Ce futur véhicule d’exploration de la Nasa s’apparente aux capsules Apollo du programme lunaire américain des années 1960 et 1970. Cependant, avec un diamètre de 5 mètres et un volume d’air pressurisé de 20 mètres cubes, contre 10 mètres cubes pour Apollo, Orion sera bien plus grand et surtout capable de transporter deux fois plus d’astronautes (6 contre 3). Les missions seront également différentes. Si celles d’Apollo se limitaient à la Lune, ce véhicule est conçu pour voyager au-delà de la Lune (astéroïdes, Mars, point de Lagrange). © Esa, D. Ducros

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La construction du module de service d’Orion a débuté

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Le module de service d'Orion, le futur véhicule d'exploration de la Nasa, prend forme. Sa construction dans l'usine de Brême en Allemagne vient de débuter. Il sera construit par Airbus Defence and Space pour le compte de l'Esa qui le fournira à La Nasa en contrepartie du loyer pour la période 2017-2020 d'utilisation de la Station spatiale. Cela se fait dans le cadre du barter element, un système mis en place par les partenaires de l'ISS.

C'est parti. Après la phase de développement qui s'est conclue par la livraison à la Nasa d'une version test, Airbus Defence and Space a démarré à Brême la construction du module de service de la capsule Orion (ESM pour European Service Module) que prévoit d'utiliser la Nasa pour ses futures missions au-delà de la Lune« L'ESM assurera la propulsion, l'alimentation électrique, le contrôle thermique et les composants vitaux à la capsule américaine », nous explique Philippe Deloo, chef d'étude du module de service de l'Orion et avec qui nous nous étions déjà entretenus lors de l'officialisation du programme en décembre 2012.

Autrement dit, les astronautes américains respireront et boiront made in Europe. Mais, avant que des Hommes prennent place à bord de la capsule, il est nécessaire de la tester à vide.

Ce sera fait en 2018 lors d'Exploration Mission-1, la première mission d’Orion. Il s'agira d'un vol circumlunaire avec retour sur Terre au cours duquel le véhicule parcourra plus de 64.000 km au-delà de la Lune. L'objectif de cette mission consiste à valider à la fois les performances de la capsule avant son utilisation pour le vol habité et celles du nouveau lanceur Space Launch System (SLS) de la Nasa. Quant à la première mission habitée, Exploration Mission-2, elle est prévue en 2021.

L'« ESM s'inspire de l'ATV et de tous les autres programmes de vols habités de l'Esa et de ses partenaires », rappelle Philippe Deloo. Ce module se présente sous la forme d'un cylindre de 4,5 mètres de diamètre et de 2,7 mètres de long (4 mètres avec le moteur). D'une masse totale légèrement supérieure à 13 tonnes, « l'ESM emportera 8,6 tonnes d'ergols qui alimenteront un moteur principal et 32 micropropulseurs ». Outre sa capacité de propulsion principale, ce module de service, non pressurisé, sera « utilisé pour réaliser des manœuvres orbitales et de contrôle d'attitude et pourra même servir à transporter du fret supplémentaire ».

Au cœur du module de service d’Orion avec la structure et les panneaux qui compartimentent le module. Au premier plan, l’emplacement de l’un des réservoirs. © Rémy Decourt

Un moteur qui a déjà volé

Bien qu'il s'inspire du Véhicule de transfert automatique de l'Esa (ATV), dont cinq exemplaires ont volé« sa structure est complètement différente ». S'il n'y a pas de rupture technologique, par certains aspects « ce module de service est très innovant ». C'est le cas du module photovoltaïque pour générer l'électricité nécessaire à bord. Bien que ce sont les quatre panneaux solaires caractéristiques de l'ATV (19 mètres d'envergure, une fois les panneaux déployés) qui ont été choisis, par rapport à ceux de l'ATV, ils sont deux fois plus efficaces. Le « module photovoltaïque est composé de quatre branches dotées de trois panneaux comprenant chacun 1.242 cellules à base d'arséniure de gallium », nous explique Jean-Luc Bonnaire, directeur adjoint du programme Orion chez Airbus Defence and Space. « Leur rendement sera bien supérieur à celui de l'ATV, 30 % contre 17 %, et qu'au total, ces quelque 15.000 cellules fourniront au module de service Orion, une puissance de 11,1 kW pour sa mission », conclut-il.

Autre innovation : l'ESM sera connecté en Ethernet 1Gbit/s, ce qui est une première pour un véhicule spatial. À côté de ces innovations, le module réutilisera un élément de premier plan qui a déjà volé dans l'espace. En effet, et cela peut surprendre, le moteur principal a été récupéré sur une navette spatiale de la Nasa ! Il s'agit d'un des deux moteurs de l'Orbiting Maneuvering System, que les navettes utilisaient pour leurs manœuvres orbitales.

Enfin, à la différence de l'ATV qui évoluait en orbite basse à l'intérieur de la magnétosphère, l'ESM voyagera au-delà de cette bulle magnétique qui nous protège des effets nocifs du vent solaire. Sa conception tient compte de cette contrainte forte. Autre différence, alors que l'ATV était fortement exposé au risque de collision avec des débris spatiaux, la capsule Orion le sera nettement moins. Au-delà de l'orbite géostationnaire, il n'existe pas de débris spatiaux d'origine humaine. Le bouclier de l'ESM est très différent de celui de l'ATV.