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LES OPERATIONS DE PRE-LANCEMENT
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Après les opérations d' assemblage et de roll out vers le Pad, commencent les opérations de pré-lancement contrôlées par le Launch Control Center LCC. LPS LAUNCH PROCESSING SYSTEM Quand le Shuttle monté sur le MLP et transporté sur le crawler arrive sur le pad 39, la préparation finale commence pour le lancement. En général, les travaux de préparation sur le pad se font juste avant le lancement. Ils comprennent la finalisation des circuits pyrotechniques, l' entretien des charges utiles, l' assistance de l' équipage, le remplissage en ergols des réservoirs, les vérifications des systèmes et l' examen de pré-lancement. Cette préparation dure environ 28 jours.
Validation du pad de tir. Les systèmes pneumatiques, gaz et pyrotechniques du pad sont connectés au MLP. Les données transmises par câbles qui partent du LCC sont connectées au MLP et vérifiées. Le véhicule est mis en puissance et ses systèmes de sécurité vérifiés. Opérations charges utiles. Les charges utiles généralement sont installées sur le pad avant l' arrivée du Shuttle et installées dans la salle de transfert PCR de la tour RSS. Une fois sur le pad, la tour RSS est positionnée sur l' Orbiter, les portes de soute sont ouvertes et la charge utile transférée dans la soute. Les connections électriques sont réalisées et les tests de vérification commencent avec tous les systèmes du véhicule. La préparation finale terminée, les portes de la soute sont fermées et scellées. Test d' aptitude au vol des SSME. Les systèmes hydrauliques des valves et des vérins
des moteurs sont testés par l' intermédiaire du système sol. Test de fuite d' hélium. Le compartiment arrière est sécurisé et branché sur les lignes d' hélium. Les canalisations du systèmes de propulsion qui transportent les ergols cryogéniques sont ensuite pressurisés avec de l' hélium. Si le niveau monté c' est qu' il y a une fuite. Le système est alors isolé et réparé. Le TCDT. Le Terminal Count Demonstration Test est une simulation de la partie finale du CD auquel participent les astronautes. Les systèmes de communication sont mis en marche et testés. Ce test culmine avec une simulation de mise à feu et d' extinction automatique des moteurs. Suivant ce test, l' équipage de vol s' entraîne aux procédures d' évacuation de la tour FSS, en utilisant les paniers sur glissière. Le CDTT est très important pour les équipes du KSC. Il permet de simuler des pannes sur le Shuttle ou au sol. Il permet aussi un entraînement avec les astronautes. Calibration IMU. Durant le vol, ces trois gyroscopes procurent une information sur la position et la vitesse du véhicule en respectant le centre de la terre. Les IMU, Inertial Measurement Unit sont calibrés au sol avant le lancement. Chargement des propergols. Les pods OMS sont remplis de tétroxyde d' azote et MMH (monométhylhydrazine) extrêmement toxique et hypergoliques (s' enflammant spontanément). Les systèmes hydrauliques APU sont chargés eux en hydrazine. Ces opérations de ravitaillement en carburant n' ont lieu qu' après suspension des travaux en cours sur le Pad. En effet les ergols hypergoliques utilisés s' enflamment au moindre contact entre eux. Le remplissage des réservoirs fait donc toujours en série, jamais en parallèle. Installation des systèmes pyrotechniques. Les " pyro " des ombilicaux de séparation au sol et sur le véhicule, du parachute de queue, de l' allumage des boosters et de destruction en vol sont connectés au circuit de mis en route. Le pad de tir est évacué et les circuits " pyro " sont testés. Installation et vérification des EMU. Un minimum de deux scaphandres EMU, EVA Mobility Unit, pour les sorties dans l' espace sont chargés dans l' Orbiter. Leurs systèmes de communication sont vérifiés. Chargement de la mémoire de masse dans les ordinateurs. Deux bandes magnétiques MMU, Mass Memory Unit sont utilisés pour charger les ordinateurs GPS de l' Orbiter pendant les différentes phases de la mission. Les données sont chargées et vérifiées pour le vol. Purges sur réservoir externe ET. Les réservoirs LOX et LH2 sont vérifiés avant remplissage. Finalisation SSME. Les moteurs SSME sont déverrouillés, les couvercles de protection enlevés et le compartiment arrière vérifié pour le lancement. Les inspections finales terminées, les plateformes intérieures et extérieures sont enlevées et les portes arrières des compartiments sont boulonnées pour le vol. Inspection finale. Des inspections extérieures du véhicule sont réalisées sur toutes les surfaces de vol, connections ombilicales, interfaces physique afin d' éviter la formation de glaces pendant le remplissage du réservoir externe. Trois jours avant le décollage, le véhicule est mis en puissance et tous les systèmes sont vérifiés pour le vol. Les couvercles des hublots de l' Orbiter sont enlevés, le système de suppression du bruit est testé. Autre opération de chargement en carburant, le remplissage des réservoirs isothermes de la tour ombilicale fixe FSS avec de l' oxygène et de l' hydrogène liquide, qui successivement remplira les réservoirs du Power Reactant & Storage Distribution de l' Orbiter pendant le compte à rebours (pour les piles à combustible). LE COMPTE A REBOURS. Le compte à rebours, count down d' une mission STS dure en moyenne 43 heures. Il est vrai qu' au début du programme, pour les premiers vols, il durait 80 heures comme pour le programme Apollo. Ce compte à rebours est jalonné d' événements que nous allons relater, et qui aboutissent à un lancement à un moment donné, appelé fenêtre de tir, conditionné par le type de charges à lancer ou un rendez vous dans l' espace. Il inclut en général 41 h 19 mn d' arrêt (hold) pour d' éventuels travaux. Exemple la mission STS 58. LANCEMENT: JOUR MOINS 3 Le compte à rebours commence par le traditionnel
"appel aux stations" du directeur de test NASA. Ce que permet de
vérifier que toute l' équipe de lancement est prête. Le middeck est laissé vide de rangements (lookers) et de siége, seul restent en place en permanence les sièges du commandant et du pilote dans le poste de pilotage. La cabine est aménagée pour chaque mission par les équipes au sol et vidé après chaque atterrissage dans l'OPF afin que les techniciens puissent avoir accès aux équipement de bord et à l'avionique. La "Flight Crew Equipment" est régie par une organisation spécifique au centre Johnson et à Kennedy. La plupart des équipements est préparé à Houston et envoyé en Floride pour y être installé. La cabine est temporairement équipé pour les opérations de répétition de compte à rebours TCDT, puis enlevé avant d'être réinstallé pour le lancement. Première pause du CD à T moins 27 heures pour une
durée de 4 heures. Reprise du Count Down _ Chargement en ergols cryogénique des piles à combustible LANCEMENT JOUR MOINS 2 Pause de 8 heures à T - 19 H _ Les systèmes de contrôle de vol, communication et
navigation de l' Orbiter sont activés. Les interrupteurs dans le poste de
pilotage et au pont intermédiaire sont vérifiés. Reprise du CD _ Début de la préparation finale des moteurs SSME
pour le remplissage et le vol Pause à H moins 11 heures, (appelé Built in Hold, littéralement travaux dans l' arrêt) dont la durée maximale est de 25 h 59 mn, cela dépend du type de charges utiles, des tests prévus et autres facteurs. Ce temps est utilisé, si besoin pour réaliser divers travaux qui n' ont pas pu être fait avant. LANCEMENT JOUR MOINS 1
_ La tour RSS est rétractée. Reprise du Cont Down JOUR DU LANCEMENT
_ Le remplissage du réservoir externe commence. Il est
réalisé par l' intermédiaire des mats de service TSM disposés de chaque
coté de la baie de propulsion. De ces mats sortent des ombilicaux, appelés
"T-O" attachés de chaque coté
du compartiment arrière de l' Orbiter sous les pods OMS. Pendant le
chargement, une valve pour chaque réservoir est ouverte pour la sortie des gaz
présents dans le réservoir. Cette valve est refermée quand le chargement est
terminé. Normalement, elle reste à toujours fermée, sauf si la pression du
réservoir excède une valeur critique, auquel cas, elle fait soupape de
sécurité. Leur ouverture s'effectue sous des pressions de :
_ Vérification des communications avec les éléments de l' Air Force Eastern
Space & Missile Center et le MCC Houston. Pause de 1 heure à T moins 6 H _ Vérification par le LCC du respect des règles de
lancement avant le remplissage du ET Reprise du Count Down à T-6 heures
_ T moins 5 h 20 mn, un arrêt de deux heures est
demandé, pour permettre l' intervention de l' équipe "glace"
(Final Inspection Team) chargée d' inspecter l' isolation du réservoir extérieur. Dans le même
temps, l'équipe Orbiter Closeout Crew prépare l' arrivée des astronautes dans le cockpit.
Arrivée sur le pad et dans le bras d' accès à l' Orbiter, l' équipage est installé dans l' Orbiter. Une fois à bord commencent les vérifications avec le LCC du KSC et le MCC de Houston. La porte d' accès à l' Orbiter est fermée et scellée. Les IMU sont alignés et on réalise des tests de liaison avec le système de secours. Le personnel de la salle blanche est évacuée et se met dans une zone à l' abri. Dans le même temps, les premières données du guidage ascensionnelle sont transférées vers le système de vol de secours. _ T moins 20 mn, arrêt de 10 mn. Le CD ne reprend qu' après briefing des directeurs de vol au sol. Les ordinateurs se mettent en configuration de vol, et commandent la mise en chauffe des piles à combustible. La cabine de l' Orbiter est pressurisée et le système de vol de secours est mis en configuration de lancement. Après le remplissage, les réservoirs sont mis sous
pression avec de l'hélium fournit par le système de la navette. Pour le
réservoir d'oxygène, on met une pression de 3,8 bars et pour l'hydrogène, on
met une pression de 7,6 bars. La pression
importante pour l'hydrogène est nécessaire au démarrage des moteurs pour
pouvoir démarrer la première pompe des moteurs. Ensuite, la pression redescend
entre 2,2 et 2,3 bars. Pour l'oxygène, la pression reste entre 3,6 et 3,9 bars.
_ Alignement des IMU _ T moins 9 mn, un dernier arrêt de 10 mn est demandé. Juste avant, le directeur de test demande le "Go for launch" aux équipes de lancement. A ce moment, le décompte est autonome et entièrement contrôlé par le Ground Launch Sequencer, GLS, dans la salle de tir. _T moins 7 mn 30 s, le bras d' accès à l' Orbiter est rétracté. En cas de problème, il peut revenir en position manuellement ou automatique en 15 secondes.
_ T moins 5 mn, 15 s, Le MCC de Houston commande la mise en route des enregistreurs de vol. Ils serviront pour mesurer les performances durant l' ascension, la mise en orbite et la descente. _ T moins 5 mn, mise en route des générateurs APU, pour la puissance hydraulique du STS. Mis en route des circuits d' allumage SRB et des systèmes d' autodestruction. _ T moins 4 mn 55 s, l' alimentation du réservoir d' oxygène est stoppée. Préparation pour la pressurisation à T moins 2 mn 55 s. _ T moins 4 mn, Début de la purge des moteurs SSME avec de l' hélium. _ T moins 3 mn 55 s, les ailerons , gouvernail et aérofreins sont mis en position de vol. Mise en position des tuyères des SSME pour le vol. _ T moins 3 mn 30 s, les piles à combustible prennent le relais pour l' alimentation du véhicule. _ T moins 3 mn 25 s, les tuyères des moteurs SSME réalisent une série de manœuvres pour confirmer qu' elles sont opérationnelles. Les fumées visibles sortant des tuyères des SSME ne sont que de l'oxygène gazeux qui traversant la turbopompe se condense en sortie.
_ T moins 2 mn 50 s, le capuchon de dégazage d' oxygène du réservoir extérieur est relevé et le bras rétracté contre la tour. Pour le premier vol STS 1, le "beanie cap" a été relevé et rétracté à T- 9 mn. Les ingénieurs avaient pensé que durant cette "courte" période, la glace n'aurait pas le temps de se former sur le réservoir. Après le vol de Columbia, il s'est avéré que la glace était un problème pour la protection thermique de l'Orbiter. Pour STS 2 et les missions suivantes, le bras GOX est modifié et il fut décider de le rétracter à T-2 mn, juste avant la pressurisation du réservoir LOX.
_ T moins 1 mn 57 s, la pressurisation du réservoir commence. _ T moins 1 mn 00, désactivation du réchauffeurs des joints des boosters SRB _ T moins 50 secondes, transfert de la puissance sur les systèmes de bord _ T moins 31 s, les ordinateurs de bord démarrent la séquence de lancement, si un arrêt devait intervenir à ce moment, la séquence ne reprendrait qu' à T moins 20 mn. _ T moins 28 s, les APU des SRB sont activés, ce sont ces générateurs qui permettront les mouvements de la tuyère du moteur. _ T moins 16 s, les tuyères des SRB réalisent une série de manœuvre pour confirmer qu' elles sont prêtes pour le lancement. Dans le même temps, le système de suppression du bruit est mis en action. L' eau commence à rentrer dans le pont du MLP et dans la tranchée pour protéger le STS des dommages acoustiques du décollage. _ T moins 11 s, le système de destruction des SRB est activé. Le système de suppression de bruit est mis en route en premier dans la fosse d' évacuation des gaz SSME et sur le réflecteur dans la tranchée. _ T moins 10 s "Go for main engines start", les moteurs SSME sont prêt pour l' allumage. A ce moment, les "chalumeaux" situés sur les TSM de la plate-forme de lancement les Hydrogen BurnOff igniter HBOI enflamment les restes d' hydrogène gazeux qui coulent au travers des tuyères des moteurs, afin d' éviter une explosion au moment de l' allumage proprement dit.
_ T moins 6,6 s, les trois moteurs SSME s' allument à 120 ms d' intervalles. L'hydrogène et l'oxygène sont alors envoyées à la navette via les deux canalisations de 43,2 cm passant en bas du réservoir entre les attaches Navette / Réservoir. En trois secondes, ils atteignent 90% de puissance. _ T moins 3 s, les trois SSME sont à 90% de leur puissance. La séquence d' allumage des SRB est commandée. Les ordinateurs de bord sont capable d' arrêter les SSME juste avant l' allumage des SRB, si nécessaire. _ T moins zéro, les boulons qui tiennent les SRB sur la plateforme explosent et les SRB s' allument. Les ombilicaux sont arrachées de l' arrière de l' Orbiter et se rétractent dans les TSM, le Shuttle décolle. Le décompte s' arrête et le "Mission Events Timer" démarre.
_ T plus 7 s, le Shuttle se dégage de la tour, le centre de Houston prend la relève pour le contrôle du vol.
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