Airbus livre le second module du vaisseau spatial Orion pour le vol habité de la NASA vers la Lune

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Après une soixantaine d’années sans aucun visiteur, la Lune pourrait à nouveau recevoir des astronautes d’ici 2025.
C’est l’objectif du projet Artemis de la NASA, successeur du programme Apollo, qui s’apprête à réceptionner le deuxième module de service européen (ESM-2) pour son vaisseau spatial Orion. 

Conçu par Airbus Defence & Space, ce module sera livré dans les semaines à venir au Centre Spatial Kennedy de la NASA, aux Etats-Unis, et participera à la première mission habitée d’Orion.

Un programme en trois étapes

La NASA est bien décidée à renouveler l’exploit en envoyant à nouveau des astronautes sur la Lune. Son programme Artemis se déroulera en trois phases distinctes, réparties sur plusieurs années avec pour objectif final d’envoyer de nouveau des personnes sur la Lune en 2025.

Le premier vol, qui sera la première mission d’Orion, initialement prévu fin 2021 se déroulera finalement en février 2022.
Dans les faits, l’agence spatiale américaine bénéficie pour cette mission de trois fenêtres de tirs favorables entre février et avril 2022.
Baptisée Artemis I, cette mission sera un vol d’essai inhabité autour de la Lune. Artemis I suivra la même trajectoire que la mission Apollo 8 et utilisera la gravité lunaire pour optimiser sa vitesse et ainsi espérer se propulser à près de 70 000 kilomètres au-delà de la Lune, soit à près d’un demi-million de kilomètres de la Terre, là où aucun humain n’a encore voyagé. 

Pour son retour, la capsule Orion réalisera un survol de la Lune avant de regagner la Terre. Cette mission devrait durer 20 jours, au terme desquels la capsule amerrira sur l’Océan Pacifique, sans le module de service, qui aura été détaché au préalable du véhicule et se consumera dans l’atmosphère.
Objectif : démontrer les performances du lanceur super-lourd SLS ainsi que la capacité de la capsule à réaliser ce voyage et à en revenir intacte, une étape primordiale pour la suite du programme.

En cas de succès, Artemis II pourrait être lancée en 2023 avec des astronautes à bord de la capsule afin de valider les performances de la capsule dans le cadre d’un vol habité.
Mais il faudra attendre la mission Artemis III, prévue en 2025 pour prévoir un alunissage des astronautes qui seront à son bord. En cas de réussite, Artemis III marquera l’histoire par son exploit et sera également la première mission permettant à la première femme ainsi qu’à la première personne de couleur de poser le pied sur la Lune.

Un élément clé du vaisseau spatial Orion

Pour ce programme ambitieux, l’Europe participe notamment à la conception du module de service pour le vaisseau spatial Orion.
L’ESA, l’Agence Spatiale Européenne a sélectionné Airbus comme maître d’œuvre pour le développement et la construction de six modules de service européens (ESM), dont le premier sera utilisé lors d’Artemis I.

Airbus a annoncé le 6 octobre dernier être prêt à livrer le deuxième ESM, qui sera utilisé sur Artemis II, depuis le site d’Airbus à Brême, en Allemagne.
Un avion cargo Antonov sera chargé de rapatrier l’ESM-2 au Kennedy Space Center de la NASA en Floride, aux États-Unis.

L’ESM, composant essentiel pour le vaisseau spatial nouvelle génération, se chargera de fournir de l’eau et de l’oxygène aux astronautes pour les différentes missions.
Il servira également de régulateur thermique et sera l’un des points essentiels du système de propulsion du vaisseau spatial.
Cet élément clé d’Orion constituera, avec le module d’équipage sous lequel il sera placé, l’ensemble du véhicule spatial.

L’ESM se présente sous la forme d’un cylindre haut d’environ quatre mètres, pour un diamètre équivalent, et avec une masse d’un peu plus de 13 tonnes, dont 8,6 tonnes de carburant. Ce dernier permet d’alimenter le moteur principal, les huit propulseurs auxiliaires et les 24 propulseurs plus petits, dédiés au contrôle d’attitude.
Il comprend plus de 20 000 pièces et composants, de l’équipement électrique aux moteurs, en passant par les autres panneaux solaires (19 mètres de diamètre déployé), les réservoirs de carburant et les équipements de survie, ainsi qu’environ 12 kilomètres de câbles et de tuyaux.

Au-delà de sa fonction de système de propulsion principal du vaisseau, l’ESM sera également responsable des manœuvres orbitales et du contrôle de position. L’ESM-2 a fait l’objet d’un processus de validation complet avant d’être prêt au départ et subira également de nombreux tests très précis avant son intégration avec le lanceur durant une période de deux ans.

Thales Alenia Space a également participé à la conception de l’ESM-2 en contribuant à intégrer les systèmes thermomécaniques et les sous-systèmes critiques de l’ESM-2 en phase finale.
L’entreprise sera également chargée de fournir les sous-systèmes critiques des trois prochains modules de service ESM 4, 5 et 6, et notamment la structure et la protection anti-micrométéorites, la supervision thermique, ou encore le stockage et la répartition des produits consommables.

Des années de tests pour Orion

Pour mettre au point la capsule Orion et le nouveau Space Lunch System (SLS) pour les missions à venir, de nombreux tests et essais ont déjà eu lieu au cours des dernières années.
Dès 2014, Orion réalisait son premier vol d’essai sans son module de service. Baptisé Exploration flight test 1 (EFT-1), ce vol avait pour but de tester le plus grand bouclier thermique jamais construit mesurant cinq mètres de diamètre.
Cet essai avait également permis de vérifier plusieurs dispositifs de la capsule comme le contrôle d’attitude, l’avionique (l’ensemble des équipements électroniques, électriques et informatiques), ou encore les parachutes.

En juillet 2019, des tests sur le système d’interruption d’urgence du lancement, visant à s’assurer de la possibilité d’évacuation des astronautes en cas d’explosion ou de problème immédiatement après le lancement ont été menés.

En 2020, Orion réussissait avec brio une nouvelle série d’essais en deux étapes, dont la majorité à l’intérieur de la chambre à vide de Plum Brook Station du Centre de recherche Glenn de la Nasa.
Dans cette chambre, les conditions difficiles de l’environnement spatial ont été recréées au plus juste, comme les conditions de vide ou encore les changements de température.
Durant 47 jours, le véhicule a été soumis à des températures allant de – 115°C à 75°C afin de contrôler son comportement dans la lumière et dans l’ombre du soleil. Lors de la seconde étape, des tests sur une période de 14 jours ont permis de s’assurer de la compatibilité électromagnétique de chaque composant électrique.

Le 20 octobre dernier, le vaisseau spatial a été enclenché avec son adaptateur dans le Vehicle Assembly Building (VAB), au Kennedy Space Center.
Cet ensemble de plus de 98 mètres de haut peut désormais entrer dans sa phase finale de tests avant son lancement prévu en début d’année 2022.
Ces derniers tests réalisés dans le VAB s’orienteront autour de l’ensemble Orion-SLS et des systèmes-sol, avec des tests de vérification d’interopérabilité des interfaces, des tests d’ingénierie spécifiques, de communications de bout en bout grâce aux fréquences radio et le test du lancement du compte à rebours.

Le tout avant de réaliser le test final Wet Dress Rehearsal (WDR) qui a pour but de permettre aux équipes de lancement de réaliser les opérations de chargement de propergol cryogénique dans les réservoirs de carburant. 

Avec la livraison du second module d’Orion, et la date de lancement de la mission Artemis I qui se rapproche à grand pas, le retour sur la Lune de le NASA semble être en bonne voie.
En espérant que celle-ci se passe sans encombre pour espérer voir de nouveau des astronautes poser le pied sur la Lune d’ici 2025.

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