La capsule Dragon, qui transporte du fret, premier module privé à rejoindre la Station pour la ravitailler. © Nasa/SpaceX

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La mission de démonstration de Dragon

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Lancée ce matin, la capsule Dragon n'ira pas directement s'amarrer à la Station spatiale. Elle devra auparavant démontrer qu'elle peut le faire en toute sécurité. Une série de manœuvres et d'opérations est prévue, s'étalant sur plusieurs jours, avant d'apporter Dragon jusqu'à son point de capture.

SpaceX a enfin réussi ce matin le lancement de Falcon-9 et de sa capsule Dragon, après plusieurs reports. Pour les équipes au sol et dans la station, le travail ne fait que commencer. Le premier vol privé à destination de la Station spatiale internationale ne sera pas de tout repos. Avant d'aller s'y amarrer, la capsule effectuera une série de manœuvres et de démonstrations exigée par la Nasa (dans son programme Cots) et les partenaires internationaux de l'ISS pour s'assurer qu'elle peut naviguer près de la Station et s'y amarrer en toute sécurité.

Pour cette mission qui est d'abord un vol de démonstration, la charge utile (460 kg dont 306 kg de provisions) n'a rien d'indispensable pour l'équipage de l'ISS. Si l'amarrage échoue, la perte du fret n'affecterait pas les missions en cours dans la Station spatiale.. 

Le premier test consistera à s'assurer que le système GPS utilisé par Dragon est pleinement opérationnel. Autrement dit, SpaceX doit démontrer que sa capsule peut naviguer à l'aide du GPS en déterminant précisément son emplacement par rapport à la Station. Elle devra également se laisser dériver, tous moteurs éteints, puis reprendre sa position sur la bonne trajectoire. Avant d'entamer les manœuvres d'approche finale, Dragon devra réaliser un test d'annulation de mission qui consistera en une manœuvre d'évitement. Le but : prouver que la capsule est en capacité à s'éloigner de l'ISS en cas de nécessité.

Feu vert à 2,5 km de l'ISS

Les choses sérieuses commenceront au troisième jour de la mission, donc ce jeudi. La capsule se positionnera à quelque 2,5 kilomètres sous l'ISS. Elle établira le contact radio avec elle puis entrera en contact avec son équipage qui devra s'assurer qu'il peut interagir avec la capsule. Pour cela, il lui enverra des commandes, dont une demande d'allumage de ses feux de position (flash stroboscopique). La mise au point des logiciels pour dialoguer avec l'ISS était une des raisons des reports du lancement de la mission.

La capsule effectuera ensuite un passage au-dessus de l'ISS puis se positionnera à une distance de sécurité de 7 à 10 km en prévision de son amarrage le lendemain. La quatrième journée de la mission commencera par une nouvelle approche à 2,5 km de l'ISS. À partir de cette distance, le centre de contrôle de l'ISS, à Houston, donnera ou non son feu vert (go - no go) pour que la capsule se positionne à 1,4 km avant qu'un nouvel allumage de ses moteurs l'emporte à seulement 250 mètres (m).

Le profil de la mission (Mission profile) et les différentes opérations d'approche vers la Station spatiale, détaillées dans l'article. © Nasa/SpaceX

Deux semaines d'amarrage à la Station pour Dragon

Depuis cette distance, le radar de la capsule mesurera de façon très précise sa position et sa vitesse. Ensuite Dragon sera guidée, par paliers, jusqu'à son point de capture situé à environ 10 m de la Station. À chaque palier, Houston donnera son feu vert aux équipes de SpaceX à Hawthorne, en Californie, pour atteindre le suivant.

Concrètement, de 250 m, la capsule se positionnera à 220 m, 210 m puis pénétrera à l'intérieur de la sphère de sécurité de l'ISS (KOS, Keep out sphere), une bulle imaginaire de 200 m autour de la Station qui la protège de tout risque de collision. Les paliers suivants se situant à 30 et 10 mètres de la Station, le point de capture du bras robotique. Une fois capturée par le bras piloté par deux astronautes de l'équipage de l'ISS, la capsule sera dirigée face au nœud de jonction Harmony pour l'amarrage (Node-2). Si les manœuvres de rendez-vous et de capture sont plus longues que prévu, l'amarrage de Dragon à l'ISS n'aura lieu que le lendemain.

La capsule Dragon devrait rester amarrée deux semaines, voire trois si nécessaire. Pendant cette période, l'équipage de la Station la déchargera des 460 kilogrammes de marchandise qu'elle apporte. À la fin de sa mission, elle sera chargée d'un peu plus de 600 kilogrammes de fret pour les redescendre sur Terre. À la différence des cargos spatiaux russes (Progress), européens (ATV) et japonais (HTV) qui sont détruits dans l'atmosphère terrestre, la capsule Dragon effectuera une rentrée contrôlée dans l'atmosphère terrestre pour atterrir dans l'océan Pacifique, au large de la Californie à 450 kilomètres, d'où elle sera récupérée.

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