Orion (véhicule spatial)

Véhicule spatial Orion
Données générales
Mission	Vol habité en LEO et vaisseau lunaire
Date des lancements	De 2011 à ---
Nb de lancements	Aucun
Pays d’origine	États-Unis
Caractéristiques techniques
Dimensions
Hauteur	3,3 m
Diamètre	5,03 m
Volume habitable	10,22 m3
Masse
Module de commande	8,5 t
Module de service	3,7 t
Carburant emporté	8,3 t
Total	20,5 t

Orion est un vaisseau spatial conçu pour transporter un équipage au-delà de l'orbite basse. Il a été développé par la NASA, l'agence spatiale américaine, dans le cadre du programme Constellation, avant que celui-ci soit arrêté. L'objectif de ce programme, dont les premiers travaux avaient démarré en 2006, était d'emmener des hommes sur la Lune à l'horizon 2020 et de remplacer la navette spatiale pour la relève des équipages de la Station spatiale internationale.

Le vaisseau a été officiellement présenté au public le 19 septembre 2005 sous le nom de Crew Exploration Vehicle (CEV) puis baptisé Orion le 24 août 2006. Ce nom est celui d’une des navettes du film 2001 : L'Odyssée de l'espace (1968), ainsi que d’une étude de vaisseau spatial propulsé par l'énergie nucléaire. La NASA a annoncé le 31 août 2006 que le véhicule serait construit par Lockheed-Martin. Les premiers essais étaient prévus en 2008, un vol non habité en 2011, un vol habité en mars 2015 (au lieu de 2014) et un premier retour des astronautes sur la Lune en 2019, mais ces dates ont été repoussées à la suite de difficultés essentiellement financières^[1].

Le président américain Barack Obama a annoncé le 1^er février 2010 l'abandon du programme Constellation qui ne peut bénéficier d'un financement suffisant et dont les objectifs sont jugés trop modestes. L'abandon du vol habité par la NASA, les doutes sur la pérennité de certains centres de l'agence américaine et la dépendance américaine vis-à-vis des vols Soyouz inquiètent une fraction significative des politiques et de la population. Le 15 avril 2010, le président américain indique que le vaisseau Orion sera développé malgré l'abandon du programme Constellation, mais qu'il assurera uniquement le rôle de « canot de sauvetage » de la Station spatiale internationale.

Le vaisseau Orion dans sa version d'origine

Principe

Conçu dans le cadre du Programme Constellation, ce vaisseau utilise une architecture dite en ligne. Le vaisseau est une capsule spatiale placée au sommet des nouveaux lanceurs Ares à l'image des vaisseaux du programme Apollo dont il s'inspire grandement.

Orion mesure 5,03 mètres de diamètre et 3,3 m de longueur, l'ensemble Orion a une masse de 20,5 tonnes dont 8,5 tonnes pour le module de commande 3,7 tonnes pour le module de service et 8,3 tonnes pour le carburant. Il pourra emporter de quatre à six astronautes, être réutilisé une dizaine de fois. Initialement son retour avait été prévu sur terre ferme amorti par des coussins gonflables, et non dans l'océan, contrairement à toutes les autres capsules américaines (de Mercury à Apollo). Cependant après 117 essais d'atterrissage sous airbag effectués, le retour en mer a été privilégié en raison d'une sécurité accrue (notamment si un parachute est défaillant comme lors du retour d'Apollo 15) et d'un atterrissage moins brutal.

Composants

Ares-I lanceur d'Orion

Module de commande où sera l'équipage

Concept en 2007 de vaisseau Orion en configuration pour une mission lunaire

Dessin d'artiste d'un retour sur la Lune

Orion est composé de trois modules :

• le module de commande : section de forme conique permettant le transport des astronautes et du fret
• le module de service : structure de forme cylindrique utilisée pour la propulsion alimentant le module de commande en électricité et autres gaz
• le bouclier thermique : conçu par Boeing en collaboration avec le Ames Research Center. Le bouclier de cinq mètres de diamètre devra résister à des rentrées atmosphériques de 27 000 km/h lors de retours de l'ISS et de 40 000 km/h lors de retour de la Lune, ce qui équivaut à une chaleur cinq fois supérieure à celle d'une orbite basse. En septembre 2006, le contrat de 14 millions de dollars a été remporté par Boeing.

Missions du programme Constellation

Selon les plans originaux, Orion doit être lancé par Ares I pour les missions vers l'orbite basse (desserte de la Station spatiale internationale) comme pour les missions vers la Lune. Le lanceur lourd Ares V capable de satelliser 125 tonnes de son côté en charge la mise en orbite du module Altair chargé d'atterrir sur la surface lunaire et qui joue un rôle analogue à celui du module lunaire (LEM) du programme Apollo. Comme dans le scénario des missions Apollo, l'équipage place l'ensemble formé par Orion et Altaïr en orbite lunaire puis utilise le seul Altaïr pour descendre sur le sol lunaire puis en revenir. Toutefois, contrairement aux missions Apollo, c'est l'ensemble de l'équipage qui descend sur le sol lunaire. La NASA retient à l'époque ce concept éprouvé et donc moins cher qui permet théoriquement de limiter les risques de retard : La NASA doit en effet disposer d'un moyen de transport pour remplacer la navette spatiale américaine dont le retrait est effectif en 2011. Entre 2011 et 2015 la NASA dépend des vaisseaux russes Soyouz pour l'envoi des astronautes dans l'espace.

Vue d'artiste de l'Orion et de l'ISS.

Vue d'artiste de l'Orion et du module lunaire.

Séquence de lancement d'Orion

• Le premier étage hisse le lanceur et sa charge utile jusqu'à approximativement 66,7 kilomètres d'altitude,à une vitesse de Mach 4,5 (1,5 km/s). Après séparation le premier étage tombe en chute libre jusqu'à 5 km d'altitude puis est freiné d'abord par un parachute pilote puis 3 parachutes principaux avant de plonger dans l'océan. Il est récupéré pour être remis en condition et préparé pour un prochain lancement.

• Le deuxième étage non récupérable est allumé durant 465 secondes, propulsé par le moteur J-2X développant 130 tonnes pour placer le vaisseau Orion sur une trajectoire orbitale (60 km x 300 km : pour une mission à l'ISS). Il serait détruit par la rentrée dans l'atmosphère.

• Pour rejoindre la station spatiale internationale ou le véhicule EDS, le vaisseau Orion utilise le moteur de son module de service, pour circulariser son orbite, et rejoindre sa destination.

L'abandon du programme Constellation et ses conséquences pour le vaisseau Orion

L'abandon du programme Constellation

Article détaillé : Commission Augustine.

Suite à son investiture, le président américain Barack Obama a demandé à la commission Augustine, créée à cet effet le 7 mai 2009 et composée de spécialistes de l'astronautique issus de l'industrie de la recherche et de la NASA, d'examiner les conséquences du retrait de la navette spatiale américaine sur le programme de la station spatiale internationale et d'effectuer une revue du programme Constellation confronté à la fois à des problèmes budgétaires et de planification. Le comité a rendu son rapport en octobre 2009. En ce qui concerne le programme Constellation ses principales conclusions sont que la NASA a besoin d'un complément budgétaire annuel de 3 milliards de $ pour pouvoir atteindre les objectifs fixés au programme Constellation^[2]. Elle constate que le lanceur Ares I rencontre des problèmes techniques qui devraient pouvoir être résolus mais sa mise au point tardive diminue fortement son intérêt. Le comité estime préoccupant le coût de production du vaisseau Orion par ailleurs soumis à de fortes contraintes (masse, coût de développement)^[3]. Le président Barack Obama annonce le 1^er février 2010 qu'il va proposer l'annulation du programme Constellation en avançant trois motifs : un budget en dépassement, le retard pris sur les échéances et l'absence d'innovations intégrées dans le projet^[4]. Le 11 octobre 2010 le président Obama approuve le « NASA Authorization Act 2010 » qui confirme l'arrêt du programme Constellation^[5].

Le vaisseau Orion canot de sauvetage de la station spatiale internationale ?

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Notes et références

1. ↑ (en) NASA to Realign Constellation Program Milestones sur nasa.gov, NASA, 8 août 2008. Consulté le 12 août 2008
2. ↑ Rapport final de la commission Augustine sur le site de la NASA, NASA, p. 97. Consulté le 24 janvier 2010
3. ↑ Rapport final de la commission Augustine sur le site de la NASA, NASA, p. 61. Consulté le 24 janvier 2010
4. ↑ Présentation du budget 2011 de la NASA par l'administrateur de la NASACharlie Bolden, NASA, 1^er février 2010
5. ↑ Obama signs Nasa up to new future, BBC News (October 11, 2010).

Voir aussi

Articles connexes

• Programme Constellation
• Projet Orion (projet homonyme abandonné en 1963, sans lien avec le véhicule spatial)

Liens externes

• (en) Le site Orion de Lockheed Martin
• (en) Document NASA 2006 : main_orion_tv_slides.pdf
• (fr) Le CEV s'appellera Orion, 24.08.06, Flashespace
• (en) NASA's New Spaceship sur le site de la NASA
• (en) How We'll Get Back to the Moon, sur le site de la NASA
• (en) ORION Crew vehicule, sur le site de la NASA
• (fr) Orion sera construit par Lockheed Martin, 08/09/2006 www.bulletins-electroniques