Mission Artemis : le premier véhicule Orion a terminé les tests
Au terme d’une série d’essais de plusieurs semaines à l’intérieur de la chambre à vide de Plum Brook Station du Centre de recherche Glenn de la Nasa, le véhicule Orion a montré sa capacité à résister aux conditions difficiles de l’environnement spatial auxquelles la capsule sera soumise au cours de son voyage aller-retour vers la Lune. Ce véhicule, destiné à la mission Artemis 1 de la Nasa, réalisera un vol inhabité autour de la Lune courant 2021 en forme de grand huit.
Orion, le véhicule qui amènera des astronautes autour de la Lune, a réussi d’importants tests qui ont montré que ce futur véhicule habité de la Nasa a la capacité à évoluer en toute sécurité dans les conditions extrêmes de l’environnement spatial, lors de ses voyages aller-retour autour de la Lune qui auront lieu ces prochaines années.
Simuler le vide spatialCes tests ont été menés en deux étapes et réalisés à l’intérieur de la chambre à vide thermique de Plum Brook Station du Centre de recherche Glenn de la Nasa, située à Sandusky, Ohio. À l’intérieur de cette chambre, qui est la plus grande au monde, ont été recréées les conditions de vide ainsi que de températures basses et chaudes simulant le milieu spatial. La première phase, qui s’est étalée sur 47 jours, a été consacrée aux tests thermiques. Au cours de cette phase, le véhicule, dont tous les systèmes électriques ont été mis en marche, a été exposé à des températures comprises entre – 115 °C et 75 °C, afin de reproduire son comportement dans la lumière et dans l’ombre du soleil, durant son séjour dans l’espace. Quant à la seconde phase, qui a consisté en une série de tests de compatibilité électromagnétiques, elle a duré 14 jours. Chaque composant électronique émet un champ électromagnétique pouvant affecter la performance des autres composants électroniques environnants. Ces essais doivent garantir le bon fonctionnement des systèmes électroniques du véhicule spatial.
À l’issue de cette campagne d’essais, Orion retournera au centre spatial Kennedy de la Nasa où seront réalisés d’autres tests et travaux de préparation en vue de son intégration au nouveau lanceur SLS (Space Launch System), avant le lancement d’Artemis I, prévu dans le courant de l’année 2021. Il consistera en un vol d’essai inhabité autour de la Lune, suivant une trajectoire similaire à celle de la mission Apollo 8. Ce vol d’essai inhabité ouvrira la voie à la première mission avec un équipage à bord (Artemis 2), puis à Artemis 3, celle-là même qui enverra deux astronautes américains, une femme et un homme, débarqué sur la Lune en 2024.
Nasa : le véhicule Orion pour la mission Artemis est bientôt prêt
La construction du véhicule spatial Orion de la Nasa se termine. Réalisé par Lockheed Martin, ce véhicule, successeur des capsules Apollo, sera utilisé pour transporter des astronautes à destination de la Lune. Pour l’heure, le véhicule n’est pas prêt à voler. Il se prépare pour des essais au sol afin de s’assurer qu’il pourra partir dans l’espace en toute sécurité. Quant à l’objectif de la Nasa d’envoyer des Hommes sur la Lune dès 2024, la situation est plus qu’incertaine, de sorte que la Nasa pourrait rater son rendez-vous, voire que le programme Artemis soit annulé !
Alors que l’on célèbre les 50 ans d’Apollo 11, la construction du véhicule spatial Orion de la Nasa se poursuit. Après avoir testé avec succès en début de mois le système d’abandon de lancement, la Nasa et Lockheed Martin ont annoncé la fin de la construction de la capsule de la mission Artemis 1. Cette capsule a été intégrée à son module de service, fourni par l’Agence spatiale européenne et construit par Airbus.
![En direct] Thomas Pesquet va (à nouveau) jouer les dépanneurs de l'espace](https://www.usinenouvelle.com/mediatheque/4/3/7/000512734_896x598_c.jpg)
L’objectif de la mission Artemis 1 consiste à valider à la fois les performances de la capsule avant son utilisation pour le vol habité et celles du nouveau lanceur Space Launch System (SLS) de la Nasa. Elle servira également à tester la tenue en vol de la capsule et à vérifier que les choix technologiques faits par Lockheed Martin sont les bons. Ce vol servira aussi à vérifier le bon fonctionnement du module de service européen qui assurera la propulsion, l’alimentation électrique, le contrôle thermique et les composants vitaux à la capsule américaine. Dit autrement, les astronautes américains respireront et boiront made in Europe !
En l’état, Orion n’est évidemment pas apte et prêt à voler malgré l’installation de son système de parachutes, de ses moteurs, de son bouclier thermique et de nombreux systèmes. Un certain nombre d’équipements est à intégrer et le véhicule doit encore subir des tests environnementaux. C’est-à-dire qu’il doit se soumettre à toutes les conditions qui pourraient compromettre ses performances dans l’espace. Pour cela, il sera placé dans une chambre à vide et y séjournera plusieurs jours. Il doit également réaliser des tests d’interférence et de compatibilité électromagnétique.
La Nasa sera-t-elle au rendez-vous de 2024 ?
Si l’on se fie au planning de la Nasa, dans cinq ans deux astronautes marcheront sur la Lune. Mais, pour de nombreux experts, il sera difficile à la Nasa de tenir cet objectif ambitieux. D’abord parce que le lanceur d’Orion, le Space Launch System, accumule un retard de développement si important qu’il est peu probable qu’il soit en état de voler dès 2020.
À cela s’ajoutent des signaux politiques plutôt contradictoires. L’imprévisible président D. Trump, qui souhaite sauter l’étape lunaire pour aller directement sur Mars, pourrait annuler le programme Artemis. Une hypothèse peut-être pas aussi saugrenue qu’elle n’y paraît, car des décideurs politiques et des scientifiques sont de l’avis de D. Trump.
Pour éviter qu’une décision politique ne torpille le programme, la Nasa souhaite l’accélérer en faisant notamment appel au secteur privé pour limiter les frais et surtout aller plus vite dans le développement d’équipements et d’éléments nécessaires à Artemis. Son pari est que le programme Artemis soit suffisamment avancé pour qu’il ne puisse plus être annulable.
Le vaisseau spatial Orion enverra des Hommes dans l’espace en 2023
La Nasa a de nouveau communiqué à propos de son futur lanceur lourd, le Space Launch System. La première mission de celui-ci est toujours prévue en décembre 2019, avec le vaisseau spatial Orion. Elle sera inhabitée. Il faudra attendre la suivante, prévue en juin 2022 mais qui aura plus vraisemblablement lieu en 2023, pour voir des astronautes y prendre place.
Malgré des retards accumulés et des dommages causés par une tornade à l’usine Michoud, de la Nasa, où sont assemblés des éléments d’Orion et du Space SLS, le calendrier des premiers vols n’a guère évolué par rapport à celui de mai 2017. Les responsables de la mission sont toujours convaincus que ce premier tir aura lieu en décembre 2019, malgré les conclusions d’une étude interne qui indiquent que ce lanceur ne décollera pas avant mi-2020.
Provisoirement baptisée Exploration Mission-1 (EM-1), cette première mission avec le véhicule Orion sera inhabitée, bien que la présence d’astronautes ait été envisagée lors de ce premier vol. Il s’agira d’un vol circumlunaire, avec retour sur Terre, au cours duquel le véhicule parcourra plus de 64.000 km au-delà de la Lune. L’objectif de cette mission consiste à valider les performances de ce futur lanceur lourd mais aussi celles de la capsule et de son module de service (construit par Airbus Defence and Space) avant son utilisation pour le vol habité.
Des astronautes dès le deuxième vol
La première mission habitée sera réalisée lors du deuxième vol du SLS. Exploration Mission-2 (EM-2) est prévue en juin 2022, mais avec un possible décalage en 2023. À l’origine, ce vol devait être inhabité et avait notamment pour objectif de tester en conditions réelles la tour de sauvetage de la capsule Orion. Pour des raisons pratiques et financières, EM-2 sera une mission habitée cislunaire de huit jours avec deux astronautes à bord. Quant au système d’évacuation d’urgence de la capsule, il sera bien évidemment testé avant ce vol, en avril 2019, avec le lancement d’une capsule Orion et de sa tour de sauvetage installée sur le premier étage d’un ancien missile Peacekeeper.
Concernant Exploration Mission-3, le scénario de référence se précise. Parmi les schémas de mission envisagés, la Nasa a fait le choix d’une mission en orbite NRHO autour de la Lune (Near-Rectilinear Halo Orbit) afin de déployer le premier module d’habitation de l’avant-poste lunaire. Comme nous l’expliquait en septembre dernier Frank De Winne, ancien astronaute de l’Agence spatiale européenne (ESA) et directeur du Centre européen des astronautes (EAC), cette passerelle vers l’espace profond (Deep Space Gateway, en anglais) devrait être le grand programme qui succédera à la Station spatiale internationale (ISS).
Quand le vaisseau spatial Orion enverra-t-il des Hommes dans l’espace ?
La Nasa veut envoyer des Hommes dans l’espace grâce à la capsule Orion. Elle avait un temps envisagé de le faire dès la première mission de ce vaisseau spatial (prévue en 2018 puis décalée à 2019), mais ce ne sera finalement pas possible. Les premiers astronautes partiraient donc plus tard, en 2021.
Lors d’une conférence de presse qui a eu lieu samedi 13 mai, Robert Lightfoot, l’administrateur intérimaire de la Nasa, a annoncé que le premier vol de la capsule Orion (lancée par le Space Launch System) serait finalement inhabité. Un temps envisagée, l’idée de faire voler des astronautes dès ce premier vol a donc été abandonnée.
La raison de ce changement est financière. En effet, décidée le 24 février, l’étude de faisabilité d’embarquement des astronautes dès la première mission avait révélé qu’il y avait moins de difficultés techniques que prévu. « Cela a été une bonne surprise », souligne Bill Gerstenmaier, responsable adjoint de la Nasa pour les vols habités. Cela dit, embarquer un équipage lors de cette première mission aurait coûté à la Nasa de 600 à 900 millions de dollars supplémentaires et induit un report de ce premier lancement au premier ou au deuxième trimestre 2020.
Un vol inaugural inhabité et décalé à 2019
La Nasa s’en tiendra donc à son programme initial. Celui-ci prévoit d’embarquer un équipage pour le deuxième vol d’essai d’Orion, à destination de la Lune, prévu en août 2021. Toutefois, on s’attend à ce que la Nasa décide d’un report de plusieurs mois pour ce deuxième vol.
Par ailleurs, si le premier vol était initialement prévu en 2018, il a été décalé à 2019. Cela moins en raison des difficultés techniques que des aléas propres à chaque nouveau programme de cette complicité (retard, dépassement de coûts). Sont en cause notamment, le retard de livraison du module de service d’Orion (fourni par l’ESA et construit par Airbus) et la découverte de défauts de fabrication d’un des réservoirs du Space Launch System. En février, une tornade a aussi provoqué de très lourds dégâts dans l’usine de Michoud de la Nasa, en Louisiane, où sont fabriqués des éléments du lanceur.![En images] Le module d'Airbus pour le vaisseau spatial qui emmènera les astronautes au-delà](https://www.usinenouvelle.com/mediatheque/4/4/7/000706744_896x598_c.jpg)
Le vaisseau spatial Orion pourrait envoyer des Hommes dans l’espace dès 2018
La Nasa envisage d’envoyer des astronautes dans la capsule Orion dès la première mission d’essai de ce vaisseau spatial, en 2018. Ce qui va soulever quelques problèmes.
Alors que le 10 février, nous annoncions que le vaisseau spatial Orion pourrait envoyer des Hommes dans l’espace en 2021 (voir ci-dessous), la Nasa réfléchit à avancer cette date à 2018, en lieu et place du vol d’essai inhabité prévu, Exploration Mission 1 ou EM-1. Le 15 février, Robert Lightfoot, l’administrateur par intérim de la Nasa, a demandé à Bill Gerstenmaier, administrateur associé pour l’exploration humaine à la Nasa, de commencer une étude sur la faisabilité d’envoyer un équipage lors de la première mission d’Orion.
Aussi excitante soit-elle, l’idée d’embarquer un équipage, vraisemblablement de deux astronautes, à bord d’Orion dès son premier vol soulève plusieurs questions. Sans surprise, le véhicule ne sera pas tout à fait le même que la version qui devait être utilisée pour le vol inhabité. La Nasa va devoir apporter un certain nombre de modifications, pour se conformer à ses propres règles de sécurité liées aux vols habités.
Sont notamment concernés les servitudes du véhicule et le système de support vie. Le lanceur SLS (Space Launch System), dont ce sera aussi le premier vol, doit s’adapter à ce nouveau scénario. En effet, l’étage supérieur qui devait être utilisé pour le vol initial de 2018 n’est pas qualifié pour le vol habité. Dans le planning actuel, cette version EUS (Exploration Upper Stage) ne doit être livrée qu’en 2021. Son développement devra donc être accéléré.
Le budget spatial de Trump très attendu
Autre sujet de réflexion, alors que le vol de démonstration inhabité de 2018 devait pousser le véhicule Orion et son lanceur dans certaines de leurs limites, ce ne pourra être le cas avec un équipage à bord. Pour ce vol, le lanceur SLS réalisera lui aussi son premier vol, bien que chacun de ses étages et propulseurs aura été testé au sol. Lors de cette première mission habitée, le véhicule ira moins loin, volera moins longtemps et réalisera une mission plus conservatrice pour tester les performances du système de support de vie que ce qui était prévu.
Cela dit, s’il ne fait guère de doute que techniquement la Nasa sera capable de lancer des astronautes dès le premier vol d’Orion, plutôt en 2019 qu’en 2018, seule la proposition de budget pour l’année 2018, déposée en avril, confirmera ou non ce changement d’orientation du programme des vols habités de la Nasa. Enfin, à la demande du Sénat, la Nasa doit rendre publique d’ici quelques semaines une étude sur la compatibilité technique d’Orion pour des navettes d’équipages vers la Station spatiale internationale.
La capsule Orion de la Nasa enverra-t-elle des astronautes en 2021 ?
En 2021, un vaisseau Orion, de la Nasa, emmènera des astronautes américains hors de l’orbite terrestre. Ce sera la première fois depuis 1972, quand Apollo 17 est revenu de la Lune. Son module de service, avec le moteur et le carburant, sera européen. Dérivé de l’ATV, il sera fourni par l’ESA et construit par Airbus Defence and Space.
Lors du Salon du Bourget de juin 2011, Jean-Jacques Dordain, alors directeur général de l’ESA, expliquait vouloir capitaliser sur le programme de véhicule automatique ATV en développant un module qui pourrait devenir un élément du futur véhicule spatial habité de la Nasa, Orion. En novembre 2012, l’Agence spatiale européenne (ESA) décidait de participer à son développement en fournissant le module de service de cet engin, qui enverra des astronautes autour de la Lune à l’horizon 2020 puis vers un astéroïde et plus tard Mars. Solidaire de la capsule habitée, ce module porte le moteur et des panneaux solaires. Durant le vol spatial, il fournit la poussée et l’énergie, et embarque aussi les réserves de carburant, d’eau et d’oxygène (voir plus bas l’entretien que nous avait accordé Philippe Deloo, de l’ESA).
Ce module de service européen, d’environ 3,5 t, sera utilisé pour la première fois en 2018 lors de l’Exploration Mission-1, premier vol du véhicule spatial Orion inhabité. Le vaisseau ira faire le tour de la Lune et reviendra sur Terre. L’objectif de cette mission sera de valider à la fois les performances de la capsule avant son utilisation pour le vol habité et celles du nouveau lanceur Space Launch System (SLS) de la Nasa.
Orion emmènera quatre astronautes
Le 16 février 2017, l’ESA signera avec Airbus Defence and Space le contrat de la construction du deuxième module de service européen en vue de la mission suivante, habitée cette fois, prévu en 2021. Le véhicule spatial Orion emportera quatre astronautes américains pour une mission circumlunaire de plusieurs jours, dont la durée et le profil de vol ne sont pas complètement décidés. Plusieurs scénarios sont à l’étude.
La durée de la mission pourrait être étendue de 8 à 21 jours et plusieurs options de survols lunaires sont envisagées dont une, notamment, au point de Lagrange 2, à une distance de 61.548 km de la Lune. Seule certitude, pour minimiser les risques en cas de panne de son système de propulsion, Orion évoluera sur une trajectoire de retour libre qui lui permettra de revenir sur Terre même moteur éteint.
Un Européen embarquera-t-il à bord d’Orion ?
Ce sera la première fois depuis 1972 que des Hommes quitteront l’orbite terrestre et également la première fois depuis le retrait de la navette spatiale en juillet 2011 que des astronautes américains utiliseront un véhicule de leur pays pour voyager dans l’espace. Et ce sont des équipements européens qui assureront la propulsion, l’alimentation électrique, l’approvisionnement en eau et le contrôle thermique.
Lors de ce vol historique, aucun astronaute européen ne sera à bord du véhicule. Mais la réalisation du module de service pour des missions habitées représente tout de même un gage de confiance et de reconnaissance des compétences de l’ESA de la part de la Nasa. Lors de la suite du programme, plus précisément pour le vol numéro 4, voire dès le troisième, l’ESA compte bien embarquer un de ses astronautes à bord d’Orion pour une mission d’exploration de la Nasa.
Exclusif : le module de service du vaisseau spatial Orion se dévoile
L’Agence spatiale européenne et la Nasa se sont mises d’accord pour la fourniture par l’Europe du module de service d’Orion, le futur véhicule d’exploration de la Nasa. Philippe Deloo, chef d’étude du module de service du MPCV, nous explique les grandes lignes de ce programme.
Réunis en session extraordinaire à Naples, les ministres en charge des questions spatiales des États membres de l’Agence spatiale européenne (ESA) ont décidé de participer au développement du véhicule spatial d’exploration de la Nasa connu sous le nom d’Orion-ESM (auparavant nommé Multi-Purpose Crew Vehicle, soit Véhicule habité multirôle). L’ESA fournira le module de service de l’engin (ESM, European service module). Cette décision donne à l’Europe l’opportunité d’utiliser au mieux les capacités développées pour l’ATV et Columbus et de rentabiliser ses technologies. Quant à la Nasa, elle pourra raccourcir de façon significative le calendrier de développement de cet engin, dont le premier vol d’essai inhabité est prévu en 2017, et abaisser son coût.
Pour y voir plus clair sur ce programme, nous avons interrogé Philippe Deloo, chef d’étude du module de service d’Orion, à l’ESA.
Dans le cadre de l’accord signé entre la Nasa et l’ESA, l’Europe « s’engage à fournir un premier modèle de vol du module de service de l’Orion-ESM » avec une option pour un second module à échanger contre « un service qui pourrait être un vol d’astronautes, ou tout autre service que la Nasa et l’ESA identifieraient dans le futur comme intéressant pour les deux organisations », détaille Philippe Deloo.
L’héritage de l’ATV pour Orion-MPCV
S’inspirant de l’ATV (Automated Transfer Vehicle), construit par un consortium européen sous la maîtrise d’œuvre d’Airbus DS, le module de service d’Orion se présente sous la forme d’un cylindre de 4,5 m de diamètre et long de 2,7 m ou de 4 m avec le moteur. Si l’on tient compte de ses quatre panneaux solaires, son envergure atteint 18,7 m. À vide (sans carburant, sans eau et sans réserve de gaz), sa masse est d’environ 3,5 t.
Ce module a pour fonction « de propulser la capsule Orion, d’assurer son contrôle thermique et de lui fournir la puissance électrique nécessaire à son bon fonctionnement, en plus de stocker les réserves d’eau, d’oxygène et d’azote ». Pour cela, il sera doté d’un très gros moteur, fourni par la Nasa, qui n’est ni plus ni moins qu’un de ceux de la navette spatiale, « qui a déjà volé » ! Précisément, il s’agit « d’un des deux moteurs du système OMS ». Situé à l’arrière, au-dessus des moteurs SSME (Space Shuttle Main Engines, moteurs principaux), ils étaient utilisés pour les corrections de trajectoire et la désorbitation de la navette.
Ce moteur « développe une poussée d’environ 26 kilonewtons (kN) ». En plus de ce moteur, le module de service d’Orion pourra compter sur « 8 moteurs redondants [NDLR : de secours] de 490 N de poussée, ce qui équivaut à 4 kN ». C’est évidemment inférieur à la puissance fournie par le moteur principal, mais suffisant pour ramener sur Terre en sécurité la capsule Orion. « Ils seront utilisés en cas de panne du moteur principal comme système de secours en plus de leur utilisation pour des corrections de trajectoire. »
Une vingtaine de moteurs de contrôle d’attitude
Pour le contrôle d’attitude, le module ESM utilisera « 24 moteurs de 220 N de poussée avec une résistance à un certain nombre de pannes, dont la perte simultanée de plusieurs d’entre eux ».
Quant à l’électricité, elle sera produite par quatre panneaux solaires positionnés à 60° degrés en éventail, comme c’est le cas sur l’ATV. Ils seront un peu moins longs et plus larges mais fourniront une puissance plus grande. « Les cellules solaires seront à base d’arséniure de gallium dont le rendement est d’environ 30 %. Au total, la puissance électrique disponible pourra atteindre 11 kW. » C’est pratiquement deux fois supérieur au rendement des panneaux solaires de l’ATV, dont les cellules en silicium offraient un taux de rendement de 17 % et fournissaient 4,5 à 5 kW de puissance électrique.
Ce module de service sera « utilisable pour tout type de mission au-delà de l’orbite terrestre et permettra de faire toutes les missions d’exploration envisagées par la Nasa », assure Philippe Deloo. En jouant sur la puissance du lanceur et l’adjonction en orbite d’autres modules, l’Orion-ESM pourra « étendre son rayon d’action et son autonomie » vers un des cinq points de Lagrange, un astéroïde ou les mondes de Mars.
Actuellement, les plans de la Nasa prévoient un vol de test habité circumlunaire à l’horizon 2020, puis une visite d’un astéroïde que la Nasa prévoit de capturer, une étape considérée comme intermédiaire pour envisager le voyage martien. Parmi les autres projets, l’installation d’une base permanente ou non au point de Lagrange L2 pour y étudier les effets d’un séjour long loin de la Terre ainsi que les risques liés à la perte osseuse et à l’exposition aux rayonnements.
Quant à ses performances, « elles ne sont pas du ressort de l’ESA ». Avec une capacité de 8,6 t d’ergols stockés, l’autonomie d’Orion-ESM dépendra de la vitesse à laquelle ces réserves seront consommées et de la masse à transporter (fret et équipage). L’exigence au niveau système, « c’est de pouvoir fournir un delta v (∆v) de 1.600 m/s ». Ce n’est pas suffisant pour quitter l’orbite terrestre (il faut passer de 8 à 11 km/s), mais « assez pour quitter celle de la Lune et revenir sur Terre, en ralentissant la capsule avant l’entrée atmosphérique ».
Des délais de développement très courts pour Orion-MPCV
Construit en Europe, il sera livré à la Nasa en l’état. Il reviendra « aux Américains de l’intégrer à la capsule Orion ». Le premier vol d’essai, inhabité, est prévu en décembre 2017, ce qui « nécessite une livraison début 2017 ». Autrement dit, les délais de développement sont très courts.
Au vu de cette contrainte de temps, l’ESA est « entrée en discussion exclusive avec Airbus DS pour la maîtrise d’œuvre et Thales Alenia Space pour la fourniture de la structure ». Si la première réunion avec la Nasa remonte à mai 2011, date officielle du début du programme, « ces trois prochaines années ne seront pas de trop » pour réaliser cet engin. Entre l’achat des matériaux et les tests à réaliser, « le challenge promet d’être passionnant ».
« Nous ne partons pas de zéro », rappelle Philippe Deloo. Avec l’ATV, l’ESA a un acquis qui « ne nécessite pas d’étude préliminaire ». Ce module de service tiendra compte du « retour d’expérience de l’ATV et ses trois vols réussis ». L’idée est de capitaliser sur le programme ATV et d’utiliser le maximum de technologies existantes, « sur étagères » dans le jargon spatial, pour « essayer d’avoir un système plus performant ». S’il n’y aura pas de rupture technologique, le principal point dur identifié est celui de la propulsion, auquel « il faudra qu’on prête beaucoup d’attention ».Des perspectives commerciales pour Orion-MPCV
La Nasa, qui prévoit d’utiliser l’Orion-ESM pendant les 20 à 30 prochaines années, aura besoin d’autant de modules de service. Bien qu’elle ait « négocié avec l’Agence spatiale européenne la possibilité de le reproduire », elle devra néanmoins aussi négocier avec les industriels européens du programme pour certains éléments qui relèvent de la propriété industrielle.
Autrement dit, la Nasa ne pourra pas reproduire entièrement le module de service. Les éléments les plus pointus « resteront sous la maîtrise d’œuvre européenne ». Si pour un certain nombre d’éléments, il n’y a « aucun problème à fournir les plans et les détails d’agencement », d’autres feront l’objet de négociations. Par exemple, ce sera le cas pour les moteurs de contrôle d’altitude, pour lesquels « l’ESA ne fournira ni plans ni licences ». La Nasa n’aura alors pas d’autre choix que de les acheter à l’industriel concerné.
Le module de service d’Orion, le futur véhicule d’exploration de la Nasa, prend forme. Sa construction dans l’usine de Brême en Allemagne vient de débuter. Il sera construit par Airbus Defence and Space pour le compte de l’Esa qui le fournira à La Nasa en contrepartie du loyer pour la période 2017-2020 d’utilisation de la Station spatiale. Cela se fait dans le cadre du barter element, un système mis en place par les partenaires de l’ISS.
C’est parti. Après la phase de développement qui s’est conclue par la livraison à la Nasa d’une version test, Airbus Defence and Space a démarré à Brême la construction du module de service de la capsule Orion (ESM pour European Service Module) que prévoit d’utiliser la Nasa pour ses futures missions au-delà de la Lune. « L’ESM assurera la propulsion, l’alimentation électrique, le contrôle thermique et les composants vitaux à la capsule américaine », nous explique Philippe Deloo, chef d’étude du module de service de l’Orion et avec qui nous nous étions déjà entretenus lors de l’officialisation du programme en décembre 2012.
Autrement dit, les astronautes américains respireront et boiront made in Europe. Mais, avant que des Hommes prennent place à bord de la capsule, il est nécessaire de la tester à vide.
Ce sera fait en 2018 lors d’Exploration Mission-1, la première mission d’Orion. Il s’agira d’un vol circumlunaire avec retour sur Terre au cours duquel le véhicule parcourra plus de 64.000 km au-delà de la Lune. L’objectif de cette mission consiste à valider à la fois les performances de la capsule avant son utilisation pour le vol habité et celles du nouveau lanceur Space Launch System (SLS) de la Nasa. Quant à la première mission habitée, Exploration Mission-2, elle est prévue en 2021.
L’« ESM s’inspire de l’ATV et de tous les autres programmes de vols habités de l’Esa et de ses partenaires », rappelle Philippe Deloo. Ce module se présente sous la forme d’un cylindre de 4,5 mètres de diamètre et de 2,7 mètres de long (4 mètres avec le moteur). D’une masse totale légèrement supérieure à 13 tonnes, « l’ESM emportera 8,6 tonnes d’ergols qui alimenteront un moteur principal et 32 micropropulseurs ». Outre sa capacité de propulsion principale, ce module de service, non pressurisé, sera « utilisé pour réaliser des manœuvres orbitales et de contrôle d’attitude et pourra même servir à transporter du fret supplémentaire ».
Un moteur qui a déjà volé
Bien qu’il s’inspire du Véhicule de transfert automatique de l’Esa (ATV), dont cinq exemplaires ont volé, « sa structure est complètement différente ». S’il n’y a pas de rupture technologique, par certains aspects « ce module de service est très innovant ». C’est le cas du module photovoltaïque pour générer l’électricité nécessaire à bord. Bien que ce sont les quatre panneaux solaires caractéristiques de l’ATV (19 mètres d’envergure, une fois les panneaux déployés) qui ont été choisis, par rapport à ceux de l’ATV, ils sont deux fois plus efficaces. Le « module photovoltaïque est composé de quatre branches dotées de trois panneaux comprenant chacun 1.242 cellules à base d’arséniure de gallium », nous explique Jean-Luc Bonnaire, directeur adjoint du programme Orion chez Airbus Defence and Space. « Leur rendement sera bien supérieur à celui de l’ATV, 30 % contre 17 %, et qu’au total, ces quelque 15.000 cellules fourniront au module de service Orion, une puissance de 11,1 kW pour sa mission », conclut-il.
Autre innovation : l’ESM sera connecté en Ethernet 1Gbit/s, ce qui est une première pour un véhicule spatial. À côté de ces innovations, le module réutilisera un élément de premier plan qui a déjà volé dans l’espace. En effet, et cela peut surprendre, le moteur principal a été récupéré sur une navette spatiale de la Nasa ! Il s’agit d’un des deux moteurs de l’Orbiting Maneuvering System, que les navettes utilisaient pour leurs manœuvres orbitales.
Enfin, à la différence de l’ATV qui évoluait en orbite basse à l’intérieur de la magnétosphère, l’ESM voyagera au-delà de cette bulle magnétique qui nous protège des effets nocifs du vent solaire. Sa conception tient compte de cette contrainte forte. Autre différence, alors que l’ATV était fortement exposé au risque de collision avec des débris spatiaux, la capsule Orion le sera nettement moins. Au-delà de l’orbite géostationnaire, il n’existe pas de débris spatiaux d’origine humaine. Le bouclier de l’ESM est très différent de celui de l’ATV.
Vent solaire : qu’est-ce que c’est ?
Le milieu interplanétaire est balayé en permanence par un vent de particules électriquement chargées en provenance du Soleil. Ce vent est très peu dense (10 particules par centimètre cube), mais très rapide (400 à 800 km/s). C’est un vent supersonique (il se déplace plus vite que les ondes sonores).Le vent solaire est composé principalement d’électrons, de protons et de noyaux d’Hélium. Le vent Solaire est très fluctuant.
Le vent solaire est traversé par des ondes de choc. Il est émetteur d’émissions radio.