KIT D`INFORMATION ATV Edoardo Amaldi
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KIT D`INFORMATION ATV Edoardo Amaldi
→ KIT D’INFORMATION ATV Edoardo Amaldi European Space Agency ATV-3 Edoardo Amaldi KIT D’INFORMATION → INFORMATION KIT ATV Edoardo Amaldi 1. Présentation de la mission 3 2. Principales données 5 3. Description du vaisseau cargo 6 4. Pourquoi Edoardo Amaldi? 8 5. Faits marquants 9 6. Service de livraison express 10 7. Le voyage vers la Station spatiale 11 8. Plus de place pour l’équipage13 9. Une question de propulsion 14 10. Assistance au sol 15 11. Rencontre avec l’atmosphère 18 12. Héritage et avenir 19 13. Contacts et liens 20 Dessin technique de l’ATV Couvrir: Amarrage de l’ATV-2 sous l’œil bienveillant de la Lune 2 PRÉSENTATION DE LA MISSION Le véhicule de transfert automatique, ou ATV (de l’anglais « Automated Transfer Vehicle »), constitue le plus ambitieux des projets de construction spatiale jamais entrepris en Europe. L’ATV européen s’apprête à effectuer en 2012 son troisième voyage vers la Station spatiale internationale (ISS), avec à son bord 6,6 tonnes de fret. Baptisé Edoardo Amaldi en hommage au physicien italien pionnier des vols spatiaux, l’ATV-3 décollera en mars 2012 du port spatial européen de Kourou, en Guyane française, sur le lanceur lourd européen Ariane 5. Hormis le cargo russe Progress, l’ATV-3 est le seul véhicule à pouvoir assurer le ravitaillement en carburant, le contrôle d’attitude et le rehaussement orbital. L’ATV-3 intègre également un système de protection anticollision permettant d’éviter les débris spatiaux. Dernier-né de la famille des ATV, l’ATV-3 jouera un rôle crucial dans la logistique de la Station spatiale puisqu’il remplira les fonctions de ravitailleur, de véhicule de stockage et de remorqueur spatial pendant près de six mois. Bénéficiant de l’expertise éprouvée de l’ESA dans le domaine de la propulsion, le vaisseau cargo spatial européen transportera la cargaison sèche la plus importante de son histoire. Ce vaisseau cargo de 20 tonnes est en mesure de naviguer de manière autonome et de s’amarrer automatiquement à la Station spatiale avec une précision inférieure à six centimètres. Pendant sa mission PromISSe à bord de l’ISS, l’astronaute de l’ESA André Kuipers accueillera l’ATV Edoardo Amaldi sur l’avant-poste orbital. André Kuipers sera le membre de d’équipage chargé de superviser les opérations de rendez-vous et d’amarrage. De tous les véhicules ralliant l’ISS, l’ATV Edoardo Amaldi est celui qui a la plus grande capacité de ravitaillement. Marchant dans les traces de son prédécesseur (l’ATV-2 Johannes Kepler), l’ATV-3 ravitaillera l’ISS en vivres, eau, oxygène, matériel de recherche et matériel d’entretien. Le véhicule acheminera également une pièce essentielle pour le système de recyclage de la Station spatiale, qui permettra de transformer l’urine en eau potable. L’ATV permet de combiner avec souplesse différentes cargaisons. L’ATV Edoardo Amaldi transportera plus de 6 tonnes de fret, composées en grande partie d’ergols et de cargaison sèche 3 ATV-3 Edoardo Amaldi KIT D’INFORMATION Impression d’artiste de l’ATV, le cargo spatial européen, en approche finale vers la Station Spatiale Internationale Grâce à cette mission, l’Europe s’acquitte de sa part des charges d’exploitation de l’ISS et fait un grand pas en avant en matière de transport spatial. Pour l’Europe, l’ATV est une véritable porte d’accès à l’espace. véhicule de transfert japonais (HTV-3), réapprovisionnera également l’avant-poste orbital. Avant la mise en application effective du nouveau programme commercial américain de véhicules de ravitaillement, il est essentiel de maintenir une cadence de lancement annuelle pour assurer la logistique de la Station spatiale. Un planning serré Avec des délais d’exécution plus stricts et une capacité accrue de chargement de dernière minute, l’ATV-3 s’annonce comme un coup de maître européen. Edoardo Amaldi est le premier ATV à être programmé et lancé en respectant l’intervalle d’un an prévu par rapport à la mission précédente. Les équipes et les industries européennes ont atteint la ligne d’arrivée dans les temps, même si certaines des recommandations techniques après vol de la mission ATV2 Johannes Kepler n’ont été disponibles qu’à un stade très avancé de cette campagne de prélancement. Les chaînes de production et d’intégration ont fonctionné à plein régime. Cet empressement répond à des contraintes spécifiques. Le retrait en juillet 2011 des navettes spatiales a marqué la fin d’une époque pour le programme spatial américain et a changé la donne internationale. Depuis ce jour, le fret de l’ISS est acheminé par des vaisseaux cargo sans équipage fournis par les partenaires internationaux. Pendant la période d’amarrage de l’ATV-3, Kounotori, le troisième C’est Paolo Nespoli, un astronaute de l’ESA, qui a pris depuis l’ISS ce cliché du lancement de l’ATV Johannes Kepler 4 ATV-3 PRINCIPALES DONNÉES Diamètre maximal 4,5 m Site de lancement Kourou, Guyane française Longueur (sonde rétractée) 9,8 m Date de lancement 9 mars 2012, 10h00 GMT (11h00 CET) Masse totale du véhicule 12 039 kg Lanceur Ariane 5 ATV Taille panneaux solaires déployés 22,3 m Amarrage 19 mars 2012 Désamarrage 27 août 2012 Ariane 5 Durée de la mission171 jours *En janvier 2012 Hauteur maximale 53 m Diamètre maximal 5,4 m Masse au décollage 760 tonnes Charge utile maximale 20,1 tonnes 4. 5. 1. Décollage du port spatial européen à Kourou, Guyane française Ascension Séparation des accélérateurs à combustible solide Largage du carénage Allumage de l’étage supérieur d’Ariane 5 pour l’entrée en orbite Rendez-vous et amarrage Période d’amarrage Séparation et rentrée 7. Combustion dans l’atmosphère 3. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 8. 2. 9. 1. 5 6. ATV-3 Edoardo Amaldi KIT D’INFORMATION DESCRIPTION DU VAISSEAU CARGO • Le véhicule de transfert automatique est composé de trois sections principales : -U n module de propulsion, doté de quatre moteurs principaux, auxquels s’ajoutent 20 micro-propulseurs de contrôle d’attitude. -U n module d’avionique, qui regroupe la plupart des composants électroniques requis pour l’exécution de la mission. - Un module de fret intégré, qui est arrimé directement à l’ISS et peut contenir jusqu’à huit bâtis de charge utile normalisés. Il abrite également des cuves pour toute la cargaison liquide (ergols, eau et gaz). Tuyère du moteur – l’ATV-3 possède 32 propulseurs : quatre moteurs principaux et 28 micro-propulseurs de manœuvre Micro-propulseurs de contrôle d’attitude et de freinage Antennes de télécommunication TDRS (système satellitaire de poursuite et de relais de données) Système de ravitaillement avec cuves d’ergols Équipement d’avionique Cuves de cargaison liquide : carburant, eau potable et oxygène Panneaux solaires pour la production d’électricité Couverture isolante thermique multicouche Quatre ailes solaires alimentent les batteries rechargeables pour les périodes d’éclipse ; l’ATV peut fonctionner à plein régime avec les 4800 W générés par ses panneaux solaires, l’équivalent de l’électricité utilisée par un chauffe-eau domestique classique 6 Antennes GPS de positionnement La taille de l’ATV est équivalente à celle d’un bus à impériale. Cloison étanche du fond du module pressurisé Micro-propulseurs de contrôle d’attitude 8 bâtis de charge utile normalisés pour le stockage d’équipement Capteur stellaire Partie du système de rendez-vous et d’amarrage de l’ATV, télégoniomètre, qui fonctionne comme un radar Système d’amarrage Le « nez » contient les capteurs de rendez-vous et l’équipement d’amarrage russe 4 capteurs optiques de rendez-vous – deux vidéomètres et deux télégoniomètres émettant des impulsions laser vers les réflecteurs à facettes du module de service russe Zvezda pour la détection de l’écart Système de protection contre les micrométéorites et les débris orbitaux 7 ATV-3 Edoardo Amaldi KIT D’INFORMATION POURQUOI EDOARDO AMALDI ? Le nom de baptême du troisième véhicule spatial ATV rend hommage à Edoardo Amaldi, célèbre physicien italien pionnier des missions spatiales. Edoardo Amaldi était l’une des figures de proue de la science italienne au XXe siècle, en particulier dans le domaine de la physique expérimentale fondamentale. Dans les années 30, il était membre du groupe des Garçons de la rue Panisperna, qui a contribué à la célèbre découverte des neutrons lents. Ces travaux ont permis plus tard l’invention du réacteur nucléaire. Après des travaux initiaux de physique nucléaire, Edoardo Amaldi a été l’un des premiers à explorer les rayons cosmiques avant de consacrer ses recherches à la physique des particules. À la fin de sa carrière, il s’est tourné vers des domaines inexplorés de la science, notamment l’étude expérimentale des ondes gravitationnelles. Edoardo Amaldi était un fervent défenseur de l’ouverture de la science et de la coopération internationale. La mission ATV-3 rend hommage à cet homme qui compte parmi les pères fondateurs de la recherche spatiale européenne. Une reproduction d’une lettre écrite par Amaldi en 1958 sera acheminée par le vaisseau cargo jusqu’à la Station spatiale internationale. Edoardo Amaldi a directement contribué à la création de projets nationaux et internationaux de renom, comme l’Institut national pour la physique nucléaire (INFN) et l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN). Pendant l’après-guerre, il a activement encouragé le développement d’une agence spatiale à l’échelle européenne, ce qui a donné naissance au Conseil européen de recherches spatiales (plus connu sous son acronyme anglais ESRO, pour « European Space Research Organisation »), puis à l’ESA. Ce document unique, d’une grande valeur historique, reflète sa vision ambitieuse d’une organisation spatiale européenne pacifique et non militaire. Un rêve devenu réalité. Ses mots voyageront à travers l’espace et devraient avoir un impact majeur, comme il l’écrivait dans sa lettre, pour « la frange la plus passionnée de la nouvelle génération ». Edoardo Amaldi (1908-1989). Son message atteindra l’espace à bord de l’ATV-3 8 L’ATV-3 s’amarrera a la Station Spatiale Internationale en utilisant un système de guidage laser Faits marquants • • • • • • • L’ATV-3 est le vaisseau cargo le plus lourd jamais envoyé dans l’espace par l’ESA sur une fusée Ariane. Il peut transporter trois fois plus de charge utile que le vaisseau russe Progress-M et légèrement plus que le HTV japonais. Il possède une très grande autonomie et peut naviguer automatiquement. Il peut s’amarrer automatiquement à la Station spatiale avec une précision inférieure à six centimètres. Il possède la plus grosse capacité de rehaussement de tous les véhicules ralliant l’ISS, grâce au système de propulsion le plus complexe, puissant et polyvalent jamais conçu par les équipes européennes. Il peut assurer l’approvisionnement en eau, en gaz, en ergols et en cargaison sèche ainsi que le contrôle d’attitude et le rehaussement de l’ISS. C’est un véhicule spatial multifonctionnel qui associe les capacités entièrement automatiques d’un véhicule sans équipage aux impératifs de sécurité exigés pour les vaisseaux habités. Il possède le logiciel embarqué le plus puissant et sophistiqué jamais développé par l’ESA. 9 ATV-3 Edoardo Amaldi KIT D’INFORMATION SERVICE DE LIVRAISON EXPRESS La Station spatiale internationale est habitée en permanence depuis 2000. Elle dépend donc de véhicules logistiques comme l’ATV pour le ravitaillement en fret et en ergols afin de maintenir son orbite. Cependant, les besoins de la Station spatiale changent à chaque mission. DESCRIPTION DE LA CARGAISON Cargaison liquide Aide à la propulsion de l’ISS Ergols Eau Gaz Cargaison sèche Cargaison sèche principale Cargaison sèche de dernière minute TOTAL 4395 kg 3150 kg 860 kg 285 kg 100 kg 2200 kg 1665 535 kg 6595kg Chargement dans l’ATV-3 de sacs lourds. Le véhicule spatial transportera un total de 60 sacs. L’ATV-3 n’est pas la réplique exacte de l’ATV-2, son prédécesseur en 2011. L’ATV Edoardo Amaldi transportera près de 530 kg de cargaison sèche de plus et le volume total a été revu à la hausse : des six bâtis de charge utile des deux premiers ATV, ce nouvel ATV passe à huit bâtis. Chaque centimètre cube du cargo est utilisé. besoins de l’ISS. La cargaison la plus précieuse de l’ATV-3 est probablement la Pompe de contrôle des fluides (FCPA, pour « Fluids Control Pump Assembly »). Cet équipement de survie est une pièce majeure du système de recyclage des urines en eau potable. À l’heure actuelle, un seul FCPA est disponible en orbite. S’il tombait en panne, les astronautes disposeraient de réserves d’eau potable suffisantes pour tenir un certain temps, mais la Station ne fonctionnerait pas à efficacité maximale. La plupart du fret est déjà en place depuis novembre 2011, mais les derniers colis ne seront chargés que trois semaines avant le lancement. Le volume de cargaison de dernière minute a doublé depuis la mission ATV-2. Environ 60 sacs d’un total de 780 kg y seront stockés, y compris les précieux paquets spécialement préparés pour l’équipage, contenant des cadeaux et des objets envoyés par les familles des astronautes. La question du stockage et de la logistique au sein de l’ATV a été soigneusement étudiée au cours des derniers mois, en prenant en considération le centre de masse. Les modalités de stockage de chaque sac ont été calculées avec précision pour éviter toute interférence avec les systèmes de guidage et de contrôle. Le chargement de dernière minute est une opération délicate. L’ATV étant placé au-dessus du lanceur Ariane, l’ESA utilise un dispositif d’accès spécial pour charger le fret via le sas qui permet de relier le véhicule à la Station une fois l’amarrage effectué. Toute la cargaison – à savoir les vivres, le matériel scientifique, les pièces détachées, les outils et les vêtements – est emballée dans des sacs spéciaux dotés de codes à barres, afin de faciliter la tâche de l’équipage lors du déchargement et d’informer les agents de planification au sol sur la disponibilité des différents éléments à bord de l’ISS. Cette optimisation du chargement de dernière minute − une grande première pour l’ATV-3 − démontre la flexibilité dont l’ESA fait preuve pour s’adapter aux 10 LE VOYAGE VERS LA STATION SPATIALE L’orée de la jungle amazonienne servira une nouvelle fois de cadre au lancement d’une mission ATV. Le lanceur Ariane 5 décollera de Kourou en battant pour la deuxième fois son propre record. Avec une masse totale de plus de 20 tonnes à son lancement, l’ATV Edoardo Amaldi sera le véhicule spatial le plus lourd jamais propulsé dans l’histoire des fusées Ariane. PRÉ-RADIO RALLIEMENT RADIO-RALLIEMENT FERMETURE AMARRAGE Approche ellipsoïde Système vidéo 5 km en dessous 5 km en dessous 5 km en dessous 100 m au-dessus Manœuvre d’évitement des collisions à tout moment Avant que la fusée ne soit acheminée vers sa zone de lancement, les équipes locales s’assureront que l’ATV Edoardo Amaldi et Ariane 5 reconnaissent à la perfection leurs commandes respectives et que les capteurs optiques pour l’amarrage fonctionnent correctement. PHASES PRINCIPALES DE LA MISSION • • • Lancement et séparation du lanceur Rendez-vous et amarrage Désamarrage et rentrée atmosphérique Le compte à rebours de l’ATV commencera dix heures avant son lancement. Le moindre retard, même d’une seule minute, n’est pas envisageable. La fenêtre de lancement, d’une dizaine de jours, a été définie pour s’adapter au planning très chargé de la Station spatiale. Environ une heure après le décollage, Edoardo Amaldi se séparera de la fusée, puis son système de navigation de haute précision prendra le relais pour guider le vaisseau cargo sur sa trajectoire de rendez-vous jusqu’à la Station spatiale. Un capteur stellaire identifiera les différentes constellations dans le ciel pour calculer l’orientation du vaisseau cargo dans l’espace et un récepteur GPS transmettra la position de l’ATV durant son trajet. Ces dispositifs sont les équivalents modernes des techniques de navigation ancestrales. L’ATV Johannes Kepler approche de la Station spatiale Les risques d’une intense activité solaire ont déjà été pris en considération par les ingénieurs de l’ESA. Durant la phase de vol libre de l’ATV, les panneaux solaires n’affectent pas le vaisseau. Néanmoins, pendant la phase de rendez-vous, les systèmes GPS de l’ATV et de l’ISS doivent fonctionner avec une précision maximale. Après le premier vol du Jules Verne, un nouveau logiciel a été L’ATV sous l’objectif de la caméra du module Zvezda 11 ATV-3 Edoardo Amaldi KIT D’INFORMATION la phase de rendez-vous durera près de trois heures trente. L’astronaute de l’ESA André Kuipers et son équipier Oleg Kononenko, commandant de la mission Expedition 31, suivront la progression de l’ATV vers la Station. L’ISS ne possède pas de fenêtre donnant sur la trajectoire d’approche de l’ATV, mais ils pourront observer la manœuvre par l’intermédiaire d’une caméra montée sur l’extrémité arrière du module Zvezda. Les astronautes ont été formés aux procédures d’intervention en cas de situation irrégulière empêchant l’amarrage de l’ATV. La conception des véhicules de transfert automatique garantit une sécurité avancée, mais également des caractéristiques opérationnelles de haute performance. Au moins trois mécanismes de sécurité protègent l’ISS et son équipage. En cas de problème de dernière minute, les ordinateurs de l’ATV, les équipes de l’ATV-CC à Toulouse ou André Kuipers peuvent interrompre l’approche et éloigner le véhicule en toute sécurité. Dans le pire des cas, il est possible de déclencher une séquence programmée de manœuvres anticollision totalement indépendante du système de navigation principal. André Kuipers et Oleg Kononenko pendant leur programme de formation installé sur le système de GPS russe afin d’exclure les perturbations ionosphériques et d’assurer une précision maximale pendant les phases initiales du rendez-vous. Les débris spatiaux peuvent compromettre une mission, c’est pourquoi l’équipe de Dynamique de vol de l’ATV-CC surveille constamment les réseaux spatiaux pour prévenir tout problème potentiel. Si un objet passe à proximité, une nouvelle trajectoire et des manœuvres d’évitement seront automatiquement calculées. Une fois que les crochets seront fermés et que la sonde d’amarrage de l’ATV sera rétractée, les connexions électriques et hydrauliques pourront avoir lieu. Et une fois toutes les interfaces en place, l’équipage pourra ouvrir le sas et pénétrer dans la partie pressurisée de l’ATV. À partir de cet instant, André Kuipers sera responsable des opérations logistiques sur le véhicule. Il faudra quelques jours à l’ATV-3 pour atteindre un point d’arrêt à environ 30 km de l’ISS. À partir de là, l’ATV Edoardo Amaldi effectuera les opérations de guidage, de navigation et de pilotage, se dirigeant seul vers l’ISS selon un plan prédéfini, afin de se rapprocher progressivement de la Station alors que les deux véhicules orbiteront autour de la Terre à près de 28 000 km/h. Sur les 250 derniers mètres, le système de rendez-vous spatial automatique de l’ATV, à la pointe de la technologie, activera les capteurs d’un vidéomètre, qui analyseront les images du faisceau laser émis par l’ATV, lui-même réfléchi par une cible installée sur l’ISS il y a plus de dix ans. En dépit de sa masse de 20 tonnes environ, le vaisseau cargo peut manœuvrer avec une précision inférieure à 6 centimètres. Après avoir calculé la distance et la direction jusqu’au port d’amarrage sur le module russe Zvezda, l’ATV-3 s’amarrera à la Station spatiale. Au total, Entraînement de l’équipage dans le simulateur du Centre des Astronautes européens 12 PLUS DE PLACE POUR L’ÉQUIPAGE Le vaisseau cargo européen n’est pas seulement un véhicule de ravitaillement. Chaque voyage de l’ATV est un élément vital pour l’entretien de l’ISS, la recherche scientifique et le bien-être des astronautes. Par rapport au reste de l’ISS, Edoardo Amaldi offre un très bon niveau de silence. Une fois que l’ATV-3 sera solidement arrimé au complexe orbital, les astronautes pourront pénétrer dans le vaisseau cargo pour commencer à décharger la cargaison. Ils y trouveront du matériel d’entretien, du matériel scientifique, des colis de nourriture et du courrier de leurs proches. L’ATV-3 apporte des kits pour une expérience qui permet de mesurer les besoins énergétiques d’André dans l’espace Plus de place, plus de science À l’intérieur du module de fret, la configuration de l’ATV permet de transporter des cuves de stockage d’ergols pour le système de propulsion de la Station, ainsi que de l’oxygène, de l’azote ou de l’air. Le système d’alimentation en gaz est très simple. Les vannes manuelles du panneau de commande de gaz permettent aux astronautes de diffuser la quantité d’oxygène désirée directement dans l’atmosphère de la Station. L’ATV-3 embarquera plusieurs charges utiles d’un grand intérêt scientifique. Des précieux équipements seront acheminées vers l’ISS pour contribuer à plusieurs projets de recherche de l’ESA, de la NASA et de la JAXA. Expérience Altea Des panneaux spéciaux seront transférés dans la Station dans le cadre de cette expérience dont l’objectif est de mieux comprendre le phénomène des flashs lumineux, et plus particulièrement les interactions entre les rayons cosmiques et l’activité cérébrale. Les panneaux permettront de tester différents matériaux de protection contre les radiations. Edoardo Amaldi est également équipé de trois cuves à eau. L’une des cuves sera remplie de 285 litres d’eau, alors que les deux autres pourront servir à stocker de « l’eau technique » (par exemple de l’eau d’alimentation, de circulation ou de refroidissement supplémentaire) durant toute la période où le véhicule restera amarré. Il est aussi possible de remplir les cuves vides de déchets liquides avant que l’ATV ne quitte la Station. Énergie Des vivres et des kits de collecte d’urine seront livrés à l’ISS, pour cette expérience qui étudie comment les bilans énergétiques négatifs observés pendant les voyages spatiaux peuvent affecter les fonctions physiologiques. Le bilan et les dépenses énergétiques d’André Kuipers seront mesurés afin de déterminer les besoins énergétiques en conditions d’impesanteur. L’objectif ? Calculer la cargaison de vivres idéale. Laboratoire de recherche biologique Biolab. Biolab est un laboratoire multi-utilisateurs qui a été conçu pour accueillir des expériences portant sur des micro-organismes, des cultures de cellules et de tissus, des plantes de petite taille et de petits invertébrés. Un module dédié et des cartes d’alimentation pour l’expérience ESEM (de l’anglais « Evaluation of Space environment and Effects on Materials », Évaluation de l’environnement spatial et des effets sur les matériaux) seront également envoyés afin d’améliorer les fonctionnalités du Biolab. Les astronautes de la NASA Cady Coleman et Scott Kelly avec des articles promotionnels de l’ATV-2 13 ATV-3 Edoardo Amaldi KIT D’INFORMATION UNE QUESTION DE PROPULSION L’ATV intègre le système de propulsion le plus sophistiqué jamais conçu par l’ESA. Ce véhicule de transfert automatique européen est en mesure de procéder au contrôle d’attitude et au rehaussement orbital de la Station spatiale internationale ainsi que d’accomplir des manœuvres anticollision pour éviter des débris spatiaux. De plus, les propulseurs du vaisseau doivent pouvoir le guider jusqu’à l’ISS, mais également le ramener vers l’atmosphère terrestre à la fin de sa mission. De tous les vaisseaux capables de ravitailler l’ISS, l’ATV est celui qui peut livrer la plus grande quantité de carburant. En effet, l’ATV Edoardo Amaldi est essentiellement destiné à la livraison d’ergols : sa principale charge utile consiste en plus de 4 tonnes de carburant sous différentes formes afin de réapprovisionner les réserves de la Station. Le module de fret de l’ATV-3, en cours de préparation avant le lancement depuis le port spatial Ergols à bord : • En rehaussant progressivement l’orbite de l’ISS de 40 km en 2011, les moteurs de l’ATV-2 (Johannes Kepler) ont effectué une opération de rehaussement jamais vue depuis les missions lunaires Apollo. Le maintien de l’orbite de la Station spatiale est crucial, et ce d’autant plus qu’une période d’activité solaire intense s’annonce : la densité atmosphérique des altitudes auxquelles croise l’ISS va en effet augmenter et accroître les effets de la traînée atmosphérique, qu’il faudra activement compenser. - - - Le système de propulsion, qui a déjà fait ses preuves, a été spécialement paramétré pour la mission de l’ATV Edoardo Amaldi. Après la désorbitation de l’ATV-2, les équipes de l’ESA ont constaté avec surprise que le système de propulsion fonctionnait toujours lors de la phase de rentrée dans l’atmosphère terrestre, essayant de garder le contrôle du véhicule spatial. C’est une preuve de la robustesse du système de propulsion. • En quoi le système de propulsion de l’ATV est-il unique ? • • • Il est compatible avec les exigences des vols spatiaux habités. Son fonctionnement est quasi-automatique. Certains moteurs sont utilisés pendant l’intégralité de la mission. Ses dimensions sont uniques. La masse sèche du seul système de propulsion est de 1,5 tonne. Le système de propulsion comprend 32 propulseurs, 68 vannes électriques, 84 capteurs de pression et près de 200 sondes thermiques et réchauffeurs. Le système de propulsion de l’ATV utilisera plus de 3 tonnes d’ergols pour remplir trois fonctions : Le contrôle d’attitude de la Station. Cette fonction permet à l’ISS d’économiser une précieuse quantité d’ergols. Le rehaussement orbital de la Station afin de réduire la traînée atmosphérique à laquelle l’ISS est exposée. L’orbite de la Station décline chaque jour de 50 à 100 mètres. Les manœuvres permettant d’éviter toute collision entre l’ISS et des débris spatiaux. L’ATV livrera par ailleurs 860 kilos d’ergols russes, qui seront transférés dans les cuves du module Zarya après l’amarrage. Ce carburant permet à la Station d’effectuer ses propres manœuvres de contrôle d’attitude et de rehaussement en l’absence de véhicule amarré. L’ATV est relié au circuit d’ergols de la Station spatiale afin de réapprovisionner les cuves russes. L’ATV-2 vu depuis la navette spatiale Discovery 14 ASSISTANCE AU SOL Même si les phases de navigation et d’amarrage de l’ATV sont automatisées, sa surveillance et son contrôle restent assurés par les équipes du Centre de contrôle de l’ATV (ATV-CC) situé dans les locaux du Centre national d’études spatiales (CNES), à Toulouse. Les équipes au sol se félicitent du succès de la désintégration par combustion de Johannes Kepler après sa désorbitation Deux mois seulement après la fin de la mission Johannes Kepler, les équipes de l’ATV-CC ont commencé à préparer et à simuler les différents scénarios opérationnels de la mission ATV-3. Un délai aussi serré, une grande première pour une mission de l’ESA, aurait été impossible à tenir sans l’esprit d’équipe dont ont fait preuve tous les acteurs du projet ATV. le cargo est amarré, le centre de contrôle reste opérationnel 24 heures sur 24 (avec un nombre restreint d’opérateurs). La mission ATV réunit environ 2000 collaborateurs de l’ESA et de l’industrie européenne. L’ATV Edoardo Amaldi a été développé et construit sous la direction de l’ESA, par un consortium industriel européen piloté par EADS Astrium. Sans modification majeure depuis la dernière mission, les opérations liées à l’ATV ont été d’une grande efficacité. De nouvelles procédures et une formation spécifique aux situations à risque ont été spécialement développées. Tout le personnel de l’ATV-CC a suivi des simulations intégrées conjointes, auxquelles ont participé les trois centres de contrôle internationaux (Moscou, Toulouse et Houston). Durant les phases les plus actives d’un vol de l’ATV – du lancement à l’amarrage, puis du désamarrage à la rentrée atmosphérique – une équipe dédiée de 60 personnes contrôle toutes les procédures. Même durant la période où Le Centre de contrôle de l’ATV à Toulouse (France) 15 ATV-3 Edoardo Amaldi KIT D’INFORMATION L’esprit d’équipe Dominique Siruguet Responsable de campagne à Kourou « Même après avoir assisté à plus de 50 lancements, et même si nous savons à quoi nous attendre pendant ce nouveau compte à rebours, le lancement de l’ATV Edoardo Amaldi sera spectaculaire et chargé d’émotions. S’il y a le moindre problème avec le véhicule, c’est à moi que reviendra la responsabilité d’appuyer sur le bouton rouge au dernier moment. Je suis sûr que cela n’arrivera pas, mais nous devons nous préparer à toutes les éventualités. Gérer une équipe, réagir au quart de tour, prendre les bonnes décisions... C’est mon travail et j’adore ça ! » Massimo Cislaghi Responsable de mission « Depuis le lancement de l’ATV-2 Johannes Kepler vers l’ISS il y a environ un an, et même des mois avant cela, nous avons appris à composer avec des délais très serrés. Même si on pourrait croire que la préparation et les opérations en vol de l’ATV sont devenus des activités de routine pour cette troisième mission, un relâchement n’est pas envisageable. L’ATV-3 pourrait sembler une réplique exacte de l’ATV-2 mais, en réalité, les systèmes de transport spatial sont en évolution permanente. » Kirsten MacDonell Ingénierie d’intégration cargo « Je travaille sur les missions ATV depuis huit ans. J’ai commencé comme responsable de l’équipe des instructeurs au Centre des Astronautes européens, où nous formons les astronautes grâce au simulateur de l’ATV. J’ai ensuite assuré la gestion de la cargaison, plus particulièrement pendant la mission ATV-2. Je pensais vraiment que cette troisième mission serait plus facile, qu’il y aurait juste une peu plus de travail au quotidien. Cependant, nous sommes sans cesse confrontés à de nouvelles situations ! » Massimo Cislaghi au travail Jean-Michel Bois Chef des opérations au Centre de contrôle de l’ATV « Pendant les opérations de rendez-vous de l’ATV-1, j’ai eu l’honneur de voir – depuis la salle de contrôle – la masse du véhicule approcher de la Station alors que la lumière du Soleil se reflétait sur les panneaux solaires du vaisseau cargo. Faire de ce projet une réalité était vraiment exaltant. Pour l’ATV-3, nous ferons le maximum pour contribuer au succès de la mission. C’est un véritable effort collaboratif et quand nous communiquons avec Houston ou Moscou, nous avons le sentiment de vivre une nouvelle aventure spatiale vraiment passionnante. » Kirsten MacDonell à côté du sas de l’ATV-3 pendant les opérations de chargement Fabio Caramelli Spécialiste de la propulsion « Pendant les phases d’approche et d’amarrage, les caméras de la Station spatiale sont braquées sur le vaisseau cargo. Vous pouvez simultanément suivre sur les terminaux l’ensemble des lignes de code et voir, sur le grand écran central, les images du déroulement de la mission. C’est véritablement unique ! Pour moi, le projet ATV n’est déjà plus au stade adolescent, c’est un adulte à part entière. Je suis convaincu du succès de la mission ATV-3. Les trois années que je viens de passer à l’ESA sur ce projet ont été formidables à tous les points de vue. Notre esprit d’équipe est très positif. » Jean-Michel Bois vérifie des données 16 Module de fret :Thales Alenia Space Italie: • Turin Italie Centre de contrôle de mission de la NASA: • Houston États-Unis Site de lancement: • Kourou Guyane Compartiment de propulsion et avionique :EADS Astrium: • Brême Allemagne Centre de contrôle de mission russe: • Korolev Russie Centre de contrôle de l’ATV: • Toulouse France 17 ATV-3 Edoardo Amaldi KIT D’INFORMATION RENCONTRE AVEC L’ATMOSPHÈRE Pendant plus de cinq mois, Edoardo Amaldi constituera une partie pressurisée du complexe orbital. L’ATV peut rester amarré jusqu’à six mois, la durée de son séjour dépendant des besoins de l’ISS et du calendrier de visite des autres vaisseaux. Durant la phase d’amarrage du vaisseau cargo, l’équipage déchargera progressivement la cargaison et la remplacera par des déchets liquides et solides afin de libérer de l’espace, un bien précieux à bord de la Station. Plus de six tonnes de déchets de l’ISS peuvent être détruites pendant la rentrée dans l’atmosphère. Lorsque la mission de ravitaillement prendra fin, l’équipage de la Station fermera le sas et les ingénieurs au sol désolidariseront le vaisseau cargo de l’ISS. À la fin du mois d’août, l’ATV-3 entamera son voyage de retour et libèrera ainsi le port d’amarrage pour un autre véhicule. Le voyage retour de l’ATV-3 s’achèvera par une rentrée destructive contrôlée dans l’atmosphère terrestre. Ses moteurs procéderont à sa désorbitation selon une trajectoire de vol très prononcée, qui entraînera sa désintégration par combustion au-dessus d’une zone non habitée de l’océan Pacifique Sud. L’une des dernières photos de l’ATV Johannes Kepler, prise quelques secondes après son désamarrage de l’ISS Une nouvelle chance pour la future « boîte noire de l’espace » Un petit dispositif retransmettra le voyage final de l’ATV-3 : l’enregistreur REBR (Reentry Breakup Recorder) recueillera des données qui aideront les ingénieurs à comprendre le processus de rentrée atmosphérique. Il pourrait également servir de prototype à une boîte noire pour les futurs systèmes de transport spatial. Le système REBR figurait parmi les dispositifs auxiliaires de l’ATV-2. Malheureusement, aucune donnée n’a été reçue. Dans ce type d’environnement difficile et extrêmement dynamique, les causes de ce dysfonctionnement peuvent être multiples. Pour ce nouveau voyage, le REBR a été éloigné des modules de propulsion afin d’éviter tout dommage avant la désintégration du vaisseau cargo. Au moment où l’ATV-3 entrera dans l’atmosphère, le système activera ses capteurs afin d’enregistrer pendant environ cinq minutes des données sur la désintégration du véhicule. Fabriqué par l’Aerospace Corporation et financé par l’US Air Force, le dispositif contient des capteurs miniatures qui recueillent des informations sur la température, la pression et d’autres données. L’ATV-3 se désintègrera en raison de l’échauffement aérodynamique et, sous l’effet des secousses, le dispositif REBR se détachera de l’ATV Edoardo Amaldi. Le REBR activera alors son propre transmetteur, qui transfèrera les données enregistrées vers un satellite Iridium lors d’un « dernier appel » avant sa désintégration. 18 HÉRITAGE ET AVENIR Après le succès des deux premières missions ATV en 2008 et 2011, l’ESA a prouvé qu’elle pouvait assurer la livraison des vaisseaux cargo afin de ravitailler la Station spatiale internationale et de permettre à son équipage permanent, composé de six astronautes, de travailler à plein régime. Aujourd’hui, le troisième véhicule de transfert automatique de l’ESA s’apprête à partir en mission, en s’appuyant sur un niveau d’expertise qui n’est plus à démontrer. Pour l’ATV-3 Edoardo Amaldi, un réseau international de centres de contrôle a été mis en place afin de répondre efficacement aux exigences de la Station spatiale internationale. La trilogie va bientôt être bouclée, mais la saga est loin d’être terminée. accessible et informelle – avec des citations, des interviews, des vidéos et des commentaires – contribue largement au succès de cet outil de communication de l’ESA. Le blog s’est également imposé comme une source d’autorité pour l’actualité et les données relatives aux missions en cours. Même le chef de la mission ATV répond directement aux internautes ! Avec au moins une nouvelle décennie de soutien à l’ISS, l’ESA confirme son engagement en matière de transport spatial européen. La production d’une nouvelle gamme de véhicules est déjà en cours. Les lancements de l’ATV-4 et de l’ATV-5 ont été programmés pour 2013 et 2014. Tous les aspects de la mission sont couverts, de la campagne de lancement aux phases d’amarrage et de rentrée atmosphérique, en passant par la formation des astronautes et le décollage du port spatial. Le blog est actualisé en temps réel durant les phases les plus importantes de la mission. La fréquentation est décuplée pendant les grands moments du programme. L’an dernier, le blog a enregistré plus de 23 000 connections en moins de six heures pour suivre l’amarrage à la Station spatiale. Les spécifications et la cargaison de chaque véhicule évolueront en fonction des besoins de la Station spatiale. Pour l’ATV-4, un système de plate-forme interne permettra d’embarquer une cargaison de dernière minute plus importante. Avec des sacs cargo individuels de plus grande contenance et des masses accrues, la gestion de ce type de cargaison sera optimisée. Suivez le déroulement de la mission ATV-3 à l’adresse suivante : http://blogs.esa.int/atv/ C’est cette flexibilité à toute épreuve qui fait de l’ATV une excellente base de développement pour un module de service polyvalent permettant d’exécuter plusieurs types de missions d’exploration. Suivez la mission ATV-3 en ligne ! Depuis son lancement en 2008, le blog de l’ESA dédié aux missions ATV rencontre un franc succès. C’est une source d’information extrêmement populaire. De nombreux sites publient des liens vers le blog ATV, qui est cité par des médias de renom et sur un grand nombre de sites spécialisés. Les médias sociaux ne sont pas en reste. Avec quasiment 250 000 visiteurs en 2011, sans compter des millions de références sur Facebook et Twitter, le succès du blog ATV n’est plus à prouver. Sa ligne éditoriale 19 ATV-3 Edoardo Amaldi KIT D’INFORMATION → C ONTACTS ET LIENS Pour en savoir plus, veuillez contacter : Liens ESA/ESTEC Bureau de Communication Tél: +31 71 565 3009 Email: [email protected] Site Internet ATV de l’ESA www.esa.int/atv Blog ATV de l’ESA http://blogs.esa.int/atv Direction Vols spatiaux habités et Opérations Bureau de Promotion Tél: +31 71 565 5069 Email: [email protected] Blog ATV du CNES http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/8698-atv-2.php Comptes Twitter de l’ESA @esa, @esaoperations Mentions complémentaires Ce document a été compilé, produit et rédigé par l’Agence spatiale européenne à Noordwijk, aux Pays-Bas. Chaîne YouTube de l’ESA www.youtube.com/ESA © 2012 Agence spatiale européenne Compte Flickr de l’ESA www.flickr.com/europeanspaceagency Sources photographiques : ESA, NASA, Roskosmos, CNES, Aerospace Corporation 20 European Space Agency