LA STATION I.S.S

LE CYGNUS

 

Le vaisseau Cygnus est développé par Orbital Space Sciences pour démontrer à la NASA le concept du COTS. En pus de ce contrat, Cygnus devra livré sur la station ISS du fret dans le cadre du programme CRS Commercial Resupply Services. Le contrat autorise 8 missions entre 2011 et 2015 pour embarquer 20 tonnes de fret vers ISS. Au total de 9 cargo PCM (Pressurised Cargo Module) seront fabriqués par Orbital et intégré avec le module orbital OSM (Orbital Service Module). Le premier modèle sera construit dans le cadre du programme COTS pour un vol de démonstration. Il sera suivit de 2 vaisseau "standard" et complété par 6 unités "améliorées".

Les modules SM/PCM, assemblé constitueront Cygnus qui sera lancé par un lanceur Antares (ex Taurus). Il sera capturé par le bras robot d'ISS et attaché au port nadir du Node 2 Harmony. Après sa mission, chargée de détritus, il sera relâché dans l'espace pour se consumer dans l'atmosphère.

Le PCM mesure 3,66 m de long pour 3,07 de diamètre en version standard. Sa masse sera de 1500 kg à vide et la charge utile 200 kg. En version amélioré, il sera plus long (4,86 m, plus lourd (1800 kg) avec une charge utile de 2700 kg.

Orbital assure le développement du lanceur Taurus 2, Antares à Dulles, près de Washington et Chandler (Arizona). L'integration du Cygnus se fera à Dulles et au centre de Wallops en Virginie. Le lancement se fera du complexe de tir du Virginia’s Eastern Shore. Taurus 2 a une capacité orbitale de 5000 kg en LEO.

LE LANCEUR ANTARES

Cygnus est un vaisseau cargo spatial développé par la société Orbital Sciences dans le cadre du programme COTS de la NASA. Il doit permettre de ravitailler en fret (nourriture, gaz, carburant, pièces détachées) la Station spatiale internationale après le retrait de la navette spatiale américaine. Depuis août 2000 la station spatiale est en partie ravitaillée par des cargos Progress russes, des cargos ATV européens et des cargos HTV japonais. Le cargo Cygnus, comme le Dragon de la société SpaceX en cours de développement, doit permettre de réduire la dépendance de la NASA vis-à-vis de ses partenaires internationaux.

La construction du cargo spatial privé Kistler K-1 développé dans le cadre du programme COTS ayant été abandonnée faute de source de financement, la NASA décide en octobre 2007 de mettre fin au contrat signé avec son constructeur Rocketplan Kistler et de lancer un nouvel appel d'offres. En février 2008 la NASA annonce qu'elle retient la proposition de la société Orbital Sciences. En décembre 2008, la NASA signe avec cette société un contrat de 1,9 milliard $ pour le ravitaillement de la Station spatiale internationale. Selon les termes de ce contrat, Orbital Sciences doit placer en orbite 20 tonnes de fret d'ici 2016 en effectuant 8 lancements de son cargo spatial1. Le premier test en vol de son véhicule spatial est attendu pour 2012 et le lancement devrait être effectué par une fusée Antares (ex taurus).

De manière classique le cargo spatial Cygnus comprend deux sous-ensembles : le module de service et le module de fret. Le module de service repose sur des développements existants du constructeur : la plate-forme Star ainsi que sur des composants de la sonde spatiale Dawn. Pesant 1800 kg, il comporte des propulseurs utilisant des ergols hypergoliques (hydrazine et peroxyde d'azote) et dispose d'une puissance électrique de 4 kw grâce à 2 panneaux solaires utilisant des cellules à base d'arséniure de gallium.

La partie dédiée au fret utilise existe en 2 versions. Le premier type est un module pressurisé reposant sur le Multi-Purpose Logistics Module développé par Thales Alenia Space en Italie pour la station spatiale internationale. Cette version d'une masse de 3,5 tonnes a une charge utile de 2 tonnes et dispose d'un volume pressurisé de 18,7 m³. Le deuxième type de module est basé sur l'ExPRESS Logistics Carrier. Cette version non pressurisée a un poids de 3,5 tonnes et une charge utile de 2 tonnes qui peut varier en fonction de la configuration et peut transporter un volume de 18,1 m³. Le véhicule spatial doit accoster la station spatiale de la manière suivante : après s'être approché suffisamment de la station, il est agrippé par le bras télémanipulateur Canadarm 2 de la station spatiale qui le rapproche du sas d'amarrage CBM du module américain Harmony en réalisant la même manœuvre que pour le module japonais H-II Transfer Vehicle.

 

2009, Orbital Sciences Corporation signe un contrat avec Thales Alenia Space pour la production de son modules de fret pressurisés destinés au ravitaillement de la Station spatiale internationale, Cygnus. Selon ce contrat, le premier modèle sera livré en décembre 2010 et la livraison du dernier modèle est prévue à la mi-2015.
Ces modules pressurisés PCM (Pressurized Cargo Modules) seront conçus et développés dans le cadre du contrat CRS (Commercial Ressuply Service) attribué à Orbital par la NASA. Celui-ci qui couvre des services de transport à l’aide du vaisseau CygnusTM - développé par Orbital - dont le premier vol est prévu pour le printemps 2011.

Le vaisseau manœuvrable Cygnus sera constitué d’un module de service (SM), réalisé par Orbital, qui sera intégré avec le PCM fourni par Thales Alenia Space. Profitant de trois décennies d’activités dans les domaines des structures et de la logistique spatiales, le PCM sera développé par Thales Alenia Space sur la base des capacités et de l’expertise acquises sur les précédents programmes liés à l’ISS, tels que le programme MPLM (Multi-Purpose Logistics Module) réalisé sous l’égide de l’Agence spatiale italienne (ASI) pour le compte de la NASA ou le module de fret pressurisé de l’ATV (Automated Transfer Vehicle) développé par Thales Alenia Space pour l’Agence spatiale européenne (ESA).

Cette série de neuf modules pressurisés débutera avec un premier modèle destiné à la mission de démonstration COTS, suivi par deux modèles en configuration « standard » capables d’emporter 2 000 kg de charge utile, puis par six modèles en configuration « améliorée », dont la capacité d’emport sera portée à 2 700 kg.

Décembre 2009, ATK a procédé avec succès à l'essai du moteur Castor 30. Ce moteur à carburant solide sera utilisé pour le deuxième étage de la Taurus II.

   

   

Construction du Cygnus chez Alenia à Torino Italie


Test d'étanchéité du PCM. La structure primaire de module de Service Cygnus vient de se terminer en octobre au sein d'Applied Aerospace Structures Corp. Les essais de charge programmés appliqués à la structure ont simulé les forces qu'il connaîtra au cours d'un lancement de Taurus II tout en transportant un module entièrement chargé de fret sous pression. Dans le cas des essais de charge qui simulent l'accélération axiale maximale de la fusée, près de 90 000 lb ont été appliqués à l'anneau d'interface du module cargo. D'Autres essais testent des cas de charge appliquant environ 35 000 lb aux côtés de la structure. La structure est en cours de préparation pour une expédition verse Dulles.
 

Le module de service

Novembre 2010,

Août 2011, Orbital reçoit une licence commerciale de transport spatial par la Federal Aviation Administration (FAA) pour mener à bien les missions du (COTS). Pour obtenir cette licence, Orbital était tenue de présenter de nombreuses données techniques et de gestion de programme à la FAA, qui devait s’assurer que toutes les exigences opérationnelles nécessaires concernant les Taurus2 et lea cabine Cygnus ainsi que toutes les précautions de sécurité seront respectées.

Livraison par avion AN26 du premier cargo Cygnus PCM Pressurised cargo module à Wallops Island. Il sera assemble à son module de service

Octobre 2011, Orbital repousse à 2012 le premier vol d'essai d'une fusée Taurus II, principalement à cause de nombreux retards accumulés dans la construction de son complexe de lancement à Wallops Island.

Janvier 2012, Orbital planche sur un vol de la cabine Cygnus pour juin, en raison de plusieurs retards accumulés dans sa préparation. Ce vol « test » doté d'une charge utile fictive sera opéré par un lanceur Antares (anciennement dénommé Taurus II) et précèdera sa vrai première mission livraison "C1", prévue initialement ultérieurement à ce vol test.

13 avril, le premier étage d’un lanceur Antares est placé sur son pas de tir pour y subir des tests. Ce avait donné l’occasion aux responsables de wallops et d'Antares-cygnus de peaufiner les travaux de configurations des systèmes du pas de tir pendant plusieurs jours.

En octobre, c'est un essais de remplissage qui est réalisé. Il ne se terminera pas avant janvier 2013, suite au passage de l'ouragan Sandy.

2013

22 février, une mise à feu sur le pad est réalisé par le premier étage Pathfinder. La mise a feu a lieu à 23h TU depuis le pad 0A et dure 23 secondes, le temps de monté en puissance des 2 moteurs AJ26.

Le 7 avril 2013, le lanceur n°2 est amené sur le pad pour un tir le 17. Une simulation de compte a rebours est réalisée le 13. Les contrôleurs s’entraînent sur la première phase de lancement de la fusée Antares. La répétition permet à l'équipe de lancement, à la plate-forme de lancement et à la fusée elle-même d' imiter les conditions du lancement réel. Le décollage est prévu dans une fenêtre de trois heures à partir de 21h00 GMT. Après un jour à examiner les données recueillies pendant ce test, les ingénieurs donnent le "go for launch" et procèdent aux préparatifs de vol.

17 avril, les préparatifs débutent à T-8 h par le traditionnel "call to station". Le pad est évacué à T-6h30mn en vue du remplissage en kérosène du premier étage et de l'oxygène (T-1h30mn). A moins de 10 minutes, le détachement d'une  d'un câble Ethernet sur la prise ombilicale du second étage reporte le lancement de 48 heures.
Le 19, les conditions météo ne sont pas favorables. Le 20, les vents forts en altitude repousse à nouveau le lancement.

Le 21 avril, la mission "A-1" débute avec le lancement depuis Wallops Island à 21h TU. Les 333 tonnes des 2 moteurs Aerojet 26 (ancien NK33 russe) propulsent les 277 tonnes du lanceur au dessus de l'Atlantique. Après 235 secondes a lieu la séparation du premier étage. Durant 93 secondes, le lanceur est en phase balistique. La coiffe se détache à T+320 secondes suivit de l'inter-étage 10 secondes plus tard. A T+328 secondes, le second étage à poudre ATK CAstor 30A est allumé pour 155 secondes. La mise en orbite de la maquette de la cabine Cygnus (3800kg) est réalisé après 10 minutes de vol à 241-260 km d'altitude.

24 avril, Wallops Island, après son installation dans le bâtiment H-100 et son accouplement pour la première fois à son module de services, Cygnus 1 a achevé sa prochaine étape en terminant ses tests d’intégration et son transfert de la base principale vers le bâtiment d’alimentation en hypergols, juste au nord du site de lancement d’Antares. Pour ce transfert, Cygnus a été chargé sur le « support vertical Cygnus » (Cygnus Vertical Carrier - CVC). Parce que Cygnus utilisait la route principale qui traverse la ville d'Atlantic, en Virginie, le transfert s’est effectué à minuit, quand le trafic routier était minime. Les résidents sont sortis pour regarder ce voyage historique, ce qui a donné un air de fête à une activité technique. La durée totale du trajet était d’un peu moins de 3 heures, avec une vitesse moyenne entre cinq et sept miles par heure. Cygnus a été livré au bâtiment d’alimentation en hypergols V-55, tôt le matin du 13 Avril, où les préparatifs ont immédiatement commencé pour le ravitaillement.
 

9 autres vols sont programmées pour Antares avec le cargo Cygnus dans le cadre du programme COTS. Au cours du prochain vol en juin, Cygnus s'approchera de la station et en septembre sera réalisée la première capture. Les 3eme et 4eme vol utiliseront la version Antares 120 avec un moteur Castor 30B. OSC a reçu 1,9 milliard$ de la NASA et Space X 1,6 pour 12 cargo Dragon.

Mai, le premier vol du lanceur Antarès et de la capsule fret Cygnus serait prévu pour novembre.
Cela devrait être suivi par une mission de RdV avec l'ISS.

Septembre, le lancement du premier Cygnus vers ISS est prévu pour le 17 septembre. Le départ du cargo japonais HTV4 laisse le port d'amarrage libre pour le vaisseau. Le 4 septembre, Cygnus est attaché sur l'étage supérieur du lanceur Antares. Les derniers équipements sont chargés dans le module pressurisé et la coiffe est mis en place le 7. Le rollout du lanceur est prévu le 13 pour un lancement le 17 à 15h16 TU depuis le pad OA de Wallop Island. Après la mise en orbite et le déploiement des panneaux solaire, Cygnus rejoindra ISS le 22 septembre. C'est l'astronaute italien qui aidé du bras de la station agrippera le cargo pour l'amarrer au Node Harmony. Cygnus restera 30 jours attaché à ISS. Il apporte 700 kg d'équipements.
A son retour en octobre, le cargo brûlera dans l'atmosphère à l'instar des Progress, ATV et HTV.
En décembre, un autre Cygnus rejoindra ISS, ce sera le premier des 8 vols opérationnel d'Orbital.

       

14 septembre, suite à une réunion d'examen de lancement qui s'est tenue dans la matinée, Orbital Sciences a décidé de reporter le lancement de la mission de démonstration COTS Orb-D1 pour au moins 24 heures. La combinaison de mauvais temps d'hier qui a retardé le roll-out du lanceur et un problème technique identifié lors d'un test de systèmes combinés qui s'est tenue dans la soirée concernant les communications entre les équipements au sol et l'ordinateur de vol de la fusée a conduit à la décision de retarder le lancement. Après inspections et essais, le problème a été trouvé (câble inopérant). Le lancement est prévu le 18 septembre entre 14h50 et 15h05 GMT.

18 septembre, la mission Orb D1 (Orbital Demonstration 1) commence à 14h58 TU avec le lancement d'Antares porteur du cargo Gygnus 1. Le décompte a été arrêté quelques minutes juste avant le remplissage du premier étage et par un "red" météo. Au décollage, les 2 moteurs AJ26 propulsent le lanceur sous une poussée de 300 tonnes. Au bout de 3mn 53 s, le premier étage s'éteint et se sépare du lanceur. Suit ensuite une phase balistique de 91 secondes avant l'allumage du second étage juste après le largage de la coiffe (T+5mn 09 s). Le moteur à poudre Castor 30 brûle durant 153 secondes et s'éteint à la mise en orbite à 240 km d'altitude. Le cargo est ensuite séparé.  Cygnus emporte pour son premier vol 620 kg de fret pour ISS constitué de sac M-01 et M-02. L'approche vers ISS va durer 6 jours, les 3 premiers jours servant pour la calibration et le test des systèmes de vol. Une série de 5 mises à feu va permettre de rejoindre la station d'une altitude de 240 km à 4 km. L'amarrage à ISS prévu le 22 septembre est repoussé suite à un problème de configuration de logiciel sur le GPS. C'est le 29 que le Cygnus est agrippé par le bras de la station commandé par Parmitto.

       

Prise en main le 29 septembre de Cygnus 1 par le bras SSRMS. Cygnus attaché à Harmony le 5 octobre.

Le 22 octobre, Cygnus est relâché dans l'espace.

Après le succès du vol de démonstration vers ISS, Orbital prépare le premier vol opérationnel du Cygnus (Orb 1) prévu pour mi décembre. Les 2 éléments du cargo, le PCC (Pressurized Cargo Carrier) et le SMC (Service Module of Cygnus) sont sur la base de Walopp Island depuis plusieurs semaines pour le "processing" final. Après chargement du cargo, le module de service est rempli de carburant et les deux assemblés. Le 9 décembre, le lanceur Antares est mis sur son transporteur érecteur. Pour ce vol, le lanceur vole en configuration 120 avec un second étage Castor 30B, la version Xl ne sera disponible qu'en 2014. Le 11 décembre, Cygnus est assemblé sur le lanceur Antares 120. Commence alors les opérations de chargement du cargo avec notamment 33 cubeSats. Le 15 décembre, le cargo est verrouillé.
Le 17 décembre, le lanceur est amené sur le pad 0A pour un lancement le 20. La panne d'une pompe du système de refroidissement sur ISS repousse le vol à janvier.

Janvier 2014, le premier vol opérationnel du Cygnus est prévu pour le 7 janvier. Le lanceur Antares doit être amené sur le pad le 4. Le 3 janvier, le tir est reporté au 8. Le rollout a lieu le 6. Les techniciens ont ôté la coiffe et rouvert la trappe du Cygnus pour accéder a la charge utile afin de vérifier et changer certaines charges limites en temps comme des packs de glace et une charge utile contenant des fourmis dédiées a des études dans l'ISS.


Le 8 janvier, le lancement es t reporté suite à la forte activité du soleil dont les protons pourraient endommagées l'électronique du Cygnus. Le 9 janvier, Orbital annonce un tir pour 18h07 TU. Le lanceur emporte la 3e cabine de fret Cygnus qui doit s'amarrer à ISS le 12.

Avril, Orbital annonce un tir pour le Cygnus en mai, la NASA voudrait elle repoussé le lancement à juin, laissant la place au dragon de Space X. Pour Orbital, le lanceur et la charge sont prêt pour un tir le 6 mai. Cygnus livrera 1650 kg d'équipements aux occupants d'ISS. Ce sera le second vol opérationnel sur les 8 missions prévues par la NASA.

22 avril, le lancement du second Cygnus est repoussé à juin, pas avant le 10 selon la NASA.

22 mai, au centre Stennis, un essais au banc d'un moteur AJ 26 équipant le lanceur Antares se solde par un échec. Selon Orbital, il n'y aurait pas d'impact sur le vol du Cygnus. Aerojet a acheté 44 moteurs NK 33 construit par les Russes dans les années 1990 pour équiper les lanceurs US. Orbital Sciences en a acheté 20 pour 10 vols d'Antares et Cygnus. Aerojet lance la conversion du du NK33 en AJ26 en ajoutant de l'électronique US, qualifiant le moteur avec des propergols US, mettant des équipements pour permettre le guidage de la tuyère et ajoutant des vérins et valves électromécaniques. Le moteur AJ26 consomme du kérosène et du LOX.

28 mai, le vol Cygnus est repoussé à la mi juin suite à l'explosion d'un moteur en essais au centre Stennis.

10 juin, Orbital repousse le vol du second Cygnus au 1er juillet attendant t le rapport d'enquête sur l'incident au centre Stennis. les moteurs du lanceur de Cygnus 2 vont être examiner par les équipes d'ATK.

9 juillet, Antares est placé sur son pad de tir. Le lancement est prévu le 12 à 17h14 TU.

12 juillet, Antares et Cygnus 2 s'élance à 16h52 pour rejoindre la station ISS. Le 16, le bras SSRMS récupère le cargo et l'amarre au Node Harmony. Il apporte 1300 kg équipements, dont une pompe pour le laboratoire Japonais et un kit matériel pour une future EVA.

   

15 août, Cygnus 2 quitte la station et plonge dans l'atmosphère chargé des déchets des astronautes.

   

Octobre, la NASA et Orbital planifie la 3eme mission du Cygnus pour le 27 à 22h45 TU. Le cargo a été baptisé "Deke Slayton" en hommage à l'astronaute US.

   

27 octobre, rollout du lanceur Antares 130 sur son pad de tir. Cygnus 3 rejoindra la station le 2 novembre. Dans la salle de contrôle, à Wallop les techniciens portent une chemise "année 60-70" a manche courte en hommage à Slayton et une cravate spéciale. Le décompte est arrêté à H-12 minutes, rouge sur "range", un bateau navigue dans la zone de sécurité. Le tir est reporté de 24 heures à 23h 22.

Cygnus transporte 2215 kg de charge vers ISS avec un 81 kg supplémentaires emballés. La cargaison comprend 727 kg de matériel scientifique et 748 kg de nourriture et de fournitures pour l'équipage. Environ 637 kg représente les rechanges et le matériel de la station principalement pour le segment américain, mais dont environ 30 kg pour les modules du Japon. 66 kg de matériel est destinés pour l'équipement des sorties des astronautes. Les 37 kg restants de marchandises sont du matériel informatique.

28 octobre, le lancement a lieu à l'heure prévu 18h 22 locale, mais explose 6 secondes après, suite à un problème dans les moteurs du premier étage. Le lanceur retombe sur le pad et explose complètement. Selon les premières constatations, il n'y a pas de blessés, mais des dommages importants causés au pas de tir. La nouvelle motorisation du 2eme étage n'a rien a voir avec le problème, lié au 1er étage. Les moteurs du 1er étage sont des NK-33 reconditionnés et rebaptisés AJ26-58; l'un d'entre eux avait eu un problème sur banc d'essai, en mai dernier -et aurait peut-être explose (visiblement très peu d'info a filtre a l’époque!). Un précédent incident avait eu lieu en Juin 2011: un moteur avait pris feu (fuite de kérosène causée par une fissure, due a une fatigue du métal vieux de 40 ans....) Pour Frank Culbertson, vice président d'Orbital ancien astronaute, "nous n'en savons pas plus que ce que tout le monde a vu. L'ascension du lanceur s'est arrêté après 6 secondes, il y a eu comme on dit, un désassemblage du premier étage suite à une explosion à la base du lanceur, puis il est retombé au sol." L'incident a eu lieu 10 à 12 secondes de vol. Un signal de destruction a été envoyé du sol sans que l'on sache si le lanceur l'a reçu. Le cargo emportait 2230 kg d'expériences et équipements pour ISS, dont du matériel pour analyser les poussières de météorites, un réservoir haute pression pour recharger la station en azote et des Cubesat pour des astronomes privés. Orbital a demandé aux locaux de signaler tous débris tombés au sol pour l'enquête. Cette enquête sera menée par la FAA et la NASA et conformément au contrat avec l'agence spatiale, Orbital devra rembourser ou dédommager la NASA pour la perte du cargo.

   

Photos du lancement de la NASA avec l'image cropée (la photo originale fait 7000 pixels de large) dessous. Le lanceur de 40 m de haut vient de dépasser le château d'eau, il est à environ 150 m d'altitude lorsque la flamme des moteurs du premier étage change de couleur en un instant. Il s'ensuit une explosion de la baie de propulsion, le lanceur est arrêté net dans son ascension. Des débris partent dans tous les sens. Maintenue en l'air quelques secondes, Antares retombe au sol et explose complètement.

   

   

  

   

Selon Orbital, il faudra plusieurs semaines pour rendre au pad 0A sa capacité de lancer initiale. Les dommages sont nombreux notamment sur les bâtiments propres qui ont vu leurs vitres et portes soufflés par l'explosion. Le lanceur de fusées sonde à coté et des bâtiments tout proche ont subi les plus gros dommages. Sur le pad 0A, il y a des dommages sur le transporteur érecteur du lanceur et les pylonnes anti foudre avec pas mal de débris au sol. Les dommages pour l'environnement vont aussi être étudié sur l'île de Wallop avec les autorités fédérales. Les premières mesures montrent aucunes pollution au sol, dans l'air et dans l'eau.
 


Le NK 33 est un moteur à oxygène liquide et kérosène capable de fournir une poussée de 154 tonnes au sol (171 tonnes dans le vide). Il peut fonctionner durant 365 secondes. Pesant près de 1300 kg, il mesure 3,7 m de haut pour 1,5 m de diamètre à la base de la tuyère. C'est un moteur à combustion dit "étagé". Une partie des ergols est brûlé dans une chambre de précombustion pour actionner les turbopompes et les gaz en sortie sont réinjectés dans la chambre principale au travers de la tuyère. Cela génère une pression élevée dans la chambre (145 bars) qui augmente le rendement (IPS de 297 s). La densité voisines des 2 ergols permet d'avoir un arbre de rotation  commun pour les turbopompes ce qui a permit d'alléger le moteur.   

150 moteurs NK33 43 ont survécu l'époque de l'URSS après annulation du programme N1 sur les 200 fabriqués. Ce moteur a été mis à feu pour la première fois en avril 1970. En 1972, ils sont déclare pour bon équiper le lanceur lunaire N1, mais les ingénieurs soviétiques ont décidé d'utiliser les moteurs d'origine les NK 15. Des NK33 équipent la 5eme N1, mais le programme est arrêté en avril 1974.

En 1976, un NK33 a cumulé 1400 secondes de fonctionnement sur banc. En 1995, un moteur a cumulé 410 s en 5 mise à feu. En 1998, un autre 524 s en 6 mises à feu et un autre moteur 280 s en 3 mises à feu. A la fin des années 1990, un NK33 recablé a été testé pour le Kistler durant 140 secondes à Sacramento. D'autres tests avaient eu lieu en Russie avant. Le test juste après a démarré en Russie à Vintay pour Antares en 2009. En 2010, les tests débutent à Stennis. En 2011, le 9 juin, le 4eme moteur prend feu suite à une fuite de kérosène dans le collecteur. La cause a été trouvé, fissure due à la corrosion du métal depuis 40 ans. Il y a eu un second échec en mai 2014 impliquant le 13e ou 17e moteur, le détruisant complètement. Au total, le moteur totalise 100 000 secondes de fonctionnement en 575 mises à feu.

La Russie a vendu 36 moteurs NK33 pour 1,1 millions $ chacun à Aerojet ainsi qu'une licence pour en produire de nouveau. Modifié aux standard US, ils sont devenus des AJ26-58. Le premier vol sur Antares a eu lieu le 21 avril 2013. Aerojet a convertit 16 moteurs pour ces vols Cygnus.

 

18 équipes d'étudiants de la Californie, la Louisiane, le Michigan, le Missouri, le New Jersey, New York, Caroline du Sud, Tennessee, Texas, Washington, DC, et la Colombie-Britannique avaient des charges utiles emballés à l'intérieur du Cygnus. Le programme SSEP Student SPaceflight Experiments Programm avait reçu 1500 candidatures venues de tous les Etats unis avec plus de 7000 enseignants et élèves participants au concours. Certains ont assisté au lancement en personne, sur un site protégé à 4,5 kilomètres du pad de tir. Allant du primaire au collège, les élèves ont travaillé sur les expériences impliquant la croissance des bactéries et des cristaux, le développement des moustiques en microgravité, la réponse de crevettes à l'espace, et l'efficacité du compostage en orbite.
Les étudiants ont également fourni des charges utiles avec des graines de soja et les plantes de chia pour mesurer leur comportement change dans l'espace.

Jeff Goldstein, directeur du Centre national de l'éducation aux sciences de l'espace, a déclaré que les étudiants ont été secoués par l'expérience, mais il leur a dit qu'ils auront une autre chance de voir leur travail lancé vers la station spatiale. Le groupe de Goldstein a parrainé les expériences des étudiants, et il a déclaré que les groupes qui ont perdu leur travail dans le lancement de mardi ont été garantis une autre chance de voler dans des NanoRacks, une entreprise qui facilite l'accès à la recherche de la station spatiale pour les groupes en dehors de la NASA.

5 novembre, Orbital Science annonce un plan pour continuer son contrat CRS avec la NASA sans utiliser le lanceur Antares. Tous les vols CRS seront assurés comme prévu d'ici fin 2016 avec un lanceur Antares modifié équipée d'un nouveau premier étage, soit un booster solide ATK ou un autre moteur RP1-LOX, le RD193, un demi RD 180 de 200 tonnes de poussée, dérivé du RD 191. Entre temps, Orbital va utiliser un lanceur de substitution avec un Cygnus à charge augmenté pour un ou 2 vols. La société ne prévoit pas de hausse des coûts du contrat pour la NASA, seulement des modifications mineurs de calendrier. Concernant l'enquête, les analyses préliminaires de l'échec indiquent une explosion d'une turbopompe d'un des moteurs AJ-26. En conséquence,  lOrbital n'utilisera plus ce moteur. Le pad de lancement de Wallops va être réparé pour les lancements d'Antares modifié en 2016.

10 décembre, Obital choisit l'Atlas 5 de ULA pour lancer son prochain cargo Cygnus en 2015-16, le temps de changer la propulsion du lanceur Antares. Fin 2015, un Atlas 401 devrait lancer un Cygnus amélioré capable d'emporter 33% de charge en plus vers ISS. Avec un ou 2 vols sur l'Atlas et 3 avec un Antares remotorisé, Orbital devrait pouvoir mettre ses 20 tonnes de charges sur ISS suivant son contrat avec la NASA. Orbital va donc utilise le RD 181 russe pour remplacer le AJ26 sur son lanceur Antares 200. Avec 440 tonnes de poussée, il sera plus puissants que la version Antares 100 et pourra placer 7000 kg en LEO.

2015

Juillet 2015, Wallop Island, la première paire de moteurs russe RD 181 est livrée par NPO Energomash sur site. 20 moteurs à kérosène et LOX ont été commandés remplaçant le AJ26 (ex NK 33). ATK Orbital a du redessiner la partie arrière du Antares pour y loger les 2 moteurs qui fourniront au décollage 310 tonnes de poussée. L'état de Virginie, la NASA et ATK ont contribué chacun à 5 millions $ pour la réparation du pad de tir qui sera terminé d'ici septembre. En décembre, le lanceur équipé de ces nouveaux moteurs sera amené sur le pad pour des tests au sol dont une mise à feu statique.

   

       

Le module pressurisé Cygnus 4 au KSC, le module de service en attente chez ATK, Virginie et modules en attente à Thales Alenia Italie.

10 Août, arrivée du module pressurisé Cygnus dans le SSPF du KSC. Le module va être inspecté et processé avant son assemblage avec le module de service. Le module de service doit arriver en octobre. Le lancement est prévu pour le 3 décembre, mission OA 4.
ATK vient de commander un autre lanceur Atlas 5 pour lancer son cargo Cygnus 5 vers ISS. Cygnus 4 doit être lancé en décembre, ATK veut profiter de l'augmentation de performances du lanceur US pour lancer un second cargo vers la station.

18 août, un nouveau contrat entre la NASA et Orbital ATK est passé pour la fourniture de 2 cargo Cygnus supplémentaires, mission OA 9a et OA 10e. Le contrat initial CRS 1 prévoyait 8 missions jusqu'en 2016 pour 1milliard 900 millions $, il est donc porté à 10 jusqu'en 2017. Le second contrat pour desservir ISS, le CRS (Commercial Resupply Services) 2 a été lui repoussé à novembre prochain (il était prévu initialement en mai). Lockheed, Boeing et SNC sont candidats avec Space X et Orbital.

30 septembre, Les réparations s'achèvent sur le Pad-0A. Elles comprenaient des réparations du "déluge" d'eau, du système HVAC (Heating, Ventilation and Air-Conditioning), des alarmes incendie, des systèmes électriques, des commandes, des installations de ravitaillement et toutes les structures endommagées. Le travail a été achevé comme prévu et dans le budget global tout en gardant une petite réserve pour les tests de performances du système qui vont débuté juste après.

Octobre, le second Cygnus (mission OA5) sera lancé par un Atlas 5 en mars 2016, après le report du lancement d'un satellite météo NOAA à fin 2016.

27 octobre, Cap Canaveral, livraison de l'étage Centaur du lanceur Atlas 5 AV 61 (version 401, sans SRB) qui lancera Cygnus 4 le 3 décembre.

29 octobre, remise du rapport d'enquête sur l'explosion d'Antares en octobre 2014 par la commission indépendante de la NASA IRT. Il identifie 3 causes possibles de l'explosion survenue sur la pompe LOX d'un des 2 moteurs AJ26 et met aussi en évidence un manque de connaissance et de perspective dans la conception et l'histoire des moteurs de construction soviétique. L'explosion de la pompe LOX (perte du rotor radial à cause d'un frottement qui a conduit à l'allumage d'un feu dans la pompe) est l'une des cause de l'échec. Elle a eu lieu sur le moteur 1 E15 qui a ensuite endommagé le moteur 2 E16, faisant perdre la poussé du lanceur. La commission a également constaté un défaut de conception du moteur ou des débris de corps étrangers ont pu conduire à la perte du moteur, débris étrangers, comme du titane et de la silice retrouvés dans le moteur E15. La conception de la pompe est aussi sur la sellette. Les essais au sol du moteur AJ26 n'ont pas pu dépister ces problèmes. 

Orbital’s Accident Investigation Board

Novembre, KSC, les techniciens préparent le cargo Cygnus 4 pour son vol au sommet d'une Atlas 5 le 3 décembre.
Le second Cygnus, OA5 sera lancé le 10 mars 2016, le 3eme OA6 en mai avec le nouveau lanceur Antares remotorisé avec des RD 181 russe et le 4eme OA7 en septembre octobre. Avec ses 4 vols, Orbital ATK terminera la livraison d'équipements sur ISS dans le cadre du contrat originel CRS. Une extension est prévue pour 3 vols après 2017 avant la signature d'un nouveau contrat CRS 2.

Le PCM (module pressurisé) et le SM (avionique) sont assemblés pour devenir le Cygnus. Le module de service est construit à Dulles et le cargo par TAS à Torino Italie. En accord avec l'accord d'Orbital et pour honorer sa mémoire, le Cygnus OA4 a été bap^tisé "SS Deke Slayton 2". Les précédents cargo étaient dénommés David Low COTS Demo, Gordon Fullerton Orb 1, Janice Voss Orb 2 et Deke Slayton Orb 3.

12 novembre, SLC 41, les techniciens de Boeing commence la mise en place du premier étage du lanceur Atlas AV61. Suivra l'étage cryogénique Centaur et le composite coiffe abritant le Cygnus 4. Le cargo sera encapsulé dans le PHSF le 16 novembre et amené dans le HIF pour être assemblé le 20. Le placement des derniers "items" aura lieu en dernière minute. Le lancement reste prévu pour le 3 décembre dans un créneau horaire de 30 minutes autour de 17h55 locale. Cygnus rejoindra la station le 6.

Cygnus 4 est lancé le 6 décembre après 3 jours de retard à cause d'une mauvaise météo. Le cargo est placé sur orbite à 230 km d'altitude après 21 minutes de vol. La mission OA 4 emporte 3513 kg d'équipements pour ISS. C'est la plus lourde charge lancé par l'Atlas 5 (7492 kg). Orbital réussit son retour en vol après l'échec d'Antarés en 2014. Un autre lancement est prévu par un Atlas 5 en mars avant la reprise des vols d'une nouvelle version d'Antares équipé d'un nouveau moteur russe.

       

   

Cygnus OA 4 est la première mission de la version améliorée du cargo d'Orbital avec un module fret allongé, de nouveau panneaux solaire plus léger et plus performant (4 kW) et un module de service lui aussi allégé. Le nouveau Cygnus mesure 6,39 m de long (+ 1,25 m) pour 3 m de diamètre et pèse à vide 1800 kg (+ 300 kg). La partie pressurisé offre 27 m3 (+8 m3) ce qui permet l'emport de 3500 kg d'équipements (+2300 kg). Le cargo pressurisé est fabriqué par Thales Alenia Space en Italie sur la base des modules MPLM et le module de service par Orbital (3,23 m de diamètre pour 1,29 m de hauteur). 8 vols CRS sont prévus par Orbital dans le cadre du contrat CRS. Les 4 premiers ont été réalisé par le Cygnus standard. Dès 2016, le lanceur Antares modernisé sera capable d'emporter le nouveau Cygnus sur orbite.

2016

Orbital prévoit son retour en vol avec le lanceur Antares pour le 31 mai. Juste avant, Orbital prévoit le lancement du Cygnus 6 avec un lanceur Atlas d'ULA. Le lancement du Cygnus OA 5 utilisera le nouveau lanceur Antares modifié après l'échec de 2014. Ce dernier similaire aux version précédentes est équipé de 2 moteurs russes RD 181. Un premier étage sera installé sur le pad en mars pour une mise à feu statique parallèlement à la préparation du vol OA 5. L'étage sera ensuite assigné au vol OA 7 en ocotbre. Le pad de tir de Wallops est opérationnel depuis septembre 2015 et a subit des tests début novembre. Les simulations sont en cours pour préparer le tir statique et le vol OA 5. Le carneau d'évacuation des flammes sous le pad a été entièrement refait après 4 vols.  

   

Le hangar d'intégration HIF abrite 2 étages principal Antares, le transporteur érecteur TEL, 4 moteurs RD 181, un étage Castor 30XL, une coiffe et les inter-étages pour équipé le lanceur OA 5 et l'étage du tir statique. Les moteurs RD 181 permettront d'augmenter la charge utile de 25%, donc de lancer le Cygnus XL avec ses 3200 kg d'équipements vers ISS. NPO Energomash a livré 4 moteurs RD 181 à Orbital en 2015. Il est prévu 10 moteurs par an, soit 60 moteurs pour les 6 ans à venir. Les RD 181 donneront 13% de poussée en plus que les AJ 26, la quantité d'ergols consommés restera la même, le MECO aura lieu 20 secondes plus tôt soit à 214 secondes. Les moteurs AJ-26 utilisaient du LOX sur-refroidi, cela ne sera pas le cas pour les RD-181 . La séquence d'allumage des RD-181 sera aussi bien différente de celle des AJ-26. Enfin, le compte à rebours va être considérablement raccourci par rapport à l'ancienne Antarès (Photos Elliot Severn)

16 janvier, le cargo Cygnus 6 OA6 arrive au KSC. Il est suivit du module de service le 21. Le module pressurisé sera chargé presque en entier avant d'être assemblé au module de service. L'ensemble sera ensuite amené à la verticale pour le remplissage en ergol au PHSF, puis ramené à l'horizontale pour en terminer la charge utile, puis amené de nouveau à la verticale pour l'encapsulation dans la coiffe protectrice. Début février, le premier étage et l'étage Centaur arrive au KSC. Il sera lancé en mars au sommet d'une Atlas 5.

       

6 février, la NASA repousse le lancement du Cygnus OA6 au 22 mars suite à la découverte de moisissure dans des sacs de vêtements de la cargaison. Les sacs seront désinfectés, le retard permettra d'embarquer du chargement supplémentaire.

23 février, le premier étage de l'Atlas 5 est mis en position sur sa table de lancement dans le VIF du SLC 41. Le traitement et la désinfection suite aux moisissures sont terminés. Le cargo partiellement rempli, couplé au module de propulsion va rejoindre le PHSF pour le complément de chargement et le remplissage en ergol. Le lancement est prévu le 23 mars à 3h02 UTC (GMT) avec une fenêtre courant jusqu'à 3h32

   

Cygnus AO6 est lancé le 22 mars au sommet d'un Atlas 5 401 (AV 064) à 3h05 TU. Le cargo de 7495 kg emporte aux occupants d'ISS vivres et équipements (3512 kg).

Orbital procédera à l'allumage des moteurs RD 181 sur le pad pendant quelques secondes le 25 avril à Wallop Island avec le lanceur 0000.6, prévu pour OA 7 C'est le lanceur 0000.5 qui sera utilisé pour le retour en vol, mission OA5. Les nouveaux moteurs RD-181 donneront 13% de poussée de plus que les AJ-26 qui équipaient l'Antarès lors de l'explosion d'octobre 2014 . La quantité d'ergols consommés restant la même, le MECO aura lieu 20 secondes plus tôt soit à 214 s.

13 mai, rollout du lanceur 0000.6 vers le pad 0A. L'étage doit y rester plusieurs semaines, avec simulation des opérations comme un lancement mais sans allumage des moteurs. Un autre test permettra d'allumer les moteurs sur le pad durant 30 secondes.

31 mai, le lanceur Antares est mis a feu sur son pad durant 30 secondes afin de valider les nouveaux moteurs russes RD 181 qui équipent le premier étage. Ce moteur remplace le AJ26, dérivé du NK33 des lanceurs N1 soviétiques qui a été mis en cause après l'explosion du lanceur en octobre 2014. Il est plus performant et s'adapte parfaitement au caractéristiques de l'étage Antares. Le lanceur Antares 230 a 13% de puissance en plus permettant 25% de charges utiles supplémentaires. Les premiers RD 181 ont été livrés dans l'été 2015 et monté sur le lanceur. Si les analyses post tir sont correctes, le lancement OA-5 reste prévu pour le 6 juillet. Le lanceur sera ramené dans son hangar et un autre prendra sa place pour le vol vers ISS. L'étage du "hot fire" volera pour OA 7 en décembre.

   
 

Le lanceur Antares 200 succède à la série 100 après l'échec de 2014. Le premier étage est de construction d'Ukraine avec 2 moteurs RD 181 pour la propulsion. Le second est fabriqué par ATK. Le principal changement entre la série 100 et 200 est la motorisation du premier étage (Rd 181 à la place des AJ26). Une série 300 sera proposé en redessinant l'étage de base afin d'augmenter les performances du lanceur. Le lanceur mesure 42 m de hauteur pour 3,9 m de diamètre. il pése 298 tonnes au décollage et peut placer 7 tonnes en LEO et 2,7 tonnes en GTO. Le second étage est à propergols solides Castro 30XL

 

7 juin, le cargo OA5 est rebaptisé "Alan Poindexter", astronaute américain décédé le 1er juillet 2012 (STS122 et 131). Le décollage est prévu début juillet.
16 juin, le lancement du cargo OA5 prévu le 6 juillet est repoussé au 5 août, des vibrations ont été détectées lors du test statique avec l'autre corps, qui seront susceptibles d'endommager l'avionique.

Juillet, ATK signe avec Thales Alenias Space un contrat pour la fabrication de 9 modules pressurisés PCM pour le cargo Cygnus. Thalès a fabriqué les modules MPLM pour ISS, ainsi que Carrier Cargo de l'ATV, les Node 2 et 3 et le module Columbus.

15 juillet, le lancement du cargo Cygnus OA5 est prévu le 22 août pour ravitailler les équipage ISS 48 et 49.

11 août, ATK Orbital annonce un report du lancement du Cygnus OA5 à fin septembre à cause de tests supplémentaires à faire sur le pad et le trafic vers ISS.

Début septembre, le lancement est reporté début octobre.
Mi septembre, le lancement est prévu pour octobre, le 7. La date finale dépendra du lancement du cargo Japonais HTV 5.
19 septembre, le cargo Cygnus OA 5 est transporté sur la base de Wallop pour être remplis en carburant. Le lancement est maintenant programmé entre le 9 et le 13 octobre.
Fin septembre, ATK repousse le lancement au 10 octobre.

Début octobre, le lancement est reporté au 14 octobre, à cause du passage de l'ouragan "Matthew" sur la Virginie .

       

10 octobre, ATK Orbital avec la NASA repousse le lancement du cargo Cygnus OA 5 "Alan Poindexter" du 14 au 15 octobre.

   

Antares a été placé sur son pad le 13 octobre. Outre 2 moteurs RD 181, le lanceur est équipé d'un second étage à poudre CAstor 30XL. le gain global atteint 25%. Le lancement prévu le 16 a été repoussé au 17 à cause d'une panne d'un système sol.

Le lanceur Antares 230 décolle le 18 octobre à 23h45 TU de la base de Walopp Island emportant le Cygnus 5 dans sa coiffe. c'est le premier tir depuis l'échec du 24 octobre 2014. Le lanceur est équipé de nouveaux moteurs pour le premier étage, des RD 181 en place des AJ26. Le lanceur avait volé 3 fois avec les anciens moteurs. Après l'échec de 2014, ATK orbital a décider de remplacer la motorisation du Antres. En attendant, ATK a du louer 2 vols d'Atlas 5 pour lancer 2 Cygnus vers ISS en décembre 2015 et mars 2016. Il apporte 2350 kg d'équipements pour les astronautes d'ISS.

4 novembre, ATK Orbital lancera le cargo Cygnus 7 avec un lanceur Atlas 5 en mars 2017. ATK lancera 2 autres cargo en 2017 avec le lanceur Antares 230. Il reste à lancer d'ici 2018 5 tirs du Cygnus, le lancement intermédiaire avec l'Atlas permettra à ATK une plus grande souplesse dans la livraison de marchandises vers ISS et d'être prêt quand la NASA a besoin de ces livraisons, le lanceur d'ULA étant lancé à un rythme plus régulier et soutenu que l'Antares ATK.

Janvier 2017, le cargo Cygnus OA 7 arrive au centre kennedy pour un lancement le 16 mars au sommet d'un Atlas V d'ULA. Le lancement prévu pour décembre 2016 a été repoussé à février puis mars. Le lanceur arrive au cap début février. Le 15 février, l'écoutille du cargo est refermé, le lancement est prévu pour le 20 mars. Le 9 mars, le cargo OA 7 est baptisé SS John Glenn en mémoire de l'astronaute disparu en décembre 2016.

20 mars, le lancement du Cygnus OA7 est repoussé au 27 mars.

4 avril, le Cygnus OA 7 encapsulé dans la coiffe de l'Atlas 5 est amené au Payload Hazardous Processing Facility avant d'être hissé sur le lanceur. le lancement est maintenant prévu pour le 18 avril.
Sur le pad SLC 41, le système de glissière destiné à évacuer le personnel et les astronautes au sol en cas de danger est testé. 4 lignes de téléphérique ont été monté au niveau 12 de la tour construite derrière le massif de lancement du pad 41, au niveau du bras d'accès de l'équipage. Sur chacune, un harnais siége permet l'évacuation d'une personne en dehors de la zone du pad à 410 m et à la vitesse de 70 km/h.

  

 
VOL LANCEUR DATE CU (kg)
Demo Mission 1 (D Low) Antares 110 18 septembre 2013 700
CRS-1 Orb 1 (G Fullerton) Antares 120 9 janvier 2014 1465
CRS-2 Orb 2 (J Voss) Antares 130 13 juillet 204 1664
CRS-3 Orb 3 (D Slayton) Antares 130 28 octobre 2014 0
CRS-4 OA 4 (D Slayton 2) Atlas 5 401 6 décembre 2015 3513
CRS-5 OA 6 (R Husband) Atlas 5 401 22 mars 2016 3600
CRS-6 OA 5 (A Pointdexter) Antares  230 17 octobre 2016 2425
CRS 07 OA 7 (J Glenn) Atlas 5 401 Avril 2017  
CRS 08 OA 8E Antares 230 Juin 2017  
CRS 09 OA 9E Antares 230 Octobre 2017  

DESCRIPTION D' ISS