L'ESPACE PRIVEE


ANTARES

2008, Orbital Sciences travaille sur le lanceur Taurus II, un deux étage capable de placer 5750 kg en LEO. Ce lanceur est en développement dans le cadre du programme d'accès à ISS COTS Commercial Orbital Transportation Services de la NASA. Mesurant 3,9 m de diamètre, il sera capable de lancer un ou plusieurs satellites en LEO, orbite héliosynchrone ou vers les planètes depuis Cap Canaveral, Vandenberg ou Wallops Island. Il utilise un étage RP1/LOX alimentant un moteur AJ26 (ancien NK33 russe du N1) et un étage à poudre Castor.
Le vaisseau spatial Cygnus transportera la nourriture, l'eau, l'air, le carburant et l'équipement à destination de l'ISS. Un vol de démonstration est prévu vers la fin de 2010. Le Cygnus se lancera sur une fusée Taureau II, il devra être capable de livrer un peu plus de deux tonnes à la station. Thales Alenia de l'Europe, producteurs du MPLM, aidera le projet orbital de Cygnus.

ISS: LE PROGRAMME COTS

Test du moteur AJ 26

Décembre 2010

   

Le tir de 55 secondes est le deuxième d'une série de tests de vérification menée dans cette installation. Un 3ème essai est également prévu pour vérifier le réglage des vannes du contrôle moteur.

Décembre 2011, Orbitale Sciences décide de rebaptisé son nouveau lanceur Taurus 2, Antares. Le premier lancement est prévu pour février 2012 depuis un nouveau pad de tir en construction à Wallop Island, en Virginie. Ce sera un vol de qualification avant le vol visant à lancer la capsule Cygnus au printemps vers ISS dans le cadre du programme COTS.

Orbital travaille sur Antares depuis maintenant 4 ans, en parallèle avec les lanceurs Pegasus, Taurus XL et Minotaur conçue pour des petites charges. Le Taurus XL a subit plusieurs échecs sur ses 2 derniers vols, la coiffe refusant de se séparer. Donné un nouveau nom à ce lanceur permettra de lui donner une nouvelle chance auprès du public et de le différencier du Taurus XL.

Antares en version de base, 110 est un lanceur qui combine la propulsion liquide et solide. Haut de 40,5 m pour une masse de 282 tonnes, il est composé d'un premier étage de 27 m de long et 3,9 m de diamètre avec réservoirs en aluminium propulsé par 2 moteurs Aerojet A26-62 à kérosène et LOX, version modernisée des anciens NK33 russe. Les réservoirs étant construit en Ukraine par la firme qui fabrique les Zenith. Le second étage placé dans l'inter-étage est à poudre. D'un diamètre de 2,36 m, il est propulsé par un moteur Castor 30A d'ATK ou 30B (version 120) ou 30 XL (version130)'. Une coiffe de 3,9 m de diamètre et 9 m de hauteur est posé au sommet. En option, un 3eme étage BTS (Bi-Propellant Third Stage, ancien ORK, Orbit Raising Kit) est proposé ainsi qu'un moteur Star 48V.
La capacité de lancement est de 4600 kg en LEO pour la version 110 et 5100 pour la version 130. Les versions 131 et132 à 3 étage pourront placer respectivement 5600 kg en LEO et 1800 kg en GTO.

Après son vol du printemps, Antares devra réaliser une série de mission vers ISS en envoyant son cargo Cygnus. La NASA a passé un contrat pour 8 vols (1,9 millions $) jusqu'en 2015. Orbital se retrouve en concurrence avec le Dragon de Space X. La firme a déjà reçu 288 millions $ pour le COTS

 

Antares se déclinera en plusieurs versions selon la nature du premier étage , 1 pour l'étage de base, du second étage, 1 avec le Castor 30A, 2 avec le Castor 30B B et 3 pour XL et l'option de l'étage supérieur 1 pour le BTS, HAPS Hydrazine Propulsion System dérivé du orbital STAR et 2 pour le Star 48 et 0 sans étage supérieur. 

2012

Avril, un étage "pathfinder" d'Antares" (véhicule 1) est amené sur le pad de Wallops pour des tests mécaniques. 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.

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.


   


 
Le moteur AJ 26 pour AeroJet est construit d'après le NK33 à Sacramento en Californie avant d'être envoyé au centre Stennis pour les tests d'acceptance. Il est ensuite envoyé à Wallops Island pour intégration avec le lanceur. Aerojet a acheté 40 moteurs NK33 développé dans les années 60 pour le lanceur soviétique N1.Le NK33 développé par Kuznetsov devait voler sur le lanceur N1, exemplaire 8L, mais le programme est entre temps annulé et les 150 moteurs construits sont alors stockés dans un entrepot à la barbe des officiels. Avec le développement du système Energia, le moteur n'est pas réutilisé, les autorités préférant le RD 170. En 1990, les motoristes occidentaux découvrent lors d'un salon la technologie russe. Aérojet achète 36 moteurs pour 1 millions $ pièce ainsi qu'une licence.
 Baptisé AJ26-58, il devait équiper le lanceur Kisler K1 dans le cadre du programme COTS. Lorsque le K1 n'est pas sélectionné c'est Orbital qui reprend la motorisation pour le Taurus 2, rebaptisé Antares.Le AJ26 n'est pas un NK33 avec un nouveau numéro de série dessus mais un moteur complètement restauré et garanti (vérins, câblages modernisés et nouveau matériaux). Le NK33 est un moteur de 150 tonnes de poussé brûlant du kérosène et du LOX. Une partie des ergols sont ainsi brûlé dans une pré chambre pour actionner les turbo pompes et les gaz de sorties sont injectés dans la chambre principale. Cela permet d'utiliser l'ensemble des gaz pour générer la poussée et d'obtenir une pression élevée dans la chambre de combustion avec un rendement élevé (IPS supérieur). Cette technologie n'a jamais été utilisé par les Américians avec succès. La tuyère est en métal ondulé, soudé à un revêtement intérieur et extérieur. La pompe utilise un arbre commun, ce qui allégé sa masse. Le rapport poussée poids est de 136 pour 1, le plus élevé de tous les moteurs existant. Cette technique, dite à combustion étagée utilisant un mélange riche en LOX se retrouve dans le RD 170-171 et leur dérivés RD 180-191. A l'automne 2009, les russes testent le NK33 prés de Samara. Un essais de 220 secondes est réalisé le 1er octobre suivit d'un test avorté. Les essais se terminent début 2010. Le moteur accumule 600 secondes de fonctionnement. Un pathfinder est envoyé au centre Stenis en février 2010 pour vérifier les changements apportés par Aerojet. En novembre, le moteur marche 10 secondes. Le moteur E2 est testé en décembre puis monté sur le premier étage du Taurus 2.

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.

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 soiréer 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 agripé par le bras de la station commandé par Parmitto.

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.

 

CYGNUS