LA STATION I.S.S

 

DEVELOPPEMENT DE L'ATV

2005

Janvier, pour la première fois, les techniciens de l'ESA du centre de Noordwijk pénètrent dans l'ATV assemblé positionné verticalement sur son banc d'essai. Cette manoeuvre a pour but de simuler le chargement du cargo par l'écoutille avant le vaisseau assemblé en utilisant le LCAM (Late Cargo Access Mean) une sorte de plateforme avec treuil. Une opération similaire mais réelle sera réalisée à Kourou une semaine avant le lancement alors que Jules Verne sera au sommet du lanceur Ariane 5.

Jean François Clervoy dans l'ATV

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ATV dans la chambre Maxwell

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L'ATV "Jules Verne" pris durant le mois de mai à l'ESTEC (photos Fabio Pignata)
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L'ATV à l'ESTEC en août 

En juin au CSG en Guyane, une répétition générale permet à tous les partenaires de tester les procédures à mettre en place pour les campagnes de l'ATV. Outre la préparation du vaisseau lui-même, elles couvrent en effet un aspect "vol habité" qui n'a jamais encore été traité au CSG. Il s'agit de la préparation du module pressurisé et l'intégration, dans ce module, du fret destiné aux astronautes de l'ISS. Celui-ci sera principalement fourni par la NASA et arrivera directement à Kourou depuis le centre d'intégration de Houston ou depuis celui de Turin pour le fret fourni par l'ESA. Ces centres d'intégration ont pour fonction de recevoir les matériels, équipements, nourriture et expériences scientifiques destinés à l'ISS, puis de réaliser leur conditionnement à l'intérieur de sacs appelés "Cargo Transfer Bags" (CTB). Ceux-ci, une fois vérifiés par un astronaute, sont ensuite envoyés à Kourou pour être intégrés dans le module pressurisé de l'ATV. La répétition générale qui s'est tenue en Guyane a fait intervenir l'ensemble des acteurs du spatial concernés, à savoir l'ESA, le CNES/CSG, Arianespace, EADS (responsable des opérations dès l'arrivée du cargo à l'EPCU S5), la NASA, AleniaSpazio ainsi que les autorités douanières.

La manoeuvre avait pour objectif de valider : Le trajet aérien du fret depuis les Etats-Unis et l'Europe ainsi que son suivi, Le support logistique du CNES/CSG depuis l'aéroport de Cayenne Rochambeau jusqu'au bâtiment EPCU S5, Les procédures d'importation et d'exportation mises en place avec les services compétents, L'environnement et les contraintes subies par le fret lors de son trajet aérien et routier, Les opérations de réception dans le bâtiment EPCU S5 avec le support des équipes du Responsable des Moyens Charges Utiles (RMCU), La propreté et les environnements particulaires et microbiologiques des CTB après leur arrivée à l'EPCU S5 et lors de leur présence au Bâtiment d’Assemblage Final en cas de chargement de dernière minute. Les différents tests ont permis à chacun de visualiser de manière concrète ce que sera le fret embarqué sur l'ATV. Les "Cargo Transfer Bags" reçus à Kourou contenaient en effet des équipements de vol - déclassifiés pour l'occasion - ainsi que de la nourriture (purée de pomme de terre, jus d'orange, cacahouètes...). En plus des produits lyophilisés, le vaisseau pourra également contenir des produits chimiques ou pharmaceutiques destinés aux expériences à bord de l'ISS ou aux astronautes. Il est donc nécessaire, préalablement à tout envoi, de s'assurer que les procédures d'importation et d'exportation de ces éléments seront possibles en toutes circonstances.

Outre l'aspect pratique des opérations, la répétition a également permis d'introduire les aspects spécifiques au vol habité. Cela amène notamment à caractériser l'ambiance régnant dans les zones d'intégration (EPCU S5 et partie haute du BAF) d'un point de vue contamination particulaire, chimique et bactériologique. Il en va de même pour le contrôle relatif au dégazage des matériaux et équipements intégrés dans le module pressurisé. Les campagnes de caractérisation sont menées avec le support des différents laboratoires de l'ESTEC ainsi que de l'Institut Pasteur de Cayenne. Ce dernier sera par ailleurs sollicité pour les campagnes ATV. Sa qualification pour réaliser les analyses de l'eau nécessaire aux astronautes de l'ISS est en cours. En octobre, en effet, les communautés scientifiques américaines et russes, responsables des analyses chimiques et bactériologiques de l'eau, se réunissent à Cayenne - sous l'autorité de l'ESA - avec pour objectif de valider les procédures utilisées par l'Institut Pasteur. Avec l'aménagement de l'ancien Dock d'Ariane 4, ce sont donc les premiers pas concrets et visibles de l'arrivée du vaisseau spatial ATV en Guyane. 

2005 CSG dock ELA 2.jpg (289970 octets) La logistique induite par le matériel embarqué à bord de l'ATV et les équipements au sol est considérable. L'ATV et ses moyens supports mécaniques, électriques, fluides ainsi que les ergols occupent la totalité de l'espace disponible sur le bateau MN Colibri qui transporte habituellement les éléments d'Ariane 5. Les matériels utilisés lors de la première campagne ATV ne seront cependant pas tous renvoyés en Europe. Une bonne partie sera stockée au CSG. Et c'est l'ancien Dock d'Ariane 4 qui a été choisi pour faire office de zone de stockage entre les campagnes. 
Ce bâtiment, entièrement dédié à l'ATV - hormis l'ancien CDL 2 qui sera équipé pour les visites grand public -, servira également de zone logistique arrière lors des campagnes ainsi que de zone de maintenance et de préparation des moyens ATV avant campagne. Outre des moyens mécaniques, un banc de contrôle ATV y sera stocké ainsi que la totalité d'un des bancs de contrôle russe représentant le module de service auquel le vaisseau viendra s'arrimer.

 

LE PREMIER VOL DE L'ATV "Jules Verne"

Le premier ATV qui sera lancé en 2006 vers ISS pèsera 19600 kg, soit 1150 kg de moins que la capacité du lanceur Ariane 5 ES. L'ATV sera placé sur une orbite basse à 260 km inclinée à 51°. Pour supporter ces 20000 kg, la partie haute du lanceur (la baie VIB, a été redessinée et consolidée. Autre modification, le pilotage du lanceur qui avec une telle charge à son sommet sera différent des autres missions Ariane 5.  

Trois minutes et demi après le décollage de Kourou, la coiffe protégeant l'ATV sera éjectée. 5 mn 30 s plus tard, l'étage principal EPC se séparera laissant l'ATV attaché à l'étage supérieur. Cet étage sera chargé de circulariser l'orbite à 260 km, en utilisant deux poussées de son moteur Aestus séparée par deux phases balistiques. La première poussée durera 8 minutes au dessus de l'Atlantique avant la première balistique d'une demi orbite. La seconde poussée au dessus de l'Australie durera 40 secondes pour circulariser l'orbite à 260 km. 4 minutes après, l'ATV se séparera au dessus du Pacifique pour devenir autonome.

L'étage EPS et la VEB réaliseront une orbite complète avant d'être de nouveau allumés au dessus de l'Ouest Australien pour être désorbiter au dessus du Pacifique au dessus d'une zone inhabitée.

ARIANE 5 ES

Masse au lancement 775 tonnes
Longueur de la coiffe 17 m
Moteur EPC Vulcain 2
Moteur EPS Aetus rallumable en vol

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LES MANOEUVRES DE RENDEZ-VOUS

HOMING

Au point S1, à 20 km derrière la station, l'ATV commence sa manoeuvre de "homing"consistant grâce à deux allumages de moteur de se mettre sur une trajectoire de transfert avec ISS dans les 45 minutes. Arrivée au point S2 de cette trajectoire, à 3500 m derrière la station l'ATV est en attente dans l'ellipse d'approche  centrée sur la station (4000 x 2000 m) sous le contrôle des centres de Houston, Moscou et Toulouse. L'ATV reste à cet endroit durant 90 minutes en vue de l'approche finale. Au feu vert de Houston, l'ATV entre en approche dans l'ellipse pour l'amener à 250 m de la station (closing) au point S3. L'ATV ne doit pas entrer dans la zone de sécurité, une sphère autour d'ISS de 200 m de diamètre. Si le freinage ne peut se faire au point S3, l'ATV retourne au point S2.

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APPROCHE FINALE ET AMARRAGE

Entre le point S3 et l'amarrage, l'ATV réalise une manoeuvre de translation visant l'arrière du module Zvezda. La jonction ne peut se faire si l'ATV arrive suffisamment "vite" pour que les systèmes de jonction s'enclenche. La sonde male de l'ATV doit entrer dans le cône de Zvezda à une vitesse de 2 cm-s et un rayon de 10 cm. Les capteurs optiques sont utilisé pour "finaliser l'approche.

 

Septembre, il apparaît maintenant que l'ATV ne sera pas lancé  avant le premier semestre 2007. Initialement, l'arrivée de l'ATV au CSG n'était pas prévu avant l'été 2006. Ce retard  est principalement du à l'ATV lui même, actuellement en cours de test à l'ESTEC (problèmes de tenue aux ambiances vibratoires, de qualification des systèmes électriques, ...). Le planning actuel de validation du programme de vol (sous-évalué) court jusqu'à février 2007.

 
CARACTERISTIQUES DE L'ATV
ATV, 2006