2020, Orion y a été assemblé, testé et préparé pour son lancement.

Ces opérations terminées, le vaisseau a été transféré hier au MPPF. Cet édifice, construit au milieu des années 90, est utilisé pour le traitement des vaisseaux spatiaux et charges utiles. Déplacé hors de l'O & C, coiffé d’un couvercle, sur une palette adaptée et d'un système de palier à air qui se trouve au-dessus d'un transporteur, Orion sera positionné sur un stand permettant un accès à 360°. Tous les gaz et fluides tels l’ammoniac, l'hélium et l'azote seront alors chargés dans les modules d'équipage et de service par les ingénieurs et techniciens d'EGS (Exploration Ground Systems) de la NASA, son entrepreneur principal Jacobs Technology et d'autres organisations.

Le ravitaillement en carburant de ces produits dangereux, dont certains ont été utilisés dans le système de manœuvre et les unités de puissance hydraulique de la Navette spatiale, sera effectué à distance depuis la salle du centre de contrôle des lancements (LCC). Divers racks d'équipements électriques de soutien au sol permettront aux techniciens d'alimenter l'engin spatial et d'effectuer des opérations de service à distance. La température et l'humidité du vaisseau seront étroitement contrôlées à l'aide de mini-unités de purge portables, qui fournissent un débit constant d'air conditionné.

Les équipes orneront également Orion avec le logo « worm », symbole emblématique de la NASA, sur l'adaptateur du module d'équipage, ainsi que l’insigne de la NASA et les décalcomanies de l'Agence spatiale européenne sur les panneaux de carénage largables qui protègent le module de service du véhicule lors du lancement.

Avec ce transfert formel de propriété du programme Orion et de l'entrepreneur principal Lockheed Martin, le vaisseau spatial passera de la fabrication et de l'assemblage au traitement pour le vol.

Une fois Orion ravitaillé et les dernières vérifications effectuées, son couvercle de transport réinstallé, les ingénieurs déplaceront le vaisseau spatial vers le Launch Abort System Facility, où la tour du système d’abandon au lancement (LAS) ainsi que les panneaux de protection qui lui donne sa forme aérodynamique seront installés.

Transfert d’Orion Artemis 1 vers le MPPF

L'ESM lors d'Artemis 1, en vidéo, par l'ESA.

9 Janvier 2021 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 1

Cette vidéo du vaisseau spatial Orion donne un aperçu de la première mission - sans astronautes – d’Artemis 1, en se concentrant sur le module de service européen de l'ESA qui alimente le vaisseau spatial.

Orion effectuera un survol de la Lune, en utilisant la gravité lunaire pour gagner de la vitesse et se propulser à 70 000 km au-delà de notre satellite, à près d'un demi-million de kilomètres de la Terre - plus loin qu'aucun humain n'ait jamais voyagé.

Lors de son voyage retour, Orion effectuera un autre survol de la Lune avant de revenir sur Terre. Le voyage durera environ 20 jours, se terminant par un amerrissage dans l'océan Pacifique sans le module de service européen qui se sépare avant la phase d’entrée atmosphérique et s’y consume sans danger.

Vous noterez que lorsque l'ICPS allume ses propulseurs, les panneaux solaires sont orientés vers l'arrière, ceci afin de réduire les contraintes sur leurs structures. (Image ci-contre)

A contrario (image ci-dessus), lors de l'allumage de l'ESM, ces mêmes panneaux solaires sont orientés vers l'avant afin de les protéger du moteur principal. Ce dernier est plus proche de l'ESM que ne le sont ceux de l'ICPS et produit aussi moins de puissance donc de contraintes.

L’EUS passe son examen critique de conception

5 Janvier 2021 , Rédigé par De Martino Alain

Lors d’un dernier examen, un panel d'experts a évalué, fin décembre, l'EUS (Exploration Upper Stage – l’étage supérieur du SLS) afin de déterminer si sa conception répond correctement aux exigences des futures missions Artemis. Cette évaluation certifie que l'EUS correspond aux exigences de conception pour résister à l’environnement de l'espace lointain et, une fois terminé, assurer la sécurité des astronautes. Le comité a également évalué les processus de tests, la capacité industrielle à fournir les pièces, l'outillage et les plans de production. Boeing, le maître d'œuvre de l'EUS et de l'étage principal, fabriquera et assemblera cet étage supérieur au Michoud Assembly Facility de la NASA, à la Nouvelle-Orléans.

Une maquette structurelle sera soumise à des tests au Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, Alabama, où le programme SLS est géré. Le modèle de vol, lui, sera soumis aux mêmes tests que subit actuellement le SLS au Stennis Space Center près de Bay St. Louis dans le Mississippi, y compris une mise à feu de ses moteurs, avant son premier vol.

Pour accomplir la mission lunaire Artemis 1 dont le but est d’amener un vaisseau Orion non habité pour un vol d'essai vers la Lune, une version « Block 1 » du SLS utilisera un étage de propulsion cryogénique (ICPS - Interim Cryogenic Propulsion Stage) déjà en service sur la famille des lanceurs Delta IV d’United Launch Alliance et muni d’un seul moteur RL-10. Deux lanceurs SLS Block 1 seront utilisés ensuite pour les deux vols avec équipage suivant, dont la première mission humaine en orbite lunaire depuis le programme Apollo.

La prochaine version du SLS dite « Block 1B » utilisera l’EUS, qui a des réservoirs de carburant plus grands et cette fois, quatre moteurs RL-10 qui lui confèreront plus de performances. Cela permettra au SLS Block 1B de transporter un vaisseau Orion avec 4 membres d’équipage et plus de 10 tonnes de charge utile. Cette capacité de transport supplémentaire permettra moins de vols pour une présence humaine soutenue sur la Lune et dans l’espace lointain.

L’EUS passe son examen critique de conception

La Nasa choisi l’option « utiliser tel quel » !

18 Décembre 2020 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 1

Fin novembre, lors de l'assemblage final du vaisseau spatial Orion au Kennedy Space Center en Floride, les ingénieurs ont identifié un problème avec un canal redondant sur l'une des cartes de communication d’une des huit unités d'alimentation et de données (PDU) du vaisseau Orion.

En tant que vaisseau spatial habité, Orion est construit avec beaucoup plus de redondance qu'un vaisseau classique. Mais pour la mission Artemis 1 non-habitée, le PDU concerné, qui est toujours entièrement fonctionnel, n’utilisera que son canal principal. Il en a été décidé ainsi.

Les ingénieurs avaient 2 solutions : « utiliser tel quel » avec le reste de degré élevé de redondance disponible ou retirer et remplacer le boîtier. Ils ont déterminé qu'en raison de l'accessibilité limitée à ce boîtier particulier, du degré d'intrusion dans l'ensemble des systèmes de l'engin spatial et d'autres facteurs, le risque de dommages collatéraux l'emportait sur le risque associé de la perte d'une branche de redondance dans un système déjà hautement redondant. Par conséquent, la NASA a pris la décision de continuer sur sa lancée et de procéder à la suite du traitement du véhicule.

Les ingénieurs terminent actuellement les toutes dernières activités et transféreront Orion avec son ESM mi-janvier du « Neil Armstrong Operations and Checkout Facility » au « Multi-Payload Processing Facility » pour débuter son ravitaillement et le préparer pour l'intégration avec le SLS.

Cette nouvelle chronologie n'a pas d'impact sur le calendrier de lancement, et la NASA reste sur la bonne voie pour un lancement en novembre 2021.

La Nasa dévoile les noms des 18 astronautes du programme ARTEMIS

12 Décembre 2020 , Rédigé par De Martino Alain

Neuf femmes et neuf hommes viennent d’être sélectionnés par la Nasa pour les futures missions ARTEMIS.

Avec un large éventail d’expériences, parmi eux se trouvent la première femme et l’homme qui débarqueront sur la Lune en 2024. Dès l’année prochaine, ils commenceront à travailler avec les partenaires commerciaux de l'agence spatiale afin d’aider au développement des systèmes d'atterrissage, de la formation, de la définition des exigences matérielles et aux développements techniques.

Je vous présente ci-dessous leurs parcours.

Les 9 femmes :

Kayla Barron, sélection 2017, lieutenant-commandant de l'US Navy, détient un baccalauréat en génie des systèmes et une maîtrise en génie nucléaire.

Christina Hammock Koch, sélection 2013, détient le record du plus long vol spatial par une femme, avec 328 jours dans l'espace et six sorties dans l'espace. Elle a obtenu un baccalauréat en génie électrique et physique, ainsi qu'une maîtrise en génie électrique.

Nicole A. Mann, sélection 2013, s'entraîne actuellement en tant que pilote pour le 1er vol-test avec équipage du CST-100 Starliner de Boeing. Elle a obtenu un baccalauréat et une maîtrise en génie mécanique. Ce lieutenant-colonel du l’US Marine Corps était pilote de chasse F / A-18 et diplômée de l’US Naval Test Pilot School.

Anne McClain, sélection 2013, a passé 204 jours dans l'espace et effectué deux sorties extra-véhiculaires. Cette aviatrice lieutenant-colonel de l'armée américaine est diplômé de l’US Naval Test Pilot School en tant que pilote d'essai d'hélicoptère. Elle est titulaire d'un baccalauréat en génie mécanique, aéronautique et d'une maîtrise en génie aérospatial et relations internationales.

Jessica Meir, sélection 2013, a passé 205 jours dans l'espace et effectué trois sorties dans l'espace. Elle est titulaire d’un baccalauréat en biologie, une maîtrise en études spatiales et un doctorat en biologie marine. Avant de rejoindre la NASA, elle a étudié la physiologie des animaux dans des environnements extrêmes.

Jasmin Moghbeli, sélection 2017, Major dans l’US Marine Corps, a obtenu un baccalauréat et une maîtrise en génie aérospatial. Elle est également diplômée de l’US Naval Test Pilot School et a testé des hélicoptères H-1 avant d’appartenir à la NASA.

Kate Rubins, sélection 2009, actuellement à bord de l’ISS pour son deuxième vol, détient un baccalauréat en biologie moléculaire et un doctorat en biologie du cancer. Elle a été la première personne à séquencer l'ADN dans l'espace et a effectué deux sorties dans l'espace.

Jessica Watkins, sélection 2017, est titulaire d’un baccalauréat en sciences géologiques et environnementales et un doctorat en géologie. Avant de devenir astronaute, elle a été boursière postdoctorale au California Institute of Technology, où elle a été membre de l'équipe scientifique du rover Curiosity.

Stephanie Wilson, sélection 1996, est une vétéran de trois vols de navette spatiale et a passé 42 jours dans l'espace. Elle a obtenu un baccalauréat en sciences de l'ingénieur et une maîtrise en génie aérospatial. Avant de devenir astronaute, elle a travaillé sur le vaisseau spatial Galileo au Jet Propulsion Laboratory de la NASA.

Les 9 hommes :

Joseph Acaba, sélection 2004, a passé 306 jours dans l'espace et effectué trois sorties dans l'espace. Il est titulaire d'un baccalauréat en géologie, ainsi que d'une maîtrise en géologie et en éducation. Avant de venir à la NASA, il a enseigné les sciences au lycée et les mathématiques et les sciences au collège.

Raja Chari, sélection 2017, est colonel de l'US Air Force. Il a obtenu un baccalauréat en génie astronautique et une maîtrise en aéronautique et astronautique. Ce diplômé de l’US Naval Test Pilot School a travaillé sur les mises à niveau du F-15E puis sur le programme de développement du F-35, avant de rejoindre la NASA.

Matthew Dominick, sélection 2017, détient un baccalauréat en génie électrique et une maîtrise en génie des systèmes. Il est également diplômé de l’US Naval Test Pilot School et fut un pilote d'essai spécialisé dans les lancements et les atterrissages sur porte-avions avant d’intégrer la NASA.

Victor Glover, sélection 2013, commandant de la marine américaine a obtenu un baccalauréat en génie général et une maîtrise en génie des essais en vol, en génie des systèmes et en art et science opérationnels militaires. Il a piloté le Dragon Crew-1 "Resilience" et est actuellement ingénieur de vol de l’expédition 64 à bord de la Station spatiale internationale.

Warren Hoburg, sélection 2017, est titulaire d'un baccalauréat en aéronautique et astronautique et d'un doctorat en génie électrique et informatique. Avant de rejoindre la NASA, il était professeur adjoint au Massachusetts Institute of Technology et membre saisonnier du « Yosemite Search and Rescue team ».

Jonny Kim, sélection 2017, s'est enrôlé dans la marine américaine après le lycée. Il est devenu un Navy SEAL puis est retourné à l'école pour obtenir un baccalauréat en mathématiques, suivi d'un doctorat en médecine.

Kjell Lindgren, sélection 2009, a passé 141 jours dans l'espace et effectué deux EVA. Il est titulaire d'un baccalauréat en biologie, d'une maîtrise en physiologie cardiovasculaire et d'un doctorat en médecine. Avant de devenir astronaute, il était chirurgien aéronautique chargé des missions de la navette spatiale et de la station spatiale.

Frank Rubio, sélection 2017, est lieutenant-colonel de l'armée américaine. Il a obtenu un baccalauréat en relations internationales et un doctorat en médecine. Il a été à la fois pilote d'hélicoptère Blackhawk et chirurgien de l'air dans l'armée avant de rejoindre la NASA.

Scott Tingle, sélection 2009, capitaine de l'US Navy, a passé 168 jours dans l'espace et effectué une sortie extra-véhiculaire. Il détient un baccalauréat et une maîtrise en génie mécanique. Il est également diplômé de l’US Navy Test Pilot School.

Maintenant, les pronostics sont lancés pour savoir qui de ces personnes seront les premiers à fouler, plus de 50 ans après le dernier vol Apollo, le sol sélène…

La Nasa dévoile les noms des 18 astronautes du programme ARTEMIS

Malgré la défaillance d’un composant d'alimentation électrique, l’installation des éléments d’Orion continue.

3 Décembre 2020 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 1

Fin novembre, les ingénieurs de Lockheed Martin travaillant sur Orion s’aperçoivent qu'un canal redondant d’un des huit PDU (Power and Data Unit), principaux boîtiers d'alimentation et de données, est tombé en panne. Cette déficience n’empêche absolument pas le PDU d’être pleinement opérationnel mais plusieurs mois seront sans doute nécessaires pour remédier à ce problème.

En effet, le composant est difficile à atteindre. Il est situé dans l’adaptateur du module d’équipage qui connecte Orion à son module de service. Pour y accéder, il faudrait séparer Orion de l’ESM, processus qui pourrait prendre jusqu’à un an…

Une autre option, jamais tentée auparavant, consisterait à percer une ouverture dans l’adaptateur pour accéder au PDU. Cette manœuvre aurait pour avantage de ne durer que 4 mois.

L’autre option, la plus simple, serait de voler tel quel. A suivre donc…

Malgré la défaillance d’un composant d'alimentation électrique, l’installation des éléments d’Orion continue.

Pendant ce temps, les travaux se poursuivent sur Orion.

Fixé au sommet d'Orion Artemis 1 se situe le « couvercle de baie avant » (forward bay cover), brillant et nouvellement installé.

Cette pièce essentielle protégera la partie supérieure du module d'équipage lors du retour dans l'atmosphère terrestre à des vitesses de plus de 40 000 km/h. Après la rentrée, des mécanismes de largage généreront suffisamment de poussée pour larguer ce couvercle et permettre aux trois parachutes principaux de se déployer, de stabiliser et de ralentir la capsule à 30 km/h voire moins pour un amerrissage en toute sécurité dans l'océan Pacifique.

Nouveaux tests d’amerrissage pour Orion

29 Novembre 2020 , Rédigé par De Martino Alain

Construite dans les installations de l'entrepreneur principal Lockheed Martin au Colorado, une maquette de test structurel (STA - Structural Test Article) est arrivée au centre de recherche Langley de la NASA à Hampton, en Virginie, en vue d'une série d'essais en bassin d'impacts.

Les tests, prévus pour début 2021, s'apparenteront aux précédents. Mais cette fois, le module d'équipage ressemble davantage à une configuration de vol réel avec plusieurs mises à jour et modifications structurelles basées sur les données de tests en soufflerie et lors du vol EFT-1 réalisé en décembre 2014.

Les données récoltées seront utilisées pour la modélisation informatique finale des charges et des structures avant le vol Artemis II, première mission de la NASA avec un équipage.

«Il s'agit moins d'essayer de réduire l'incertitude du modèle mais plus de le charger jusqu'aux limites de sa conception, de larguer le modèle de plus haut et avec une charge plus importante, pas de tester aux exigences, mais à l'extrême», a déclaré Chris Tarkenton, responsable technique. «Le processus de conception technique est itératif : à mesure que vous en apprenez davantage sur le comportement de la structure, vous, en tant que concepteur, effectuez des mises à jour pour répondre à ce que vous avez appris des tests. Et la conception ne signifie pas seulement la forme générale, c'est la façon dont tous les composants interagiront entres eux et comment ils seront fabriqués.»

En 2011, les ingénieurs ont débuté leurs essais avec un modèle standard et approximatif d'Orion, dans une série de chutes au bassin d'impact hydroélectrique de Langley. Les ingénieurs ont appris comment les conditions étaient différentes par rapport aux simulations informatiques et ont apporté des ajustements à la conception du vaisseau. Puis en 2016, une nouvelle maquette plus raffinée a été testée pour mieux comprendre les forces que le module d'équipage subit lors d'un amerrissage. Là encore, de petites modifications ont été apportées à la conception en fonction des résultats. Maintenant, sur la base de la conception finale de la configuration qui volera sur Artemis II, l'article de test structurel sera mis à l'épreuve.

«Ce modèle de module d'équipage Orion intègre les conceptions de vol de l’habitacle sous pression, des panneaux de coque arrière et du bouclier thermique ainsi que des structures secondaires plus fidèles et d'autres composants », a déclaré Bryan Russ, chef de projet.

Après avoir déballé le module d'équipage, les ingénieurs passeront les prochains mois à installer des systèmes d'acquisition de données et des faisceaux de câbles. Plus de 500 capteurs, y compris des jauges de contrainte et des accéléromètres sont d’ores et déjà installés à l'intérieur, dans la coque arrière et au niveau du bouclier thermique.

Des ingénieurs et des techniciens installeront également des panneaux de fermeture imperméabilisants, imprimés en 3D à Langley, pour empêcher toute intrusion d'eau. Pendant les tests, des contrôles de poids entre les lâchers et les inspections visuelles garantiront qu'aucune eau ne pénètre dans les zones où elle ne le devrait pas.

Les simulations de la NASA valident les modèles de sécurité pour Orion

20 Novembre 2020 , Rédigé par De Martino Alain

Le système d'interruption au lancement d’Orion, ou LAS (launch Abort System), présenté ici en gris, fait partie intégrante de la sécurité des vols spatiaux. Ce système d'évacuation de l'équipage à la pointe de la technologie est fixé au sommet du vaisseau spatial, lui-même au sommet de la puissante fusée Space Launch System de la NASA. En cas d'urgence lors du décollage, il peut se séparer rapidement de la fusée en accélérant afin d'extraire les astronautes en toute sécurité.

le LAS utilise un moteur d'abandon qui produit quatre grands panaches de gaz d'échappement à grande vitesse qui s'écoulent le long des côtés d'Orion, générant des vibrations extrêmement fortes.

Crédit image: NASA / Francois Cadieux / Timothy Sandstrom

Cette image est composée de 5000 photos instantanées de la plus longue simulation du LAS en fonctionnement réalisée à ce jour et a été produite par les experts de l’Advanced Supercomputing Division du centre de recherche Ames de la NASA, dans la Silicon Valley en Californie. Il fournit un examen approfondi des fluctuations moyennes prévues de la pression qui provoquent des vibrations sur l'engin spatial.

Les niveaux élevés de vibration sont indiqués en blanc, les niveaux bas, en bleu. Un arc bleu clair (1) en amont des tuyères du moteur d'abandon montre une onde de choc créée par ces dernières ainsi que par les panaches de gaz d'échappement lorsque le véhicule se déplace plus rapidement que la vitesse du son. Les courbes blanches (2) en aval des tuyères sont dues aux interactions entre un autre choc et les panaches.

Pour mieux comprendre les effets de l'altitude et de la vitesse sur la force et la distribution de ces vibrations, une équipe du centre de recherche Ames a reproduit plusieurs simulations sur un large éventail de scénarios d'abandon au lancement en utilisant les ressources de calcul intensif de la NASA. Ils travaillent à simuler le test de résistance complet du LAS, appelé « Ascent Abort-2 » que la NASA a réussi avec succès en 2019. À l'aide d'un logiciel de pointe développé par Ames, les ingénieurs ont validé l'exactitude des prévisions en les comparant aux données réelles du test en vol de 2019.

En collaboration avec l'équipe « Orion Loads and Dynamics » du Johnson Space Center de la NASA à Houston, ces prévisions seront utilisées pour augmenter les données de soufflerie, de tests au sol et en vol afin d’aider à réduire l'incertitude des vibrations sur le vaisseau spatial et finalement améliorer la sécurité des astronautes lors d'un éventuel abandon au lancement.

Installation des carénages su l'ESM

31 Octobre 2020 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 1

Les panneaux solaires maintenant posés sur Orion Artemis 1, c’est au tour des carénages de protection du module de service européen (ESM) d’être installés par les techniciens de Lockheed Martin, entrepreneur principal pour Orion.

Au nombre de trois, ils sécurisent l’ESM afin de le protéger des contraintes lors du lancement.

Une fois cette opération réalisée, ce sont le logo NASA et le drapeau américain qui ont été posés sur le vaisseau Orion.

Les prochaines étapes consisteront à "faire le plein" d'Orion avant de l'installer sous son système d'abandon au lancement puis de le hisser en haut du SLS...