artemis 1 - Développement du vaisseau spatial ORION de la NASA

Installation du LAS sur Orion Artemis 1

27 Juillet 2021 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 1

Après avoir effectué les opérations de remplissage et terminé les derniers tests dans le « Multi-Payload Processing Facility » au KSC mi-juillet, Orion Artemis 1 a maintenant atteint son prochain arrêt sur le chemin le menant à l'aire de lancement : l’installation du système d'abandon au lancement « LAS ».

Ce dernier a été relié au vaisseau spatial le 23 juillet. La prochaine étape sera de fixer les carénages en forme d’ogive pour encapsuler le module d'équipage avant de déplacer l’ensemble vers le VAB pour l'empiler au sommet du SLS.

Les techniciens vont donc prochainement installer quatre panneaux qui composent ce carénage dont le but est de protéger le vaisseau spatial de la chaleur, de la pression de l'air et des environnements acoustiques pendant le lancement et l'ascension. Le LAS, qui surmontera le carénage, abritera la pyrotechnie et un moteur de largage. Le système sera également équipé d'instruments pour enregistrer les données de vol clés pour une étude ultérieure.

Mais pour ce vol, les moteurs qui éloignent le vaisseau spatial de la fusée et contrôlent son attitude afin de le diriger pour son amerrissage lors d’un abandon au lancement, ne seront pas fonctionnels pour la mission Artemis I sans équipage. Seul le moteur de largage sera équipé pour séparer le LAS d'Orion en vol, une fois son rôle terminé, allégeant Orion de plusieurs tonnes pour son voyage vers la Lune.

Pendant ce temps, les équipes du VAB ont installé l'adaptateur d'étage au sommet du SLS suivi de l'ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) qui fournira à Orion la poussée nécessaire pour naviguer au-delà de la Lune.

Le « Launch Vehicle Stage Adapter » (LVSA)

L'ICPS

Une nouvelle technique d'entrée pour Orion lors de la mission Artemis 1

10 Avril 2021 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 1

Lorsque le vaisseau spatial Orion s’approchera de la Terre après sa mission Artemis 1, il tentera pour la première fois pour un vaisseau spatial habitable, une entrée atmosphérique par rebond - une manœuvre conçue pour localiser précisément son point d'atterrissage dans l'océan Pacifique.

Au cours de ce rebond, Orion plongera dans la partie supérieure de l'atmosphère terrestre et utilisera cette atmosphère, ainsi que le redressement de la capsule, pour rebondir hors de l'atmosphère, puis rentrera de nouveau pour la descente finale sous parachutes et l’amerrissage.

« L'entrée par rebond aidera Orion à atterrir plus près de la côte des États-Unis, où les équipes de récupération l’attendront » a déclaré Chris Madsen, directeur du sous-système de guidage, de navigation et de contrôle d'Orion. « Lorsque nous piloterons l'équipage d’Orion lors d’Artemis 2, la précision d'atterrissage nous aidera vraiment à nous assurer que nous sommes capables de récupérer rapidement les astronautes et réduire le nombre de ressources stationnées dans l'océan Pacifique. »

En effet, lors des missions Apollo, le vaisseau spatial entrait directement dans l'atmosphère terrestre et ne pouvait ensuite parcourir que jusqu'à 2800 km au-delà du point d’entrée atmosphérique avant d’amerrir. Cette portée limitée exigeait que des navires de la marine américaine soient stationnés dans plusieurs endroits éloignés. En utilisant une entrée par rebond, Orion peut voler jusqu'à près de 9000 km au-delà du point d'entrée, permettant au vaisseau spatial de se poser avec plus de précision. L'entrée par rebond permet en fin de compte au vaisseau spatial d'amerrir avec précision et de manière cohérente sur un même site d'atterrissage, quel que soit le moment et l'endroit d’où il revient.

Bien que ce concept existe depuis l'ère Apollo, il n'a pas été utilisé à l'époque car Apollo manquait de la technologie de navigation, de puissance de calcul et de la précision nécessaires.

« Nous avons repris une grande partie des connaissances acquises par Apollo et les avons intégrées dans la conception d'Orion, dans le but de fabriquer un véhicule plus fiable et plus sûr à moindre coût », a déclaré Madsen. « Certaines des nouvelles techniques que nous réalisons sont différentes et offrent plus de capacités qu’Apollo. »

L'entrée par rebond permettra également aux astronautes de subir des forces g plus faibles. Au lieu d'un seul événement d'accélération élevée, il y en aura deux mais inférieurs d'environ 4g chacun, permettant une conduite plus sûre et plus douce.

La division des événements d'accélération divise également le frottement atmosphérique, ce qui n'est pas une mince affaire pour un vaisseau spatial devant supporter jusqu’à 2800° C. La chaleur qu'il subira lors de la rentrée sera donc répartie sur deux événements, ce qui réduira le taux de chaleur dans les deux cas et en fera un trajet plus sûr pour les astronautes.

Au cours des missions Artemis, Orion amerrira à environ 80 km au large de San Diego, en Californie, où les équipes de secours seront proches et pourront récupérer rapidement le vaisseau spatial. Cette récupération rapide sera plus sûre pour les astronautes et plus rentable qu'Apollo en éliminant la nécessité pour la Marine de déployer beaucoup de navires dans l'océan cible.

Une nouvelle technique d'entrée pour Orion lors de la mission Artemis 1

Le module de service européen pour la mission Artemis 1 est en cours d’alimentation.

6 Avril 2021 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 1

L’ESM a tout d’abord été mis sous tension pour vérifier à nouveau ses systèmes après son court voyage de quelques kilomètres du Neil Armstrong Operations and Checkout facility au Multi Payload Processing Facility réalisé mi-janvier dernier.

Ensuite, il a été alimenté avec du MON3 (Mixed oxides of nitrogen), un mélange de deux oxydes d'azote utilisés comme comburant dans les propergols liquides azotés. Ce propulseur est toxique et possède un fort potentiel de corrosion, donc un grand soin a été pris pour protéger le personnel et l'intégrité de l'engin spatial pendant cette opération.

Après le comburant viendra le carburant (du MNH, monométhylhydrazine, utilisée comme ergol pour la propulsion spatiale) qui sera pompé dans les réservoirs du module de service européen. Pendant le fonctionnement des moteurs de vol, lorsque le carburant est mélangé avec l'oxydant dans les chambres de combustion du moteur, le mélange se dilate et se propage hors des buses du propulseur pour contrôler la trajectoire d'Orion pendant sa mission autour de la Lune et son retour sur Terre.

Le ravitaillement a commencé la semaine dernière et le chargement en MON3 s'est terminé le 1er avril. Le MMH suivra plus tard. Ensuite, le système sera alimenté en hélium à haute pression qui sert d'agent de pressurisation pour les réservoirs de propulseur du module de service européen, garantissant la pression correcte aux entrées du moteur.

Une fois que cela sera terminé, le vaisseau spatial sera déplacé vers le « Launch abort system facility », où il sera intégré au système d'interruption du lancement (LAS), avant d'être hissé au-dessus du lanceur dans le VAB, en attendant son déploiement vers la rampe de lancement et son lancement.

Le module de service européen pour la mission Artemis 1 est en cours d’alimentation.

Mise à jour, le 23 mai :

Le chargement du réservoir d'oxydant du module de service d’Artemis 1 par l'équipe EGS (Exploration Ground Systems) s'est terminé le 31 mars et la pressurisation pour le vol a été achevée le 1er avril 2021. 4,6 tonnes d’oxydant (Ox) ont été chargé et l'équipe a terminé les contrôles de pression des réservoirs.

Le 21 avril, le carburant a été à son tour chargé et le 22 avril, suite à l’intrusion d’un oiseau dans la highbay qui a lâché une déjection sur le vaisseau spatial, celui-ci s’est retrouvé sous une bâche en plastique afin de le protéger d’une nouvelle « attaque »…. Une « non-conformité » a donc été rédigée et l'ingénierie a évalué les mesures correctives à prendre. Le 10 mai, la situation était redevenue nominale sans que l’on sache ce qui a été fait (sans doute, un simple nettoyage).

Le 18 mai, le chargement en carburant du module d’équipage Orion était terminé.

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.

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.

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.

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...

Pose des panneaux solaires et des logos sur Orion Artemis 1

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

La semaine dernière, les panneaux solaires d’Orion pour la mission Artemis 1 ont été posés.

Des caméras, installées à l'extrémité des panneaux, devraient nous donner d'extraordinaires vues lors du transit vers la Lune...

Pose des panneaux solaires et des logos sur Orion Artemis 1

Vint ensuite la pose des logos NASA et ESA sur le dessous de l'adaptateur de module d'équipage (CMA – Crew Module Adapter) d'Orion. C’est le retour du célèbre logo « ver », introduit en 1975 et retiré en 1992, qui a fait son retour en 2020 alors que l'agence inaugure une nouvelle ère de vols spatiaux habités.

Quant au logo de l'ESA, il reflète notre nature européenne et nos activités pionnières dans l'espace. Il incorpore simplement le nom « ESA » commun à toutes les langues des États membres. L'Europe est représentée par un «e» circulaire, superposé au globe qui représente notre planète Terre. Le point blanc représente un satellite en orbite.

L'image du ver, ainsi que le logo de l'ESA, ont été découpés en décalcomanies à l'épreuve du vol par le « Launch Equipment Shop » du Kennedy Space Center.

Ultime test des panneaux solaires de l'ESM

22 Septembre 2020 , Rédigé par De Martino Alain Publié dans #Artemis 1

Le 10 septembre dernier, au centre spatial Kennedy en Floride, un panneau solaire d'Orion a été déplié et testé une dernière fois, avant d'être replié en vue de son lancement. La prochaine fois qu'il se déploiera, il sera en orbite autour de la Terre, l'année prochaine.

Le premier module de service européen qui alimentera Orion dans le cadre de la mission Artemis I autour de la Lune est en phase finale d'intégration et de vérifications au Neil Armstrong Operations and Checkout et l'une des dernières tâches est de connecter les quatre grandes ailes solaires à la structure principale de l’ESM.

Chaque aile de 7 m est articulée en deux points afin de pouvoir être repliée pour s'adapter à la coiffe du Space Launch Systems. Après le lancement et en orbite terrestre, les quatre ailes se déplient pour s'étendre sur 19 m, pivotent et tournent pour collecter l'énergie solaire, la transformant en électricité pour alimenter les systèmes du vaisseau spatial.

Les ailes étant conçues pour être déployées dans l'espace, elles ne sont donc pas faites pour résister à la gravité terrestre. Pour tester leur fonctionnement, elles sont déployées avec une plate-forme montée sur rail qui les soutient par le haut et suit leur déploiement. Cette vidéo, réalisée plus tôt cette année, montre la structure et le déploiement.

«Il s'agit d'une étape importante pour les équipes car nous avons maintenant terminé toutes les intégrations matérielles importantes. Nous ne reverrons plus ces panneaux solaires… sauf devant la caméra après le lancement », souligne Dominique Siruguet, responsable de la campagne du module de service européen de l'ESA.

Les panneaux solaires utilisent des cellules de la société américaine SolAero Technologies qui sont assemblées par Airbus Defence and Space aux Pays-Bas, tandis que le mécanisme d'entrainement des panneaux est fabriqué par Ruag en Suisse. En plein soleil, ils fourniront 11,1 kW de puissance - assez pour faire fonctionner deux foyers européens typiques.