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    Comment l'Orion CEV fonctionnera
    Lancement du CEV. Voir plus de photos de la navette spatiale. Photo avec l'aimable autorisation de la NASA/John Frassanito and Associates

    Bien que la navette spatiale soit encore une merveille technique, la flotte vieillit et est devenue de plus en plus coûteuse à exploiter. Les récents problèmes d'isolation en mousse ont exposé les équipages à des dangers, rendait le vol dangereux, et a amené la NASA à immobiliser toute la flotte. La NASA a besoin d'un véhicule capable de transporter des équipages et des charges utiles en orbite terrestre, la lune et Mars. Avec l'exploration future à l'esprit, La NASA conçoit un nouveau véhicule.

    Le nouveau vaisseau spatial de la NASA, le véhicule d'exploration de l'équipage Orion, sera en fait composé de deux navires :

    • Les Véhicule d'exploration d'équipage (CEV) transportera quatre à six astronautes.
    • Les Lanceur de cargaison (CLV) soulèvera de lourdes charges utiles et des astronautes si nécessaire.

    L'Orion utilisera les technologies éprouvées des programmes Apollo et de la navette spatiale. Ils seront également plus sûrs et plus polyvalents pour l'exploration spatiale à long terme.

    Dans cet article, nous examinerons le concept et la technologie derrière l'Orion et apprendrons comment il nous aidera à explorer la lune et au-delà.

    Contenu
    1. Les bases du CEV
    2. Module de service CEV, Boosters et CLV
    3. L'avenir de l'exploration spatiale

    Les bases du CEV

    La NASA a choisi Lockheed Martin pour concevoir et construire l'Orion. Les systèmes principaux (tels que l'alimentation, la navigation, soutien de la vie, communication, et ordinateurs) seront des versions plus avancées de celles d'Apollo et de la navette spatiale.

    Le CEV sera composé de trois parties de base :

    • Une capsule pour contenir l'équipage.
    • Un module de service pour contenir le système de propulsion principal, systèmes d'alimentation, et attitude les contrôles. L'attitude fait référence à la façon dont le vaisseau spatial est orienté dans l'espace (x, oui, et z directions ou pas, rouler, haches de lacet). Apollo a utilisé quatre unités de quatre propulseurs montés sur le module de service pour cette tâche, tandis que la navette utilise des propulseurs de contrôle de réaction situés sur les sections avant et arrière.
    • Un booster pour mettre le CEV en orbite terrestre.

    Pour les missions d'alunissage, il y aura un module spécial.

    Véhicule d'équipage et atterrisseur en orbite lunaire Photo avec l'aimable autorisation de la NASA / John Frassanito and Associates

    La capsule sera en forme de cône comme le module de commande Apollo, car il est plus aérodynamique que la navette. Au lieu de rentrer dans l'atmosphère de l'orbite terrestre à 8 kilomètres par seconde (comme la navette), le CEV rentrera dans l'atmosphère à partir des vitesses plus élevées du voyage lunaire, à 11 kilomètres par seconde.

    Outre la forme, la capsule de l'équipage du CEV a plusieurs autres points communs avec l'Apollo, avec quelques différences :

    • Le plus grand diamètre (16,5 pieds, ou 5 mètres, au lieu de 3,9 pieds) contiendra plus d'équipage et de fret.
    • Le bouclier thermique arrière du CEV sera ablatif , ce qui signifie qu'il va bouillir. Apollo a utilisé un seul, bouclier thermique arrière multicouche fait d'aluminium et de résine époxyde qui a fait une ablation pendant qu'il absorbait la chaleur de rentrée. (Il a été conçu pour être utilisé une seule fois, tout comme le reste du module de commande.) La navette utilise des carreaux thermiques en céramique, couvertures thermiques, et des résines de carbone renforcées pour absorber la chaleur. Cependant, ce concept s'est avéré plus difficile à entretenir que sa conception théorique. Le bouclier thermique CEV sera remplaçable jusqu'à 10 fois et durera toute la durée de vie du véhicule.
    • Les airbags sur le CEV permettront à la fois des récupérations à terre et des récupérations en mer. Toutes les récupérations de l'Apollo étaient des amerrissages océaniques.
    • La position du CEV au-dessus du propulseur de lancement le met à l'abri des chutes de débris comme des morceaux de mousse ou de glace.
    • Un tour d'évasion -- une petite fusée qui soulève le module de commande du booster en cas d'échec du lancement -- est l'une des caractéristiques uniques du CEV. Ce mécanisme est plus sûr que les procédures d'abandon de la navette.

    Dans la section suivante, nous allons explorer le module de service et le booster.

    Module de service CEV, Boosters et CLV

    Le module de service CEV sera également cylindrique. Il couvrira et protégera le bouclier thermique de la capsule CEV en vol et fournira de l'énergie, propulsion, et le contrôle d'attitude. Le module de service sera largué avant la rentrée.

    Certaines fonctionnalités du module de service incluent :

    • Une propulsion monomoteur, qui utilisera un carburant méthane/oxygène légèrement plus efficace que le mélange hypergolique d'Apollo SM (hydrazine/tétroxyde d'azote). Le carburant méthane/oxygène a une plus grande impulsion spécifique que l'hydrazine/tétroxyde d'azote, ce qui signifie un temps de combustion plus long pour la même masse de propergol et des vitesses plus élevées. À l'avenir, il peut être possible de fabriquer du méthane à partir de composants sur la lune et sur Mars pour alimenter ce type de véhicule.
    • Une plus grande capacité de carburant pour rendre possibles différentes orbites lunaires et sites d'atterrissage.
    • Des panneaux solaires pour produire de l'électricité pour compléter l'énergie des piles à combustible.
    • Conduits contenant de l'ammoniac liquide ou des mélanges eau/glycol pour transférer la chaleur aux radiateurs afin qu'elle puisse s'échapper dans l'espace. Dans l'espace, la différence de température entre la lumière du soleil et l'ombre est d'environ 400 degrés Fahrenheit . Ce chauffage inégal provoque une contrainte thermique sur les métaux dans la structure de l'engin spatial. Pour contrer cet effet, le vaisseau spatial Apollo a tourné sur son axe lorsqu'il se dirigeait vers la lune pour permettre au rayonnement solaire de chauffer le vaisseau spatial uniformément (la "manœuvre du rouleau de barbecue"). Le CEV fera probablement de même.
    • Contrôle d'attitude avec des propulseurs similaires à l'Apollo.

    L'Apollo avait besoin d'un énorme lanceur (Saturn V) pour soulever à la fois l'équipage et la charge utile. Les moteurs principaux de la navette devaient fournir de grandes quantités de poussée au véhicule pour les mêmes raisons. Le booster de lancement CEV, ne soulèvera que l'équipage, pas de charges utiles lourdes. À cause de ce, le booster CEV peut être plus petit que les boosters Apollo et de la navette spatiale.

    Le premier étage du booster CEV sera un propulseur de fusée solide (SRB) nommé Ares I, qui sera similaire à celui de la navette spatiale. La deuxième étape consistera en un seul moteur de navette spatiale alimenté par des réservoirs d'hydrogène liquide et d'oxygène. Aucune étape ne sera récupérée ou réutilisée (les SRB des navettes ont été à la fois récupérés et réutilisés).

    L'exploration spatiale habitée nécessite de placer à la fois des astronautes et des charges utiles en orbite. Les anciens véhicules ont combiné des humains et des charges utiles sur la même fusée, mais le concept CEV a séparé ces fonctions. Le CLV soulèvera de lourdes charges utiles, comme les atterrisseurs lunaires, étages de transfert lunaire et composants de la station spatiale. Si nécessaire, le CLV peut également être configuré pour lancer des humains.

    Le CLV comprendra deux étapes :

    • Le premier étage aura cinq moteurs principaux alimentés en hydrogène liquide et en oxygène liquide (nommé Ares V)
    • Le second aura soit un moteur principal de navette, soit un moteur Apollo J-2, également alimenté par de l'hydrogène liquide et de l'oxygène liquide.
    Véhicule de lancement de fret avec étape de départ lunaire et terrestre Photo avec l'aimable autorisation de la NASA / John Frassanito and Associates

    Prochain, nous examinerons l'avenir de l'exploration spatiale.

    L'avenir de l'exploration spatiale

    Les astronautes quittent la lune dans la phase ascendante Photo avec l'aimable autorisation de la NASA/John Frassanito and Associates

    La NASA veut que l'Orion CEV soit polyvalent pour l'exploration spatiale future. Ils prévoient qu'il sera capable de transporter des équipages vers la Station spatiale internationale d'ici 2014, la lune d'ici 2020. Mars sera le prochain objectif.

    L'objectif principal du CEV est un retour sur la lune. Pendant la phase de conception de l'Apollo, il y avait deux propositions pour mettre l'homme sur la lune :

    • Les Rendez-vous en orbite terrestre (EOR) - des morceaux d'une grande fusée lunaire seraient assemblés en orbite terrestre et lancés vers la lune
    • Les Rendez-vous sur l'orbite lunaire (LOR) - deux petits engins spatiaux (module de commande/service et module lunaire) se rencontreraient en orbite lunaire

    Les scientifiques ont finalement convenu que l'approche LOR permettrait d'économiser plus de poids et d'atteindre l'objectif du président John F. Kennedy d'atterrir un homme sur la lune d'ici 10 ans. Le plan de vol pour le retour du CEV sur la Lune intègre des éléments à la fois de l'EOR et de la LOR.

    Les missions lunaires CEV établiront une base lunaire pour explorer la lune et rechercher de l'eau au pôle sud de la lune (nécessaire pour survivre sur la lune et une source potentielle de matériau pour fabriquer du carburant pour fusée). Ils permettront également aux astronautes de tester des équipements et des techniques pour de futures missions vers Mars. Puisque la lune n'est qu'à trois jours, il est plus sûr et moins coûteux de lancer des missions vers Mars à partir de là. Une mission de sauvetage serait également plus facile pour une mission lunaire qu'une mission martienne. Le CEV servira de modèle pour la conception d'autres espaces lointains, vaisseau spatial habité.

    Avec le CEV, La NASA espère ramener des astronautes sur la Lune et réaliser le rêve d'envoyer des humains explorer Mars et le reste du système solaire.

    Pour plus d'informations sur les vols spatiaux, le véhicule d'exploration Orion Crew et les sujets connexes, consultez les liens sur la page suivante.

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    • NASA :Comment nous allons retourner sur la Lune
    • Présentation du nouveau vaisseau spatial de la NASA
    • Technologie spatiale Northrup Grumman
    • Systèmes et technologies spatiaux Lockheed Martin
    • MarsNews.com:fil de presse du véhicule d'exploration d'équipage

    Sources

    • Toute la journée, Jonathan. Apollo in Perspective Institute of Physics Publishing, Bristol, 2000.ISBN 0-7503-0645-9
    • "Le véhicule d'exploration en équipage assure la sécurité, Voyage fiable vers la station spatiale, Lune, Mars." Nothrup Grumman Corporation, 12 octobre 2005 http://www.irconnect.com/noc/press/pages/news_releases.mhtml?d=87722
    • Présentation du nouveau vaisseau spatial de la NASA. Nasa. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/explore_main.html
    • Comment nous allons retourner sur la Lune, Nasa. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/cev.html
    • Direction des systèmes d'exploration de la NASA. http://www.nasa.gov/missions/solarsystem/explore_main.html
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