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Les derniers éléments arrivent pour finaliser le montage d'Orion EM-1
Mi-mars, les 4 ailes solaires du module de service d’Orion ont été expédiées depuis le site Airbus de Leiden, aux Pays-Bas, à destination de l'aéroport de Miami, puis du centre spatial Kennedy.
Orion possédera 4 ailes de 7 mètres de long chacune.
Depuis février, le module de service européen a subi des tests de propulsion fonctionnels. L'aspect «fonctionnel» signifie que l'avionique et les logiciels ont été testés sans que les moteurs ne soient allumés. Les essais cycliques thermiques, y compris divers tests fonctionnels, commenceront cette semaine.
Fin mars, la tuyère du moteur principal OMS-E était en cours d'installation et son mouvement d’orientation sera testé d’ici quelques semaines. Les ailes solaires seront installées à peu près au même moment.
Une fois tout installé, le module de service européen et l’adaptateur de module d’équipage seront soumis à une session de tests acoustiques en champ direct (D-FAT - Direct-Field Acoustic Testing) où ils seront soumis aux bruits extrêmes d’un lancement simulé.
Le D-FAT est une version plus mobile des plus grandes chambres acoustiques utilisées pour vérifier qu’un quelconque satellite survivra à un lancement. Le module de service sera entouré de larges haut-parleurs et les techniciens augmenteront le volume au même niveau sonore qu’au moment du lancement. Un article de test du module de service a déjà subi ce type de test D-FAT et un test acoustique plus traditionnel dans la chambre dédiée à Plumbrook dans l'Ohio, en 2016.
Essai acoustique sur un article de test du module de service à Plum Brook Station.
Le deuxième ESM en production à Brême
Alors que les travaux se poursuivent à un rythme soutenu aux États-Unis, le deuxième module de service européen est déjà en cours de montage dans le hall d'intégration d’Airbus à Brême, en Allemagne. Les premières parties du système de contrôle thermique et de stockage des consommables sont en cours d'installation, principalement les sous-ensembles et les plaques de refroidissement des radiateurs. Ces pièces fourniront une température sûre et agréable aux astronautes, de l'air à respirer et de l'eau à boire.
En parallèle, les châssis des propulseurs sont en cours d'installation pour le système de contrôle de réaction et pour les propulseurs auxiliaires. Outre son moteur principal, Orion utilise 24 propulseurs plus petits pour son contrôle d’attitude, regroupés en six modules de quatre, ainsi que huit propulseurs auxiliaires.
Pendant ce temps-là, à White Sands…
Au Nouveau-Mexique, le modèle de qualification pour la propulsion se prépare à une nouvelle série d'essais de mise à feu. Ce modèle de test est utilisé pour s'assurer que n’importe quel moteur s’allume à la demande et pour tester le système au fur et à mesure de leur «alimentation à chaud».
Le moteur principal et les moteurs auxiliaires ont été testés et en avril, les systèmes de contrôle de réaction seront mis en marche.
Thomas Berger nous en dit plus sur Helga et Zohar
Thomas Berger est spécialiste des radiations au Centre aérospatial allemand, DLR, et scientifique principal de l'expérience de radiation Matroshka - AstroRad (MARE - Matroshka AstroRad Radiation Experiment).
Le rayonnement cosmique est considéré comme le principal danger pour la santé des personnes voyageant vers la Lune et au-delà. Loin du champ magnétique terrestre et dans l'espace interplanétaire, l'impact sur le corps humain pourrait être jusqu'à 700 fois supérieur à celui de notre planète.
La radioprotection est un élément moteur de la conception d’Orion. Helga et Zohar, qui occuperont les sièges passagers lors d’EM-1, sont deux mannequins qui subiront les doses de rayonnement d'un survol lunaire.
Question : Comment Helga et Zohar sont-ils nés ?
Thomas Berger : L'idée d'une expérience de rayonnement à bord d'Exploration Mission-1 est née après une discussion avec Razvan Gaza de chez Lockheed Martin, principal contractant de la NASA pour Orion.
Razvan a contacté la communauté des radiations spatiales et s'est enquis des expériences possibles pour augmenter le rendement scientifique et contribuer à améliorer la sécurité des astronautes. Lockheed Martin travaillait déjà avec une start-up pour le développement du bouclier de protection contre les radiations « AstroRad ».
Après plusieurs itérations, nous avons soumis une proposition conjointe avec l’Agence spatiale israélienne (ISA) et, en 2017, la NASA nous a offert une opportunité de vol en tant que charge utile de recherche pour la première mission d’Orion autour de la Lune.
Q: Quels sont les défis de la construction des mannequins ?
T.B. : Ce sont des reproductions anatomiques de torses humains fabriqués à partir de matériaux plastiques pour imiter la densité des os, des tissus mous et des poumons. Ils sont constitués de 38 tranches et plus de 1 400 petits trous ont été forés pour accueillir de minuscules détecteurs de rayonnement qui cartographieront les doses de rayonnement.
Ils seront également équipés de détecteurs de radiations actifs récemment développés pour cartographier les radiations dans les organes et sur la peau. Au total, plus de 5600 capteurs passifs et 16 détecteurs de rayonnement actifs seront placés à l'intérieur et à l'extérieur de chaque mannequin.
Q: Est- ce que quelque chose de similaire a été fait pour mesurer le rayonnement sur Terre?
T.B. : Ce type de mannequin est largement utilisé sur Terre pour la planification du traitement du cancer dans les hôpitaux.
En outre, le mannequin, « Matroshka », a déjà mesuré les doses de rayonnement auxquelles les organes sont exposés à différents endroits, à l'intérieur et à l'extérieur de la Station spatiale internationale. Mais à la différence de ce dernier qui est masculin, Helga et Zohar seront les premiers mannequins féminins à s'envoler vers la Lune.
Matroshka dans l'ISS
Q: A quelle dose les humains sont-ils généralement exposés sur Terre, dans l’ISS et aux abords de la Lune ?
T.B. : La dose de rayonnement à bord de la station spatiale est en moyenne 250 fois plus élevée qu'à la surface de la Terre. Dans l'espace interplanétaire, nous ne disposons pas de la protection fournie par le champ magnétique terrestre et les doses peuvent être beaucoup plus élevées - jusqu'à 700 fois plus !
Q: Quel est l'impact sur le corps humain en termes de rayonnement cosmique et de particules solaires éventuelles ?
T.B. : Nous devons faire face à deux sources de rayonnement dans l'espace. La première est le rayonnement cosmique galactique - un «fond de rayonnement» global modulé par le cycle solaire. Le rayonnement cosmique est toujours présent et constitue également la principale source de rayonnement responsable d'une possible augmentation du risque de cancer lors de missions de longue durée.
La deuxième source sont les événements imprévisibles d'éjection de particules solaires. Ces événements génèrent une dose de rayonnement élevée en peu de temps, ce qui conduit à ce que l’on appelle le «mal des radiations», s’il n’y a pas assez de protection disponible. Nous aurons donc besoin d'un abri « anti-tempête » à l'intérieur de notre vaisseau spatial et d'une radioprotection supplémentaire pour protéger les astronautes de ces violents excès de rayonnement.
Tableau comparatif des niveaux de rayonnement. Crédits: DLR / T. Berger
Q: Quel est l'état actuel de l'expérience? Et quelle est la prochaine?
T.B. : Helga et Zohar sont actuellement au DLR, à Cologne, en Allemagne. Nous travaillons sur les prototypes de la structure qui les reliera aux sièges trois et quatre du module d'équipage d'Orion.
Tous les détecteurs de rayonnement actifs sont en cours d'étalonnage et de tests dans le bâtiment d'accélérateur à ions lourds (HIMAC - Heavy Ion Medical Accelerator Facility) à Chiba, au Japon. Ces détecteurs seront ensuite placés dans les organes simulés des mannequins.
Q: Comment cette collaboration internationale fonctionne-t-elle ?
T.B. : MARE est vraiment une entreprise internationale. Nous avons des contributions de diverses agences spatiales (NASA, DLR et Agence spatiale israélienne) et de sociétés (Lockheed Martin et StemRad). Le projet bénéficie également de nombreuses contributions d'universités et d'organismes de recherche du monde entier.
À titre d'exemple, tous les chercheurs participant à l’expérience « DOSIS 3D » de détections de rayonnement passifs à bord de la Station spatiale internationale participeront également à MARE. L’équipe fournira des détecteurs de radiations pour surveiller les doses sur la peau et dans les organes des deux mannequins.
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
Connexion de l'ESM-1 avec l'adaptateur du module d'équipage
Le module de service européen (ESM-1) se trouve donc maintenant au Centre spatial Kennedy en Floride et est prêt à être connecté à l'adaptateur de module d'équipage qui sera lui-même ultérieurement connecté au module d'équipage. Mais comment connecter deux composants si différents, l’un construit en Europe et l’autre aux États-Unis?
L’ESM-1, placé dans le bâtiment appelé « Neil Armstrong Operations & Checkout Building » du Kennedy Space Center, a vu l’adaptateur de module d’équipage se faire hisser au-dessus de lui. Une grue l’a soulevé et posé, mais pas directement sur le module de service comme on pourrait s'y attendre, mais sur une structure de support.
Et par en-dessous, le module de service est lentement soulevé par une plate-forme mobile pour se connecter à l'adaptateur de module d'équipage. Cette façon de procéder permet un alignement précis dans chaque direction car la plate-forme peut déplacer le module de service européen en lui offrant six degrés de mouvement et de rotation. Les mesures laser sont continuellement vérifiées pour s’assurer que la lente montée se déroule comme prévu.
Le processus est extrêmement lent pour l'observateur, car la plate-forme est soulevée très doucement, à la vitesse de quelques centimètres par heure. Pour les opérateurs qui surveillent le mouvement et la manière dont les éléments d'insertion des deux modules s'alignent, la lenteur est essentielle pour obtenir une connexion parfaite du premier coup. Cela implique des périodes de mouvement suivies de longues pauses pendant lesquelles contrôles et mesures (et discussions!) sont effectués.
Une fois que le contact entre les deux modules est établi, une force supplémentaire est appliquée par le dessous pour continuer le couplage et l'alignement avec une vérification constante.
Les boulons de connexion permettant de maintenir les modules en place se trouvent sur six supports de la structure du module de service européen disposés sur toute sa périphérie. Il faut 192 boulons pour maintenir la structure en place qui devra résister aux intenses forces de lancement et lors du vol spatial.
Une fois les 192 boulons en place, les travaux de connexions débuteront pour l’alimentation, les données et le soudage des tuyaux pour les fluides tels que l’eau et le carburant.
Le module de service européen et l'adaptateur de module d'équipage ont été en contact pour la première fois le mardi 13 novembre et ils ne seront plus jamais séparés. Et c'est durant le week-end suivant que les boulons à la périphérie des modules ont tous été installés
L'adapataeur du module d'équipage
L'ESM-1 s'envole pour les Etats-Unis.
Lundi matin 5 novembre 2018, le premier module de service européen d'Orion a été chargé sur dans un Antonov An-124 à l'aéroport de Brême et envoyé de l'autre côté de l'Atlantique au Centre spatial Kennedy de la NASA en Floride, aux États-Unis.
Le module a été emballé dans un conteneur sur mesure qui maintient son environnement dans des limites acceptables pour le transport. Il fera escale à Hambourg, en Allemagne, et Portsmouth, aux États-Unis, pour du ravitaillement et les formalités douanières.
Conçu et fabriqué en Italie et en Allemagne, le puissant module est la contribution de l'Europe au retour de l'homme sur la Lune. Il contiendra le carburant ainsi que les consommables pour les astronautes: oxygène, azote et eau.
Le module de service européen a été construit par le contractant principal Airbus et de nombreuses entreprises européennes fournissent les composants.
L'arrivée au KSC est prévue le 6 novembre.
6 novembre
Le module de service européen d’Orion est bien arrivé au Centre spatial Kennedy.
Maintenant, en amont de la mission EM-1, les ingénieurs vont effectuer tout un tas de tests et vérifications d'intégration afin de s'assurer que tous les éléments fonctionnent correctement avant que le module de service européen ne soit connecté au module d'équipage d'Orion.
Les équipes souderont les lignes de fluide pour acheminer gaz et carburant et établiront les connexions électriques. Le module de service et le module d’équipage seront appariés et le vaisseau spatial combiné sera envoyé à Plum Brook station au centre de recherche Glenn dans l’Ohio au début de l’année prochaine, où il sera soumis à des tests continus pendant 60 jours dans la plus grande chambre à vide thermique du monde afin de garantir à Orion sa résistance à l'environnement hostile de l'espace profond.
Une fois ces tests terminés, le système reviendra à Kennedy pour être intégré au SLS en vue de son lancement.
L'ESM-1 à la porte du "Neil Armstrong Operations and Checkout Building" au KSC.
L'ESM-1 prêt pour être transféré au KSC
Le premier module de service construit en Europe pour le vaisseau spatial Orion est enfin prêt à être expédié aux États-Unis pour sa préparation finale avant son lancement prévu mi-2020.
Lors d'une conférence de presse qui s'est tenue à Brème en Allemagne le 3 octobre, dans le cadre du 69e Congrès astronautique international (IAC), des représentants de la NASA, de l’ESA et des entreprises associées au programme ont déclaré que le premier module de service européen, la "centrale électrique" d’Orion, devrait être expédiée d'une usine d’Airbus voisine, à la fin du mois
« Nous prévoyons de l'expédier le 29 octobre », a déclaré Nico Dettmann, responsable du groupe de développement de l'exploration de l'ESA. « Certains tests finaux du module de service pourraient retarder cette expédition d'une semaine », a-t-il déclaré, « mais nous sommes très confiants pour la date du 29. »
Le module de service sera envoyé au Kennedy Space Center, où il sera couplé au module d'équipage Orion déjà présent et fera l'objet de tests supplémentaires en vue de son lancement sur le SLS. « Ce module d’équipage est effectivement achevé », a déclaré Mike Hawes, vice-président et directeur du programme Orion chez Lockheed Martin, malgré quelques travaux nécessitant le remplacement de boîtiers d’avioniques. « L'équipe américaine est prête », a-t-il déclaré.
Le développement du module de service a subi des retards importants en raison de problèmes techniques qui ont obligé Lockheed à fournir certains de ses techniciens à Airbus, le maître d’œuvre du module, pour accélérer les choses.
« Le premier exemplaire a toujours le caractère d'être le premier du genre », a déclaré Oliver Juckenhöfel, vice-président des services en orbite et de l'exploration chez Airbus. Il a ajouté que la société intégrait les leçons tirées du premier module de service pour les prochains, ainsi que des améliorations de conception et d'autres modifications visant à réduire sa masse.
Certains de ces changements devront refléter le fait que, contrairement au vol de mission d'exploration non habité (EM) 1 pour lequel le premier module de service a été construit, les futures missions d'Orion seront dotées d'un équipage. « Pour la mission EM-1, nous avons bénéficié de certaines circonstances qui nous ont permis de déroger aux exigences car il n'y avait pas d'équipage à bord », a déclaré Dettmann. « Il y a une obligation stricte de les corriger pour EM-2. »
La livraison du module de service dans les semaines à venir permettra à la mission de rester sur la bonne voie pour un lancement en 2020. « Si nous obtenons le module de service d’ici novembre, nous visons une date de lancement d’EM-1 pour juin 2020 », a déclaré Kirasich, responsable du programme Orion à la NASA.
D’autre part, Airbus a déjà commencé la construction du deuxième et même du troisième module de service, a déclaré Juckenhöfel. Le développement de ces modules implique un ensemble complexe de contrats pour l'ESA, notamment avec Airbus et des accords avec la NASA, ainsi qu'un soutien des États membres de l'ESA.
David Parker, directeur de l'exploration humaine et robotique à l'ESA, a déclaré que le Conseil de l'ESA avait donné son accord en juin pour commencer à acheter le troisième module de service. « Nous sommes en train de passer un contrat commercial avec Airbus, dans l'attente d'une proposition », a-t-il déclaré. « Les articles à long délai de livraison sont déjà sous contrat, alors tout est opérationnel. »
Le quatrième module de service sera inclus dans le paquet de propositions que les États membres de l'ESA examineront lors de la prochaine réunion ministérielle de fin 2019. À long terme, Parker a déclaré que l'ESA envisageait l'achat en bloc de plusieurs autres modules de service au-delà du quatrième. À ce stade du développement du module, a-t-il noté, la conception devrait être stable, ce qui rendrait un tel accord possible.
Dans le même temps, Parker a déclaré que l'ESA avait « des discussions en cours » avec la NASA sur un accord pour fournir ces modules de service. Les deux premiers modules de service ont été fournis par l'ESA en échange de services logistiques ISS. « Cet accord futur », a-t-il déclaré, « pourrait faire partie d'un ensemble d'exploration plus large qui comprendra également des contributions européennes à au Lunar Gateway (LOP-G). »
Un tel accord pourrait inclure des dispositions permettant aux astronautes de l'ESA de voler lors de futures missions Orion. « Le but est évidemment d’avoir un astronaute européen » en mission, a-t-il déclaré.
Intégration terminée pour le 1er module de service européen
La semaine dernière, au hall d'intégration d'Airbus à Brême, en Allemagne, les techniciens ont installé le dernier radiateur du module de service européen pour Orion, marquant ainsi la fin de l'intégration d'ESM-1.
Ce module de service qui fournira l'énergie, l'eau, l'air et l'électricité aux vaisseaux spatiaux Orion est maintenant complet pour la première mission EM-1 qui effectuera un survol lunaire sans astronaute pour démontrer les capacités de l'engin spatial.
Tout comme la fermeture du capot d’une voiture, avec les radiateurs en place, les techniciens ne peuvent plus accéder aux composants.
Ils ont travaillé 24 heures sur 24 en trois équipes pour compléter son assemblage et débutent actuellement les dernières étapes de ses tests approfondis. Les ingénieurs vont mettre le module à l'épreuve avec des essais fonctionnels qui incluent la vérification des radiateurs nouvellement installés et le test du système de propulsion avec ses conduites complexes qui fournissent carburant et oxydant aux 33 moteurs de l'engin spatial.
Une fois terminé, le module de service sera emballé et acheminé au Kennedy Space Center de la NASA en Floride, aux États-Unis. Les panneaux solaires d'Orion seront expédiés séparément, également depuis Brême. Aux États-Unis, le module sera assemblé au module adaptateur et au module d’équipage et, pour la première fois, l'engin spatial complet sera exposé.
Plus de tests attendent ensuite le vaisseau spatial Orion à Plum Brook Station où il sera placé dans la plus grande chambre à vide du monde pour simuler son vol et soumis à des tests acoustiques pour imiter les vibrations intenses qu'Orion subira lors de son lancement sur le SLS.
Pendant ce temps, les techniciens de Brême ne se reposent pas car le travail sur le deuxième module de service européen (ESM-2) est déjà bien avancé. La structure est terminée et plus de 11 km de câbles pour les ordinateurs et les systèmes de support-vie sont en cours d’installation pour la mission habitée EM-2.
Installation du bouclier thermique sur Orion EM-1
Au cours de la première mission d'exploration (EM-1), le vaisseau spatial Orion inhabité sera lancé sur la fusée SLS et commencera un voyage de trois semaines dans l'espace. À son retour, le bouclier thermique devra résister à des températures de près de 3000°C lors de sa rentrée dans l’atmosphère terrestre avant d’amerrir dans l’océan Pacifique.
Des ingénieurs et techniciens de Lockheed Martin au Kennedy Space Center de la NASA, en Floride, ont récemment fixé le bouclier thermique au bas du module d'équipage, en utilisant 68 vis. Conçu et fabriqué par l'entrepreneur principal Lockheed Martin, le bouclier thermique est comme un puzzle complexe avec des pièces qui doivent toutes s'adapter parfaitement. Avant l’installation finale, une vérification de l’ajustement a été effectuée pour s’assurer que tous les boulons sont correctement alignés.
« L’installation du bouclier thermique du module équipage EM-1 est une étape importante qui marque le début de la phase finale de l’assemblage du module équipage » a déclaré Jules Schneider, responsable chez Lockheed Martin des opérations sur Orion pour le KSC. « Lorsque le bouclier thermique est installé, l'accès aux composants devient plus difficile et, dans certains cas, impossible. Donc, en installant ce bouclier, il est crucial qu'un certain pourcentage du vaisseau spatial soit terminé."
Mesurant 5 mètres de diamètre, le nouveau bouclier thermique d'Orion est le plus grand du genre développé pour les missions qui transporteront des astronautes. La structure de base de l'écran thermique comporte une ferme en titane recouverte d'un substrat composite ou d’une peau, composée de couches de matériau en fibre de carbone.
Par un nouveau processus, plusieurs grands blocs d'un matériau ablatif appelé Avcoat ont été produits au Michoud Assembly Facility à la Nouvelle-Orleans par Lockheed Martin. Ils ont été expédiés au KSC où les techniciens de Lockheed Martin les ont usinés fin de réaliser plus de 180 blocs unitaires et les ont collés sur la surface du bouclier thermique.
Pour combler les minuscules espaces entre les blocs, des joints ont été remplis d'un mélange qui, avec le temps, deviendra solide. Les techniciens ont appliqué une couche de peinture époxy blanche sur la surface du bouclier, puis ont appliqué du ruban aluminisé après le séchage de la surface peinte. Ce matériau offre une résistivité superficielle et absorbe la chaleur solaire et les émissions infrarouges.
«L’assemblage, le test et l’installation du bouclier thermique du module d’équipage EM-1 ont permis d’apprécier ses techniques de conception et d’assemblage novatrices», a déclaré Amy Marasia, responsable des opérations de production de la NASA.
Bien que l'Avcoat ne soit pas nouveau dans les vaisseaux spatiaux - il était utilisé sur les boucliers thermiques d'Apollo et lors du vol-test EFT-1 - la technique consistant à utiliser des blocs au lieu d'injecter le matériau ablatif dans des alvéoles se révèle être un véritable gain de temps.
« L'avantage de passer du système en nid d'abeilles aux blocs est que nous pouvons maintenant installer les blocs d’Avcoat en même temps que la structure d'Orion se construit, ce qui fait gagner du temps », a déclaré John Kowal, directeur du système de protection thermique d’Orion de la NASA au Centre spatial Johnson à Houston. « Avant, lors d’EFT-1, nous devions attendre que le support soit terminé avant d’y appliquer directement l'Avcoat »
Lors de sa première mission autour de la Lune, les ingénieurs surveilleront les performances des systèmes d'Orion dans l'environnement spatial lointain et son retour sur Terre. Lors de la rentrée, le matériau ablatif des blocs d’Avcoat brûleront, dissipant essentiellement la chaleur grâce aux gaz créés pendant le processus d'ablation.
Dernières vérification de l’ESM par Airbus avant son transfert au KSC
L’ESM-1 fait actuellement l'objet de tests fonctionnels de ses sous-systèmes dans son bâtiment d'assemblage, d'intégration et de tests (Assembly, Integration, and Testing facility - AIT) à Brême, en Allemagne, suite à l'achèvement de l’installation de la plupart de ses composants. Également connu sous le nom de Flight Model-1 (FM-1), le module sera envoyé au Centre spatial Kennedy cet été où débutera son assemblage au vaisseau spatial Orion. Pendant ce temps, le Flight Model-2 (FM-2) a rejoint son module frère dans la salle blanche à Brême pour commencer son assemblage primaire.
"L'objectif principal sur lequel nous travaillons en ce moment est le test fonctionnel du sous-système de propulsion et du sous-système des consommables, à savoir l'eau et l'oxygène pour les astronautes" a déclaré Bas Theelen, vice-président du programme ESM d'Orion.
Ce sont les derniers gros travaux à effectuer avant l’expédition au KSC. Il manque encore un ou deux éléments mais des solutions de rechange existent. Reste aussi, par exemple, un chauffage déconnecté ou le câblage d'un harnais parfois incorrect mais rien de grave… Le travail s’effectue 24/24h et 7/7 jours pour rester dans les temps.
Installation de l'OMS-E sans sa tuyère
Le moteur principal OMS-E sans sa tuyère, les deux groupes de deux réservoirs de carburant et d'eau ont été installés récemment dans la partie supérieure du module et ont été des jalons importants dans le processus de montage car ce sont des moments de non-retour : la conception de l'ESM est très dense et à partir du moment où les réservoirs sont installés, tout ce qui se trouve derrière n'est plus accessible.
Au moment de l'expédition, il manquera à l'ESM ses panneaux solaires et la tuyère du moteur OMS-E. Cette dernière est déjà aux États-Unis et y sera fixée ultérieurement. Quant aux panneaux solaires, ils seront expédiés séparément vers les États-Unis.
L'installation des radiateurs à l'extérieur tout autour du module sera l'une des dernières étapes avant l'expédition. "A partir du moment où vous les avez installé, vous ne pouvez plus atteindre le matériel", a déclaré Theelen. "Dès qu’ils auront été installés, nous aurons terminé."
Diagramme de l'ESM
L'ESM est composé de plusieurs sous-systèmes : en plus de la structure physique, il en existe couvrant la propulsion, l'énergie électrique, le contrôle thermique, les consommables et l'avionique. Mise à part la propulsion et des consommables, la plupart des autres sous-systèmes sont plus dépendants des équipements que Lockheed Martin est en train d'assembler dans le module d'équipage et l'adaptateur de module d'équipage en Floride.
Par exemple, pour l’avionique, il n’y a pas d’ordinateur de bord, ici. C'est la responsabilité de Lockheed Martin car il est situé dans l'adaptateur de module d'équipage. Il est donc impossible de la tester à Brême. Idem pour le sous-système d'alimentation : les panneaux solaires sont bien présents, mais ils n’ont pas leurs batteries.
Les sous-systèmes de l'ESM
Le CSS (Consumable Storage System) se compose de quatre réservoirs chargés d'oxygène et d'azote pour l'atmosphère de la cabine et de quatre réservoirs d'eau. EM-1 est le premier vol intégré pour le vaisseau spatial Orion, mais il s'agit d'un test sans équipage. Pour économiser du temps, l’ESM pour cette mission ne comportera qu'un réservoir rempli d'azote et un autre d'eau. Les autres seront des simulateurs de masse.
Diagramme du CSS
Lorsque le module sera prêt, il sera transporté en Antonov depuis Brême jusqu'en Floride, dans un grand conteneur. Airbus aura une vingtaine de personnes sur place et d'autres, à distance, prêts à intervenir en cas de nécessité. Une fois là-bas, l’ESM subira les procédures normales de déballage et d'inspection entrante puis une révision de préparation à l'intégration avec l'adaptateur de module d'équipage dans lequel se trouvent le reste des sous-systèmes d'alimentation et d'avionique.
Assemblage d'Orion EM-1
Enfin quelques photo des ingénieurs de chez Lockheed Martin qui assemblent le module d'équipage Orion au Kennedy Space Center Operations and Checkout building.
