PROJET CONSTELLATION


2009 partie 2

8 juillet, Wallop Island, en Virginie, la NASA teste le Max Launch Abort System (MLAS), une évolution du système original LAS étudie pour le programme Constellation. Le MLAS combine le BPC, Boost Protection Cover du module de service monté sur le système d'éjection avec les moteurs du  module de commande. La version finale du MLAS pèse 20 tonnes pour 10 m de hauteur. Quatre moteurs à poudre Terrier Mk70 assure l'envol. Deux parachutes d'orientation attaché en haut de la coiffe permettent de réorienter le véhicule pour la rentrée assurant la bonne séparation du bouclier thermique. Une fois stabilisé, le module de commande est éjecté. Des moteurs assure sa stabilité pour l'atterrissage.

       

VAB, baie 4, les segments d'Ares 1-X sont assemblé au 5eme élément simulateur, complétant le "super stack 1". Il comprend la jupe avant, l'extension, les inter-étages 1 et 2 et le 5eme segment. Le premier segment du SRB est amené dans l'allée de transfert du bâtiment pour être assemblé sur le MLP 1.

   

Le 8 juillet, le segment arrière du SRb d'Ares 1-X est assemblé sur le MLP 1.

    

Détail de la caméra montée sur le coté des segment 6 et 7 du simulateur de l'étage supérieur d'Ares 1-X. Elle permettra de prendre des vues pendant le vol

 

11 juillet, assemblage du segment central arrière

16 et 17 juillet, assemblage du segment central avant et du segment avant. Le rollout d'Ares 1-X est prévu le 13 octobre.

   

30 juillet, assemblage du "super stack" Ares 1-X sur le segment avant SRB. Le super stack 1 est composé du frustum, la jupe avant, l'extension jupe avant, l'inter-étage 1 et 2 et le simulateur du 5eme segment SRB

   

4 août, assemblage du "super stack 2" au dessus du super stack 1.

7 août, VAB, vue d'ensemble de la baie 4 avec la maquette d'Orion et le "super stack 3", l'étage supérieur simulateur

7 août, assemblage du "super stack 3"

   

11 août, baie 4, vue du super stack 4

12 août, assemblage du "super stack 4

13 août, mise en place du simulateur d'Orion sur Ares 1-X. Dans le VAB, le lanceur est pour la première fois visible en entier. Le lanceur va rester dans le VAB jusqu'en octobre pour y être tester avant d'être amener sur le pad 39B le 17 octobre pour un lancement le 31. Les ingénieurs de la NASA n'ont toujours pas réglé les problèmes de vibration du lanceur durant la phase d'ascension. Ces vibrations sont produites par le décollage de la fusée, la combustion du propergol et le choc de l'air à 4 fois la vitesse du son. La vibration produites par le propergol s'appelle l'oscillation de poussée. Elles se transmettent par vagues le long du booster comme des notes de musiques le long d'un tuyau d'orgue. Le plus grand défis est de concevoir une avionique capable de résister à de tel niveau de vibration sans faillir, un peu comme un lecteur MP3 est capable de lire ses fichiers tandis que son utilisateur marche, court ou laisse tomber son appareil au sol. Sur Ares 1, les deux principaux systèmes électronique sont le contrôle de vecteur de poussée, TVC et le système d'arrêt en urgence utilisé pour détruire le lanceur en vol. Malgré de nombreuses améliorations, les plus gros effets de ces oscillations de poussée sur le lanceur se font sentir entre T+70 et T+90 secondes de vol. Durant ce temps très court, il n'est plus possible de guider la fusée avec le TVC ou envoyer un signal auto destructeur. Le défis des ingénieurs de Langley sera soit d'adopter des composants électronique plus performants ou de réduire le niveau de ses oscillations afin qu'il reste compatible avec les systèmes électroniques.

           

La commission Augustine (Review of United States Human Space Flight Plans Committee) mandatée par l'administration Obama en mai dernier va remettre son rapport. Il prévoit notamment la poursuite du programme Constellation et de prolonger les vols Shuttle jusqu'en 2014 afin de réduire le trou entre le fin du Shuttle et la mise en service d'Ares 1, repoussé désormais à 2019. Le rapport demande aussi que soit ajouté un vol STS supplémentaire aux 7 prévus, car il existe un réservoir externe en production à Michoud qui n'est pas prévu de voler. Le rapport propose enfin d'abandonner le système Ares-Orion pour atteindre la lune au profit d'une des alternatives qui s'appuient sur des évolutions des lanceurs existants Atlas et Delta et différentes évolutions du Shuttle, dérivé du Shuttle C et baptisé HLV. La NASA a déjà dépensé 3 milliards $ pour le programme Constellation.

Août, pad 39B, les modifications se poursuivent et devraient se terminer à la fin du mois. Sur la tour FSS, une structure en acier est rajoutée afin de fixer le système amortisseur du lanceur  VSS (Vehicle Stabilization System) au niveau 235.

       

31 août, VAB baie 3, les ingénieurs réalisent des essais de souplesse sur Ares 1X. Des vibrations ont appliqués sur le lanceur par 4 vérins hydraulique et un balancement est est réalisés manuellement pour contrôler les mouvements latéraux durant la phase de rollout vers le pad 39B, l'attente sur le pad et l'allumage du booster.

2 septembre, dans la salle de tir 1 du KSC les ingénieurs simulent les opérations de lancement de la mission Ares 1X. A quelques kilomètres de la, à Cap Canaveral, d'autres ingénieurs prennent part aux opérations depuis le Mission Director Center dans le hangar AE. Le hangar AE assure le traitement des communications voix, des données et de la vidéo en temps réel pour les fusées classique comme pour les salles de tir du KSC.

4 septembre, vue aérienne de la zone VAB au KSC. Le ML d'Ares 1 est en construction à droite au premier plan.

10 septembre, la NASA procède à un tir statique d'un booster SRB à 5 segments sur le site de ATK dans l'Utah.

    

   

11 septembre, VAB, baie 3, le lanceur Ares 1X est mis sous tension.

       

Vue du système de stabilisation d'Ares 1 monté sur le pad 39B (photo NSF)

Montage du VSS sur la tour FSS (photos Yvey Construction)

22 septembre, la NASA annonce que le lancement d'Ares 1X aura lieu à partir du 27 octobre entre 8 h et midi, heure locale. La date sera finalisé après la revue d'aptitude du 23 octobre. Dans le VAB, les techniciens ont simulé le compte à rebours de la mission et fait les vérifications finales des systèmes. Le rollout vers le pad 39B est prévu le 19 octobre. Le compte à rebours durera 4 heures et sera mené depuis le LCC.

23 septembre, White Sands, Nouveau Mexique sur le LC 12, les techniciens simulent l'assemblage du véhicule Orion Pad Abort 1 avec la tour d'éjection et le module de commande. L'essai est prévu pour 2010. Devrait suivre par la suite les vols Ascent Abort 2 (AA1 ayant été annulé) PA2 et AA3 avec éjection du véhicule après perte de contrôle en vol.

   

25 septembre, LCC, la salle de tir n° 1 est inauguré pour le programme Constellation par Pepper Phillips, directeur du programme au KSC, Bob Cabana, directeur du KSC, Robert Crippen, ancien astronaute, Jeff Hanley, manager du programme au JSC et Nancy Bray, directeur adjoint du Center Operations au KSC.

   

6 octobre, VAB baie 3, montage des instrument de vol Development Flight Instrumentation, DFI dans l'étage supérieur d'Ares 1 X

       

Vue de l'intérieur du simulateur de l'étage supérieur d'Aers 1 X

10 octobre, Yuma, Army's Yuma Proving Ground, premier essai de charge maximale du parachute principal d'Ares 1 largué depuis un avion a une altitude de 850 m.

   

14 octobre, présentation aux médias du pad 39B modifié pour Ares 1 X.
 

Le bras d'accès pour l'étage supérieur, l'ancien bras de dégazage LOX avec le "Beanie cap" à son sommet. La section avant a été enlevé laissant le bras nu. A ce niveau (85 m d'altitude), le lanceur Ares 1 fait encore 45 m de hauteur.

       

Le système de stabilisation d'Ares 1 VSS (Vehicle Stabilization System). La structure en "Y" accroche le lanceur pour le maintenir en place, comme une pince.

   

   

   

   

Détail du système d'accroche du VSS (photos NSF)

La plateforme d'accès au premier étage FSAM Access, monté sur la tour RSS pour accéder au "spacer" (contrôle de l'avionique et de la mise en place du système ECS).

Le rapport de la commission augustine sera remis à la Maison Blanche fin octobre, juste après l'envol d'Ares 1X dont l'issue déterminera l'avenir du programme Constellation. Prévu pour fin septembre, le rapport doit optimiser les différentes options qui seront présenté au président Obama concernant l'exploration spatiale américaine. Dans l'intervalle, la Maison Blanche a déjà indiqué qu'elle allait rétablir 670 millions de dollars sur les 3,96 milliards qui avaient été retirés du budget prévisionnel en juin. Le président serait prêt aussi à approuver l'augmentation du budget de la NASA pour les vols habités. Avec ce rapport semble se jouer l'avenir des vols habités US. La NASA devra choisir entre maintenir la flotte des Shuttle au delà de 2010, l'avenir d'ISS après 2020 et les futurs programmes de conquête de la lune et Mars. Le maintien du programme Constellation permettra de protéger l'emploi dans le secteur spatial et ainsi stabiliser l'économie spatiale.

18 octobre, le rollout d'Ares 1X prévu initialement pour le 19 est repoussé au 20 à minuit, heure locale. Une fuite a été détecté sur le système hydraulique sur le premier étage qui a été remplacé. De plus, le CT 2 prévu pour le transport jusqu'au pas de tir avait un problème de roulement qui sera résolu pour le 20. Le lancement reste prévu pour le 27 ou le 28 octobre.

19 octobre, la NASA procède au "rollout" du lanceur Ares 1X. Pour des raisons météorologique, la NASA a préféré un rollout de nuit, sans risque d'orages ou de foudre et avec un vent minimal. Le Crawler, rentré dans dans la baie 3 du VAB à 21h 30, heure locale est venu se positionner dessous le MLP 1 à 23h 40. Les techniciens ont retiré les plateformes entourant le lanceur à 23h 50 et à 23h 53, les portes donnant sur la crawlerway ont été ouvertes. 0h 45, le dernier ombilical est déconnecté dans le VAB, le rollout est prévu vers 1h 15 du matin.
1h 08, les puissants vérins du crawler soulève le MLP et Ares 1 posé dessus (4 550 tonnes). 1h 38, le Crawler démarre son périple vers le pad 39B. L'événement est de taille. Depuis 30 ans, c'est le premier nouveau vaisseau spatial à sortir du bâtiment d'assemblage. Du lest a été placé dans la fosse du SRB droit afin d'équilibrer la plateforme pendant le transfert vers le pad. L'oscillation n'excède pas 30 cm au sommet de la fusée. Elle sera de 15 cm sur le pad. A 9h 17, Ares 1X est verrouillé sur le pad 39B. Le système stabilisateur est mis en place ainsi que les différentes plateformes d'accès "upper stage access et environmental control system ducting" et la tour RSS (plateforme FSAM permettant l'accès à l'avionique du premier étage). Le lancement reste prévu pour le 27 entre 8 et 12 h locale.
 

   

Ares 1 X dont l'assemblage a commencé le 8 juillet dans le VAB mesure 99,4 m (327 pieds) de haut pour une masse de 816 tonnes (907 tonnes pour Ares 1). La poussée atteint au décollage 1419,7 tonnes (1587,6 tonnes pour Ares 1). Pour la mission Ares 1 X, l'altitude atteinte sera de 39,5 km contre 57, 3 pour une mission Ares 1. Ares 1 X est composé d'un booster SRB à 4 segments constituant le premier étage (First Stage), d'un simulateur d'étage supérieur Upper Stage Simulator lesté mais sans moteur J2 et d'une maquette du vaisseau Orion CSM avec la tour d'éjection LAS. Le plan de vol est conçue pour réduire la complexité lors de la séparation du simulateur, éviter le risque de contact avec le premier étage et le basculement de l'étage lors de la rentrée. Pour ce faire, Ares 1X a été équipé de moteurs de séparation (Booster Tumble Motors) dans la jupe arrière et non sur la jupe avant et de 8 moteurs de décélération (Booster Deceleration Motors), 10 pour Ares 1 (pour la redondance). Le moteur du FS est un RSRM sera le plus vieux moteur jamais mis à feu au sol et en vol.
L'avionique, le système de récupération sont logés dans le 5eme segment factice. Des ballasts simulant les propergols (LOX et LH2) sont placés dans l'Upper Stage avec l'instrumentation de vol DFI. Le système de contrôle en roulis (Roll Control System) est activé juste après le décollage à T+6 secondes. Il permet un roulis de 90° du lanceur.

       

Le vol d'Ares 1 X durera 2 minutes 30 secondes. Après une accélération de 2,46 g, le lanceur se séparera en deux à une altitude de 39 km et une vitesse de Mach 3. Le simulateur de l'étage supérieur poursuivra sa route et retombera en mer sans être récupéré. Le premier étage, lui retombera en mer comme les SRB du Shuttle suspendu à trois parachutes.

           

   

La tentative du 27 octobre est reporté à cause de la météo (vent et nuages d'orage).

29 octobre, le compte a rebours reprend pour la seconde tentative de lancement d'Ares 1X. A 15h 30, le booster s'élance dans le ciel de Floride sous une épaisse fumée.

       

       

Ares 1X décolle avec au premier plan STS 129 qui attend sur le pad 39A

Au bout de 2 mn 10 s, après avoir culminé à 45  km, l'étage 1 se sépare du simulateur. L'image semble montrer que les deux éléments se heurtent, mais ils ne passent que à quelques mètres l'un a coté de l'autre. Le SRB est le seul élément qui sera récupéré. Il descend vers l'océan. Un premier parachute le stabilise. Les trois parachute principaux, plus grand que ceux utilisé pour les vols Shuttle se déploie, mais deux ne s'ouvre que partiellement. Le booster plonge dans la mer plus vite que prévu presque horizontalement. Aussitôt, le navire de récupération Freedom Star se porte à son secours.

   

3 novembre, la NASA devrait annuler le vol de démonstration Ares 1 Y prévu en 2014 selon Jeff Hanley, manager du programme Constellation. Cette mission, prévue initialement en 2012 a glissé jusqu'en 2014, soit un an avant le premier vol d'une cabine Orion habitée. Ares 1Y prévoyait le vol d'un premier étage SRB à 5 segments, dont un premier essai au sol a été réalisé en septembre denier, un étage supérieur de vol mais sans moteur J2, une cabine Orion et son système d'éjection LAS. Un moteur J2X devait être ajouté si il était prêt à cette date. Les premiers essais au banc du J2X débuteront en 2011. La mission se terminerait avec un essai de la tour LAS éloignant un module de commande de vol. Hanley déclare que les enseignements recherchés pourraient être obtenus par d'autre moyen, notamment par des vols de type "Little Joe" pour le système de sauvetage. Un vol d'essai avec "d'autres objectifs" pourrait éventuellement être prévu en 2012 ou 2013, Hanley ne précise pas lesquels mais on peut penser que ce vol "Ares 1-X prime" utiliserait un premier étage à 5 segments, un deuxième étage fictif, un CM Orion fictif et un LAS opérationel pour un essai d'éjection en vol).

Décembre, la NASA donne un premier compte rendu du premier vol d'Ares 1X. Les milliers de données recueillit au cours de la mission sont bonnes, validant le concept du lanceur. L'ascension fut nominale. Le principal problème est venu du système de parachute de récupération du premier étage SRB. L'étage est tombé dans la mer avec un seul parachute au lieu de trois. Sa chute a occasionné des dégâts sur la structure du booster. Le  sectionneur chargé de séparer ce parachute du lanceur (par mesure de précaution vis à vis des plongeurs) serait la cause de la défaillance.
LA NASA, qui vient de confirmer l'annulation du vol Ares 1Y prévoit un nouveau test en 2012 ou 2013 appelé Ares 1X "prime" avec selon le matériel construit et le budget un premier étage à 5 segments et un système d'éjection pour la cabine Orion opérationnel.
 

Les dommages sur le pad 39B ont été plus nombreux que pour un vol Shuttle. La cause principale vient du fait que Ares 1X a été lancé avec un petit angle afin de s'écarter le plus tôt possible de la tour FSS. Quelques secondes après le système de contrôle de la tuyère du SRB (TVC) a rétablit le bon angle pour que l'ascension soit nominale.

La première conséquence de cette inclinaison a été qu'au moment du décollage, les gaz d'échappement sont venus s'engouffrer dans la partie inférieure de la tour du niveau 95 (niveau du MLP) jusqu'au niveau 135, deux étages plus haut. Toutes les lignes de communication ont été détruites pendant le décollage, incluant tous les haut parleurs carrément fondus par la chaleur. La chaleur a également endommagé les charnières de la colonne qui supporte la tour RSS.


Photos Nasa SpaceFlight

Les dégâts occasionnés par le départ du Shuttle restent de l'ordre de la peinture brûlée, des effets de souffle sur le MLP, des senseurs fissurés ou cassés Lors du tir d'Ares 1, les dégâts ont été plus important, notamment avec des lignes en ergols hypergoliques cassées au niveau 95 de la tour FSS et FSS. Les techniciens ont du monté à pieds les étages de la tour à cause de dommages dans la cage des ascenseurs. Un a pu être réparé mais l'autre reste inutilisable.

Pour le tir d'Ares 1X, seul le système de déluge par eu des fosses SSME et SRB était en action. Les "rain bird" sur le MLP n'étaient pas alimentés. Lors d'un lancement du Shuttle, les 6 "rain bird" disposés sur le pont du MLP servent à créer un matelas d'eau agissant comme amortisseur quand le jet des booster passent dessus. Du fait de la dyssymétrie de la poussée des moteurs SSME, le Shuttle quitte la plateforme en se déplaçant vers le Nord, se trouvant pratiquement au bord de la plateforme quand la tour est dépassée. Pour Ares 1X, le booster est partie droit, restant plus de temps au dessus de sa fosse endommageant certaines tubulures amenant l'eau du déluge et les ombilicaux des Hold Down Post.

L'évaluation des dégâts permettra de mettre au point le nouveau ML d'Ares 1 actuellement en construction. Pour ce premier vol, le système de déluge par eau ne couvrait pas complètement le surface de la plateforme.