Avec l'annonce par la NASA de son nouveau système de lancement spatial gigantesque (SLS), les préparatifs peuvent commencer sérieusement pour la première mission humaine sur un astéroïde. «Nous en sommes vraiment ravis», a déclaré Laurence Price, directrice adjointe du programme Orion de Lockheed Martin à Space Magazine lors d'un briefing la semaine dernière. «C'est très bien d'avoir cette base de référence et de pouvoir aller de l'avant.»
Lockheed Martin a travaillé sur le MPCV d'Orion, qui faisait initialement partie du programme Constellation pour retourner sur la Lune. Mais la NASA a maintenant reçu une directive présidentielle pour atterrir des astronautes sur un astéroïde d'ici 2025, une mission qui, selon certains, représente le plan le plus ambitieux et audacieux à ce jour pour l'agence spatiale. Orion sera probablement retravaillé et mis à jour pour d'éventuelles missions de «tremplin» qui emmèneront les humains vers des destinations possibles telles que l'orbite lunaire, les points de Lagrange, les astéroïdes et potentiellement les lunes de Mars. La destination ultime sur ce chemin est d'envoyer des humains sur la planète rouge.
Présenté comme la plus grosse fusée jamais construite, la première incarnation du propulseur SLS de la NASA - qui a été dévoilé le 14 septembre 2011 - mesurera plus de 30 étages, aura une masse de 2,5 millions de kg (5,5 millions de livres) et utilisera un système de propulsion à hydrogène liquide et à oxygène liquide, avec 5 moteurs principaux de navette spatiale et un moteur J-2X amélioré pour l'étage supérieur. (La NASA vient de tester l'un de ces moteurs). Le SLS aura une capacité de levage initiale de 70 tonnes métriques (mT), soit environ 69 853 kg (154 000 livres) de charge utile en orbite terrestre basse. Pour référence, cela représente plus du double de la capacité de levage de tout lanceur actuel, et il est estimé qu'il est capable de générer 10% de poussée de plus que les fusées Saturn 5 produites au décollage, les lanceurs qui ont envoyé les missions Apollo sur la Lune.
Plus tard, pour envoyer l'Orion et un module de service dans l'espace, le SLS ajouterait deux moteurs RD-25D / E supplémentaires au premier étage, et l'architecture «évoluée» pourrait soulever 130 tonnes métriques, soit 129 727 kg ( 286 000 livres) de masse à une orbite terrestre basse. Cela augmenterait la masse de la pile à 2,6 millions de kg (6,5 millions de livres) et elle serait aussi haute qu'un immeuble de 40 étages. Cette configuration permettrait une poussée de 4,2 millions de kg (9,2 millions de livres), 20% de plus que la Saturn 5.
Mais Lockheed Martin en est encore aux premières étapes de l'apprentissage des capacités et des délais du nouveau système de lancement afin qu'ils puissent produire la meilleure version d'Orion à associer au SLS.
"Bien qu'il y ait des défis", a déclaré Price, "nous avons examiné diverses configurations de l'architecture au cours de la dernière année, donc beaucoup de travail a déjà été en cours. Donc, pour tous les défis initiaux, nous avons déjà travaillé à l'atténuation. »
Il y a plusieurs différences entre SLS et Constellation, a déclaré Price, avec SLS ayant potentiellement un booster liquide avec des sangles solides au lieu d'un premier étage solide. «Mais nous volons dans l’espace depuis 50 ans et tous les outils analytiques pour prédire les environnements, les trajectoires de vol et les conditions de vol sont tous assez simples, et nous travaillons à y remédier. Le changement de conception du lanceur n'est pas une grande perturbation sur notre capacité à continuer à mûrir le véhicule. »
En tenant compte de la capacité de la masse que le SLS peut lancer dans l'espace lointain, Lockheed Martin peut commencer à travailler sur la façon dont ils manifesteraient les différentes parties de la mission.
"Par exemple, pourrions-nous lancer les deux vaisseaux spatiaux ensemble sur une fusée", a déclaré Josh Hopkins de Lockheed Martin, dans une interview avec Space Magazine, "et comme Apollo, aller rapidement dans l'espace lointain, ou ferions-nous ce que Constellation prévoyait, où vous lanceriez les plus gros morceaux sur le véhicule de transport lourd et lancer l'équipage séparément sur un deuxième lancement et les connecter en orbite terrestre? "
Hopkins est le chercheur principal pour les missions avancées d'exploration humaine à Lockheed Martin et dirige une équipe d'ingénieurs qui développent des plans et des concepts pour une variété de futures missions d'exploration humaine, y compris des visites d'astéroïdes.
"Si les deux sont lancés séparément", a poursuivi Hopkins, "alors vous devrez allouer quelques jours en orbite pour que les deux soient connectés, sinon un lancement frotté pourrait ruiner la tentative. Voilà donc le genre de choses de haut niveau que nous sommes impatients de découvrir auprès de la NASA. Au niveau détaillé, nous travaillons sur des choses telles que les environnements de vol, la charge que verra le vaisseau spatial. Ce que nous avons déduit des études que nous avons faites, c'est que nous pensons que Orion est déjà conçu pour un ensemble assez rigoureux d'acoustique, de pression dynamique et de charges G pendant la remontée. »
«Nous savons déjà beaucoup de choses sur ce véhicule, son environnement, les conditions de charge et la trajectoire», a déclaré Price, «nous intégrons donc la capacité unique du lanceur dans la conception du Orion MPCV. Nous sommes déjà en train de converger sur la façon dont ce véhicule volera, et dès que possible, nous passerons à nos vols d'essai sur les premières versions du SLS. »
Lockheed Martin vise fin 2013 ou début 2014 pour son premier test en vol de l'Orion MPCV et ils ont réservé un Delta 4 Heavy pour un lancement sans pilote depuis le Kennedy Space Center, mais ils évaluent toujours quel lanceur serait le meilleur.
"Nous identifions ce que sera le meilleur booster de test", a déclaré Price, "et nous essayons de maximiser les avantages pour les deux programmes, la maturation du système de lancement et notre vaisseau spatial."
En ce qui concerne l'envoi réel d'humains sur un astéroïde, il y a beaucoup de détails à régler, et la NASA et Lockheed Martin doivent tenir compte de toutes les inconnues des humains volants dans l'espace lointain, y compris une très importante pour s'assurer que les humains peuvent supporter le rayonnement environnement dans l'espace.
Hopkins a déclaré que le vaisseau spatial robotique qui a volé vers les astéroïdes et Mars a testé l'environnement de l'espace lointain. "Donc, nous avons des modèles élégants de la façon de concevoir des systèmes pour résister au blindage contre les radiations", a-t-il dit, "même si nous ne connaissons pas l'effet du rayonnement de l'espace lointain sur les gens, et ce que les environnements autour des petits astéroïdes aiment vraiment." Hopkins a ajouté que les systèmes redondants pour assurer la sécurité des humains font partie intégrante de la conception d'Orion, mais la NASA pourrait également envoyer une mission de reconnaissance robotique pour visiter un astéroïde.
Oui, il y a beaucoup à faire pour envoyer des humains vers un astéroïde. Mais un premier élément important est de savoir à quel moment le SLS sera prêt à effectuer une mission humaine dans l'espace lointain, car cela déterminerait vers quels astéroïdes nous pourrions aller.
Et trouver un astéroïde qui est juste va aussi être un défi. Nous en discuterons dans le prochain de notre série d'articles sur une mission d'astéroïdes humains.
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