Désamarrage de l’ATV 5 ce 14 février : la fin d’une époque

L’ATV 5 arrivé à l’ISS le 12 août 2014 (lancement par une Ariane5 le 30 juillet 2014), va être désarrimé ce 14 février. Cela marquera la fin des ATV à l’ISS.

L'ATV5 sur cette photo d'Alexander Gerst : "Je ne imaginais pas que le vol à l'espace me donner un point de vue différent de l'ensemble de notre galaxie". (Crédits: ESA / NASA)

L’ATV5 sur cette photo d’Alexander Gerst : « Je n’imaginais pas que le vol dans l’espace me donnerait un point de vue différent de l’ensemble de notre galaxie ». (Crédits: ESA / NASA)

L’ATV 5 comme ses prédécesseurs a permis l’affrètement de marchandises (comme de l’eau propre ou de la nourriture), d’expériences et d’objets personnels pour l’équipage de l’ISS (6617 kg en tout pour l’ATV 5), mais pas seulement. A la différence de la plupart des cargos qui approvisionnent l’ISS, l’ATV avait plusieurs autres missions :

  • l’ATV amène de l’oxygène à l’ISS : cet oxygène contribue à renouveler l’air de la station pour éviter les cumuls de dioxyde de carbone. Le transfert d’oxygène entre l’ATV et l’ISS permet aussi d’augmenter la pression au sein de l’ISS, qui subit des petites pertes lors des sorties extra-véhiculaires des astronautes.
Oleg Artemyev et Alexander Skvortsov lors d'une sortie extra-véhiculaire (EVA) fin août 2014 (Crédits : NASA/Roscosmos).

Oleg Artemyev et Alexander Skvortsov lors d’une sortie extra-véhiculaire (EVA) fin août 2014 (Crédits : NASA/Roscosmos).

  • l’ATV avec le carburant à son bord (3100kg pour l’ATV5) a servi aux « reboosts » de la Station à plusieurs reprises : en allumant ses moteurs pendant quelques minutes, l’ATV permet de relever l’altitude de l’ISS de centaines de mètres.
Vue d'artiste de l'allumage des moteurs de l'ATV pour reboost de l'ISS à une orbite plus élevée. (Crédit: ESA)

Vue d’artiste de l’allumage des moteurs de l’ATV pour reboost de l’ISS à une orbite plus élevée. (Crédit: ESA)

En août dernier, l’allumage des moteurs de l’ATV5 durant 3 min, soit 60 kg d’ergols en moins, a permis une altitude de l’ISS relevée de 750 m. Ce reboost a permis d’avoir une orbite ISS favorable à l’atterrissage du Soyouz TMA12-M le 11 septembre. Ce type de rehaussement permettait aux vaisseaux Soyouz de rejoindre la Station Spatiale seulement 6h après leur décollage depuis Baïkonour en 4 orbites autour de la Terre au lieu des 32 orbites et près de 48h de vol précédemment. (source informations détaillées « Photo mystère : cherchez la petite bête… C’est l’ATV-5 en plein vol !« )

L'ATV5 attaché au module russe de l'ISS, la Terre et un panneau de la station. (Crédits : ESA)

L’ATV5 attaché au module russe de l’ISS, la Terre et un panneau de la station. (Crédits : ESA)

Ces réallumages servent également aux manœuvres d’évitement des débris spatiaux « debris avoidance manoeuvre » (DAM). L’ATV 5 a permis par exemple en octobre 2014 l’évitement d’un morceau du satellite russe Cosmos-2251 sur une trajectoire de collision avec la Station. L’objet était d’environ la taille d’une main mais les calculs ont montré qu’il serait passé à moins de 4 km de la Station : trop risqué. Le centre de contrôle de l’ATV du CNES à Toulouse (l’ATV-CC)  a allumé les moteurs de l’ATV suffisamment longtemps pour booster la vitesse de l’ISS de 1.8 km/h et la soulever d’1 km et la mettre hors de danger. Depuis 2012, des manœuvres d’urgence avec un préavis de moins de 24 heures sont possibles en utilisant les cargos russes Progress, et cela a été rendu possible également avec l’ATV5 (voir article CNES « L’ATV-5 a effectué sa première manœuvre d’évitement de débris « express » » )

L’ATV 5 a également fait un » déboost »le 28 janvier dernier :  la NASA et l’agence spatiale russe ont demandé à l’ATV-CC de réduire d’un kilomètre l’altitude de l’ISS et faciliter ainsi l’arrivée de prochains véhicules à venir. Ainsi les moteurs de l’ATV ont été allumés pendant 4 minutes, freinant la Station de 0,68 m/s.  (article CNES « L’ATV-CC baisse l’altitude de l’ISS avec un « de-boost ». Explication animée !« )

  • L’ATV sert de « station essence » à l’ISS : l’ATV a amené du carburant pour la station. Une fois le carburant transféré de l’ATV à l’ISS, la Station peut alors l’utiliser pour son contrôle d’altitude (l’ISS a tendance à descendre naturellement, attirée par la Terre, et pour changer d’altitude en fonction des cargos qui y arrivent) ou  ses changements d’orientation. Désormais, seuls les cargos Progress pourront exécuter cette tache. (voir billet blog CNES « Plus que les Progress pour ravitailler l’ISS en carburant« ) 
  • L’ATV a permis également de changer les axes de direction de l’ISS. Normalement la Station Spatiale vole dans  dans la direction « XVV »où la vitesse est le long de l’axe X (l’axe qui passe le long du corps de la Station) de l’ATV5 à l’arrière vers le Node 2 à l’avant et avec les panneaux solaires sur les deux côtés. Pour les sorties dans l’espace, les contrôleurs de vol sont quelquefois amenés à changer l’axe de l’ISS, jusqu’à lui faire faire un 90°. Ce fut par exemple le cas pour l’EVA 28 en octobre dernier.
Vue de la Station volant dans l'axe normal XVV vue éloignée depuis l'arrière de l'ATV

Vue de la Station volant dans l’axe normal XVV vue éloignée depuis l’arrière de l’ATV (source blog ESA)

Après 186 jours amarré à l’ISS, l’ATV va être détaché. Au préalable, l’équipage de l’ISS a stocké dans l’ATV tous les déchets qui seront brûlés avec l’ATV lors de sa rentrée dans l’atmosphère terrestre (voir « L+66, L+67: Logbook » de Samantha Cristoforetti en anglais, ou en version française : L+66, L+67 : je suis en mode emballage-et-chargement-de-cargaisons)

Un réservoir de saumure pour l'ensemble de traitement d'urine Samantha Cristoforetti : "Aujourd'hui, je me suis rendue dans l'ATV à nouveau. Cette fois j'ai pris avec moi un grand réservoir plein de saumure. Qu'est ce que la saumure ? Disons-le de cette façon: la saumure est ce qui reste quand nous avons fini de "transformer le café d'hier dans le café de demain", comme l'astronaute Donald Pettit l'a dit fameusement"   Crédits: ESA / NASA

Un réservoir de saumure pour l’ensemble de traitement d’urine
Samantha Cristoforetti : « Aujourd’hui, je me suis rendue dans l’ATV à nouveau. Cette fois j’ai pris avec moi un grand réservoir plein de saumure. Qu’est ce que la saumure ? Disons-le de cette façon: la saumure est ce qui reste quand nous avons fini de « transformer le café d’hier dans le café de demain », comme l’astronaute Donald Pettit l’a dit fameusement » 
Crédits: ESA / NASA

L'intérieur de l'ATV5 prêt au désamarrage (Credit: ESA/NASA)

L’intérieur de l’ATV5 prêt au désamarrage (Credit: ESA/NASA)

Au départ de sa mission, l’ATV étant le vaisseau le plus grand ayant visité l’ISS et celui qui a une géométrie la plus proche de celle de la Station, la NASA avait demandé à l’ATV-CC de faire rentrer l’ATV avec les conditions similaires à celles que va connaitre l’ISS lors de sa désorbitation (très vraisemblablement à partir de 2024), à savoir avec un angle plus « plat » par rapport à l’atmosphère, puisque l’ISS ne disposera que des petits moteurs des cargos russes Progress pour être désorbitée : une rentrée « à plat » ou « shallow re-entry » en anglais.

Cependant, l’une des quatre chaînes d’alimentation électrique est tombée en panne la semaine dernière (voir l’article sur le blog ESA « A complex vehicle: Update on ATV-5 power issue« ), conduisant à basculer automatiquement l’ATV sur son système «à sécurité intégrée». Bien que l’ATV soit conçu pour poursuivre sa mission normalement avec 1 défaillance et pouvant même toujours être contrôlé en toute sécurité avec deux, l’ESA a décider d’annuler la rentrée « à plat » à cause du risque accru d’une deuxième défaillance dans les 13 jours de vol libre avant la rentrée prévu initialement au 27 février et l’impossibilité de raccourcir cette phase à cause de l’arrivée du cargo Progress le 17 février et d’autres contraintes opérationnelles  de l’ATV.

Du coup, l’ATV 5 suivra le même profil de rentrée que ses prédécesseurs, à savoir une rentrée atmosphérique dite « abrupte » (« ousteep re-entry » en anglais). Cette rentrée aura lieu 24h après le désamarrage, dimanche soir. L’ATV se désintégrera avec 2 tonnes de déchets provenant de la Station. A savoir : tous les calculs de la trajectoire de l’ATV sont effectués afin d’éviter les zones habitables et le trafic aérien ou maritime, comme l’oblige la loi spatiale française.

L'ombre de l'ATV-5 sur les panneaux de l'ISS. (Crédits : NASA/ESA)

L’ombre de l’ATV-5 sur les panneaux de l’ISS. (Crédits : NASA/ESA)

Si vous voulez suivre en direct le désamarrage de l’ATV, rendez-vous sur ce flux vidéo du CNES :

La Timeline du 14 février en UTC (rajouter 1 heure pour heure de Paris) – source ESA blog :

  • 07:34 Début de la phase critique de désamarrage
  • 08:52 Ouverture des crochets de l’ISS
  • 13:16 Réveil de l’ATV
  • 13:40 Heure au plus tôt pour une possible séparation
  • 13:44 SÉPARATION
  • 13:45 Manoeuvre de départ de l’ATV (allumage propulseurs)
  • 13:59 L’ATV quitte l’ellipse d’approche de l’ISS (zone critique autour de la Station)
  • 16:06 Fin de la phase critique de désamarrage
  • 16h30 le dernier briefing des opérations à l’ATV-CC ?

Pour compléter lire l’article du CNES : « Direct : l’ATV-5 se sépare de la Station spatiale internationale le 14 février » et les derniers articles sur le blog de l’ESA.

L'ATV-CC du CNES de Toulouse le 13 février en plein préparatif du désamarrage de l'ATV 5 le 13/02/15 (source ESA blog)

L’ATV-CC du CNES de Toulouse le 13 février en plein préparatif du désamarrage de l’ATV 5 le 13/02/15 (source ESA blog)

 Et une très bonne vidéo du CNES sur l’héritage de l’ATV, en attendant la usite : ORION (dans un article à venir) :

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