2005, partie 2
RETOUR SUR LA LUNE EN 2018
Le 19 septembre,
la NASA présente les résultats de son étude de 60 jours sur le CEV.
Comme prévu il s'inspire largement des éléments du Shuttle (boosters
solides, moteurs, réservoir externe) pour le lanceur et utilisera les
concepts éprouvés des missions Apollo (cabines, atterrisseur).
Quatre astronautes seront envoyés sur la
lune en 2018 pour un séjour de 7 jours. Le vol commencera par le
lancement du Lunar Lander et du module de propulsion EDS (Earth
Departure Stage) à l’aide d’un lanceur lourd SDLV et du lancement
du Crew Exploration Vehicle (CEV) à l’aide du CLV. Le CEV sera
assemblé en orbite avec l’ensemble Lunar Lander-EDS avant mise à feu
vers la Lune. A son retour, la cabine, ralentie par
des parachutes, ira se poser dans le désert de l'ouest des Etats-Unis, près de
la base aérienne d'Edwards (Californie).
Le Congrès doit maintenant examiner
ce plan dont la mise en œuvre nécessiterait 104 milliards de dollars
sur 13 ans et donc un soutien politique constant. Ce budget ne
représente que "55% du coût du programme Apollo"
en dollars constants et ne nécessitera pas une augmentation du budget de la
Nasa. Ce budget pour l'année fiscale 2006 est de 16,4 milliards et le plan de la
NASA est viable s'il est maintenu en dollars constants au cours des cinq
prochaines années. A noter que les USA consacrent actuellement 1 milliards $
par semaine pour la guerre en Irak (le budget du DoD est de 400
milliards $ par an). Concernant la coopération internationale, l’administrateur
de la NASA Michael Griffin a précisé que les Etats-Unis auraient le
contrôle de tous les systèmes de transport mais qu’ils feraient
appel à leurs partenaires pour les installations lunaires. Ce plan laissera les Etats-Unis sans moyen d'accès habité à l'espace
pendant deux ans. A partir de 2012, le CEV devrait pouvoir
transporter un maximum de six astronautes sur la Station spatiale
internationale.
Selon les plans de la NASA et de
l'équipe Northrop Grumman et Boeing, le CEV
lunaire ressemble à un "super Apollo". De forme conique, la
cabine a un diamètre de 5,5 m. Elle est associé à un module de
service cylindrique équipé d'un moteur brûlant de l'oxygène et du
méthane. Ce mélange moins énergétique que le couple LOX-LH2 mais
plus que le couple RP1-LOX simplifie les problèmes de stockage dans les
réservoirs sur de longues périodes. L'énergie électrique sera
assuré par des piles à combustible et ou des panneaux solaires.
l'ensemble a une masse de 25 tonnes.
Octobre, la NASA confie aux Centres
spatiaux Goddard et Marshall la responsabilité du développement d'un
lander lunaire. Le lancement du lander est prévu en 2010. Il s'agira de
la deuxième mission RLEP, la première étant la sonde Lunar
Reconnaissance Orbiter (LRO) dont le lancement est prévu en 2008.
Bien que la première mission habitée
avant 2018, la NASA veut disposer de suffisamment d'informations sur les
futurs sites d'atterrissage qui seront choisis d'ici quelques années. A
propos du premier site d'atterrissage, il existe deux solutions.
Ce lander sera une sorte de
démonstrateur technique très avancé qui visera à démontrer ses
capacités d'atterrissage. Une grande précision est demandée au module
ce qui nécessitera un système de propulsion capable d'autoriser de
petites poussées et de contre poussées de façon à pouvoir le cas
échéant éviter des dispositif de surface gênants pour l'atterrissage
du lander. Sa charge utile comportera plusieurs instruments
scientifiques qui seront utilisés d'une part pour déterminer les
caractéristiques et l'environnement de la zone d'atterrissage (du
lander) retenue par la NASA et enfin déterminer si les ressources
découvertes sont à même de favoriser l'installation d'une base
habitée permanente. Le lander lunaire utilisera un système autonome
pour la phase d'atterrissage. Les technologies qui seront utilisées
seront celles là même sur lesquelles la NASA s'appuiera pour
développer le système d'atterrissage du CEV-lunaire.
LE CEV, UN BIG APOLLO
De forme conique avec une inclinaison
de 32,5°, le CEV sera un Apollo "agrandi" avec un diamètre
de base de 5,5 m. Selon la formule "c'est dans les vieux pots que
l'on fait la meilleure soupe", l'idée de remettre Apollo au goût du
jour permettra de réutiliser les études et les données accumulées
lors du programme lunaire des années 60-70. Bien qu'extérieurement
identique, le CEV sera à l'intérieur complètement différent. Depuis
40 ans, les matériaux, l'informatique et les logiciels ont
considérablement évolué. Selon les désirs de la NASA, le CEV sera
réutilisable une dizaine de fois.
Le premier CEV , Block 1 (9500 kg) sera utilisé
pour la déserte d'ISS avec un équipage de trois astronautes à 6
astronautes et 400 kg
de charges utiles (Block 1A). Une version cargo permettra d'envoyer 3500 kg vers
ISS, block 1B. A l'image des Soyouz-Progress, le CDV (Cargo Delevery
Vehicle) de 12 tonnes sera capable d'emporter 6 tonnes de fret vers ISS.

Evolution des CEV Block 1 à 3.
Le Block 2, qui est la
référence enverra 4 hommes en orbite lunaire et les ramènera sur terre.
Il s'amarrera au LSAM pendant le trajet terre-lune et sera capable d'un
retour dans l'atmosphère à la seconde vitesser cosmique et un
atterrissage au sol. Trois parachutes assurera le ralentissement de la
cabine et des airbags en kevlar un atterrissage en douceur. A l'image du
CM Apollo, le CEV est conique avec un diamètre de 5,5 m et un angle de cône
de 32,5° ce qui offrira 15 m3 habitable pour l'équipage. L'atmosphère
sera avec 3¨0% d'oxygène lors du trajet vers la lune sous une pression
de 65 kPa.
Le module de service SM assurera les opérations de mise en orbite,
manoeuvre, contrôle d'attitude grâce à un moteur OMS de 6 tonnes de
poussée et 24 moteur RCS de 400 kg de poussée et l'alimentation en
électricité grâce à deux panneaux solaires. Le surplus de chaleur sera
rejeté par 4 panneaux radiateur.
Détail du CM du Block 2.
Le Block 3
enfin sera utilisé pour aller vers Mars avec un équipage de 6
astronautes. Le système de manoeuvre en orbite utilisera des moteurs
alimentés en oxygène et éthanol, moins toxique que les ergols
stockables d'Apollo. Un système d'amarrage permettra de s'accoupler à
ISS ainsi qu'aux autres éléments du vaisseau.

CEV Block 3
Le module de service sera alimenté en
électricité par des panneaux solaire de 4500 W chacun à la place de
piles à combustible comme Apollo. Le système de contrôle thermique à
base de glycol et d'eau permettra l'évacuation de la chaleur des
équipements de bord grâce à 7 m2 de radiateurs disposé sur les
parois du vaisseau. Le moteur du module service utilisera du méthane et
de l'oxygène alimentant un moteur de 4500 kg de poussée (isp 365 s).
Les réservoirs seront fabriqués en alliage d'AL-Li graphite pressurisé
à 325 psia par de l'hélium. Le module en lui même sera basé sur un
composite de graphite époxy.
Contrairement aux cabines Apollo, le
CEV reviendra suspendu par parachutes sur terre sur la base militaire
d'Edwards en Californie. Le retour se fera sur les cotes Ouest des USA
afin que le module de service soit largué au dessus de l'Océan
Pacifique avant de se désintégrer. De plus l'atterrissage sur la terre
ferme permettra de s'abolir des conditions particulière du milieu marin
et salin nécessaire à une réutilisation ,optimale du module de
commande.

Les lanceurs CLV et HDLV
LE LUNAR LANDER
Le Lunar Surface Access Module (LSAM)
transportera 4 astronautes sur la surface lunaire pour un séjour d'une
semaine. Deux missions par an sont planifiées. Comme le LM Apollo, le
LSAM possèdera deux étages. L'étage de descente sera équipé d'un
moteur cryogénique modulable en poussée qui servira aussi pour l'insertion
en orbite lunaire. L'étage de monté utilisera le même moteur que le
module de service du CEV. Alors qu'Apollo était limité à des
atterrissages près de l'équateur lunaire, le LSAM pourra s'éloigner
et viser les pôles et la face cachée. Sur la lune, les astronautes
sortiront chaque jour par équipes de deux et utiliseront un Rover pour accroître
leur travail.

Pour l'instant la NASA n'a pas encore
de plan bien définis sur la construction d'une base permanente lunaire,
ni sur ce que feront précisément les astronautes sur la lune.


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