Artemis 1 : Second survol de la Lune pour Orion avant le retour sur Terre

Après un premier survol de la Lune le 21novembre puis une mise sur orbite rétrograde éloignée, le vaisseau Orion de la mission Artemis 1 rentre dans sa dernière phase de vol.

Les différentes étapes d’Artemis 1 (crédit ESA)

Début du retour vers la Terre

Le 28 novembre, Orion s’est rendu à sa distance la plus éloignée de la Lune (et de la Terre) [étape 7 du schéma].

Au 1er décembre, le vaisseau a quitté l’orbite rétrograde éloignée de la Lune afin de commencer son chemin retour vers la Terre [étape 8 du schéma].

Le moteur principal OMS du vaisseau a été allumé à cet effet pendant 1 minute et 45 secondes. La vitesse d’Orion a alors été modifiée d’environ 138 m/s. Orion se trouvait alors à environ 85 000 km de la Lune et à un peu plus de 383 000 km de la Terre.

Images de l’allumage moteur du départ de l’orbite rétrograde éloignée le 1er décembre 2022. La Terre se déplace hors du champ de vision de la caméra et les ailes du panneau solaire fléchissent en raison de la manœuvre (crédit NASA)

Le 2 décembre, une petite correction de trajectoire a été réalisée à l’aide des moteurs auxiliaires, changeant la vitesse du vaisseau de 0,14 m/s ou 0,5 km/h.

Dans ces images d’Orion, on voit les jets des moteurs auxiliaires le 1er décembre (exemple à 38 secondes) (crédit ESA)

Samedi 3 décembre, au 18e jour de la mission, Orion est rentré à nouveau dans la sphère d’influence gravitationnelle de la Lune (la Lune est devenue la principale force d’attraction pour le vaisseau). Le vaisseau se situait à environ 64 362 kilomètres de la surface lunaire.

Au jour 19 de la mission, une nouvelle correction de trajectoire a eu lieu pour affiner la route du vaisseau vers la Lune. Les moteurs auxiliaires ont été sollicités pour augmenter la vitesse du vaisseau de 1,87 km/h (ou 0,52 m/s).

Orion au 19e jour de mission (crédit NASA)

Ce 4 décembre, une nouvelle anomalie au niveau d’une des 8 unités de conditionnement et de distribution de la puissance, ou PCDU, a été rencontrée. Ces équipements permettent de réguler l’énergie récoltée par les panneaux solaires et de les distribuer dans les autres équipements nécessitant une alimentation électrique. L’anomalie n’a pas eu d’impact sur les systèmes de navigation ou de communications du vaisseau mais 4 des limiteurs de courant se connectant aux sous-systèmes de propulsion et de chauffage ont été désactivés. Des investigations sont en cours pour voir s’il y un lien avec l’anomalie précédente.

Second survol de la Lune

Au 20e jour de la mission, à 10h43 UTC, une correction de trajectoire fine a été réalisée par les moteurs à réaction du module de service pendant 20,1 secondes et augmentant la vitesse d’Orion de 2,2 km/h (0,62 m/s).

Ajustement en cours de l’orientation des panneaux solaires avant la phase propulsée du 05/12/22 (crédit live NASA)

Lundi 5 décembre, à 16h43 UTC, le module de service d’Orion a allumé son moteur principal à moins de 127 km de la surface de la Lune pour mettre le vaisseau sur une trajectoire de collision avec la Terre [étape 9 du schéma].

Orion Approaches Moon for Return Powered Flyby
Une portion de la face cachée de la Lune est visible depuis Orion le 05/12/22 au 20e jour de la mission Artemies 1 (crédit NASA)

Cette phase de propulsion active a eu lieu alors qu’Orion se trouvait du côté de la face cachée de la Lune. Du coup les communications avec la Terre ont été interrompues pendant 30 minutes.

Il s’agit de la phase de propulsion la plus longue effectuée par le module de service européen depuis le début de la mission avec 3 minutes et 27 secondes, accélérant le vaisseau de 1054 km/h.

Flight Day 20: Orion Captures Earth After Lunar Flyby
Retour des communications et donc des images après le survol de la Lune le 05/12/22 avec un lever de Terre (crédit NASA)

Mardi 6 décembre, Orion a quitté la sphère d’influence lunaire à 7h29 UTC. La force de gravité de la Terre est désormais la principale force gravitationnelle agissant sur le vaisseau spatial.

À 23h30 UTC le 6 décembre, Orion se trouvrait à 392 680 km de la Terre et 127 138 km de la Lune, naviguant à 805 km/h.

The lunar surface
Des caméras montées sur le module d’équipage du vaisseau Orion ont photographié la surface de la Lune au 20e jour de vol de la mission Artemis I le 05/12/2022 (crédit NASA)

Et les vérifications continuent

La mission Artemis 1 est avant-tout une mission test avant d’embarquer un équipage à bord en 2024 si tout va bien.

Pendant l’orbite éloignée autour de la Lune, les vérifications se sont poursuivies sur le contrôle thermique du vaisseau et son impact sur le contrôle d’attitude via les senseurs stellaires notamment [voir article précédent] et également sur les systèmes de communication entre le vaisseau et la Terre.

Ainsi, le 2 décembre, des images supplémentaires ont été réalisées avec la caméra de navigation optique d’Orion et une grande variété de fichiers de données ont été envoyés sur Terre, comme celles de l’instrument actif HERA (Hybrid Electronic Radiation Assessor) qui peut envoyer ses données via les télémétries du vaisseau. Il s’agit d’un détecteur de rayonnement qui mesure les particules chargées qui traversent ses capteurs. Lors des missions avec équipage, HERA fera partie du système de sécurité du vaisseau et émettra un avertissement dans le cas d’un événement de particules énergétiques solaires, informant l’équipage pour se mettre à l’abri. A cette, c’était environ 97 gigaoctets de données qui avaient été envoyés au sol par Orion, l’équivalent d’environ trois jours de streaming continu de films.

La caméra de navigation optique d’Orion a capturé cette image de la Lune au 16e jour de vol (crédit NASA)

Orion utilise la caméra de navigation optique pour capturer des images de la Terre et de la Lune à différentes phases et distances, fournissant ainsi une grande quantité de données pour certifier son efficacité dans différentes conditions d’éclairage. Cela aidera à optimiser le contrôle d’attitude du vaisseau spatial pour les futures missions avec équipage.

Le 6 décembre, les contrôleurs de vol ont utilisé les caméras d’Orion pour inspecter le système de protection thermique du module d’équipage et du module de service européen, la deuxième des trois inspections externes prévues. Les équipes ont mené cette enquête au début de la mission pour fournir des images détaillées des surfaces externes du vaisseau spatial après qu’il ait survolé la partie de l’orbite terrestre contenant la majorité des débris spatiaux, et les équipes n’ont signalé aucune préoccupation après avoir examiné les images. Cette deuxième inspection pendant la phase de retour est utilisée pour évaluer l’état général du vaisseau spatial plusieurs jours avant sa rentrée. La dernière inspection est prévue 2 jours avant la rentrée, soit vendredi 9 décembre.

Zoom sur la capsule de l’équipage Orion pris au jour de vol 20 (crédit : NASA)

Depuis le début de la mission, ce sont les moteurs du module de service fourni par l’ESA qui ont été mis à contribution dans tous les changements de trajectoire ou de vitesse du vaisseau. Le module de service européen n’effectuera plus que trois corrections d’orbite mineures lors des six jours de croisière pour le retour sur Terre.

Le système de propulsion sur le module de service d’Orion – détails dans cet article (crédit ESA–K. Oldenburg)

Dans quelques jours, ce sont les moteurs sur le module d’équipage qui seront testés puis utilisés pour la bonne orientation de la capsule pour la rentrée atmosphérique, avec un amerrissage prévu le dimanche 11 décembre à 17h40 UTC (18h40 heure de Toulouse) dans l’Océan Pacifique.

Artemis I Orion Recovery Mission
Test de récupération de la capsule Orion avec une maquette représentative le 2/12/2022 et l’USS Portland (crédit NASA)

Pour la séquence retour, description dans l’article : Objectif Lune : la première mission Artemis

Sources principales : blogs NASA Artemis et ESA Orion.

Plus d’images de la mission Artemis 1 : https://flic.kr/s/aHBqjAfKs1

Jour 20 Artmies 1 : la Terre emerge derrière la Lune après le second survol d’Orion(crédit NASA)

2 réflexions sur “Artemis 1 : Second survol de la Lune pour Orion avant le retour sur Terre

  • 8 décembre 2022 à 9 h 25 min
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    Il s’agit de la phase de propulsion la plus longue effectuée par le module de service européen depuis le début de la mission avec 3 minutes et 27 secondes, accélérant le vaisseau de 1054 km/h.
    –> Quelle était alors la vitesse d’Orion ?

    ***

    Il y a 2 ans, le 9 décembre 2020, la NASA annonçait la composition officielle de l’ « Artemis Team » : 18 astronautes dont deux étaient alors à bord de l’ISS (« Vic » / « Ike » Glover et « Kate » Rubins). Depuis lors, d’autres se sont rajoutés à cette équipe. Quelles sont leurs affectations actuelles ?

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