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HTV-X : le nouveau cargo de ravitaillement japonais de l’ISS

Le 26 octobre, un nouveau cargo de ravitaillement japonais a décollé à bord d’une H3 à destination de la Station Spatiale Internationale : le HTV-X.

Lancement de la fusée H3 n°7 avec à son bord le HTV-X1 (crédit JAXA)

Il a été capturé le mercredi 30 octobre par le bras robotique Canadarm2 de la Station, piloté par l’astronaute japonais Kimiya Yui. Il a été ensuite arrimé au module Harmony de l’ISS par les contrôleurs du centre de mission de l’ISS du Johnson Space Center de la NASA à Houston.

Lors de son approche de la Station Spatiale, le cargo a effectué des tests pour démontrer ses performances et sa capacité de manœuvre. Il semble qu’il n’y ait eu aucune anomalie.

Le bras robotique accroché au HTV-X1 (crédit live NASA)

« Capture HTV terminée », a déclaré Yui. « Il s’agit d’un événement historique dans le programme spatial japonais. Le vaisseau spatial est si beau et brillant, représentant notre brillant avenir.« 

Un cargo XL

Le HTV-X est le successeur du cargo HTV connu aussi sous le nom de “KOUNOTORI.” Ce nouveau cargo de ravitaillement était attendu avec impatience depuis que Kounotori, utilisé 9 fois depuis 2009 pour livrer de nombreuses fournitures à l’ISS, avait cessé ses activités en 2020.

Le cargo HTV-X1 lors de la mise sous coiffe (crédit JAXA)

La mission principale du HTV-X est de transporter du fret vers l’ISS, principalement du matériel nécessaire aux expériences sur l’ISS, de la nourriture et des équipements pour les astronautes.

L’intérieur du cargo HTV-X1 avec sa cargaison (crédit JAXA)

D’une hauteur de 8 m et d’un diamètre de 4,4 m, le HTV-X a une structure plus légère que le KOUNOTORI et a évolué pour pouvoir transporter plus de marchandises : il peut transporter jusqu’à 4 tonnes de fret dans la partie pressurisée et 1,75 tonne dans la partie exposée au vide spatial. Il pèse 16 tonnes au lancement.

Comparaison entre le cargo HTV sous la coiffe du lanceur H-IIB et le HTV-X sous la coiffe de la H3. En rouge, la localisation des charges utiles externes (crédit JAXA)

Le module pressurisé du HTV-X permet de charger la cargaison jusqu’à 24 heures avant le lancement, soit une réduction significative par rapport aux 80 heures précédant le lancement nécessaires pour Kounotori. Il est également capable de transporter des marchandises nécessitant une alimentation électrique. Cela permet de charger des échantillons expérimentaux nécessitant l’établissement de conditions expérimentales juste avant le lancement, des réfrigérateurs nécessitant une alimentation électrique par exemple. Une fois la cargaison livrée à l’ISS, le module sera en mesure de mener des expériences en orbite pendant un an et demi maximum.

Chargement des derniers paquets le 19 octobre dans le HTV-X1, à J-2 de la date initiale de lancement (reporté au 26/10 à cause de la météo) (crédit JAXA)
Chargement des derniers paquets le 19 octobre dans le HTV-X1 à travers la coiffe de la H3 (crédit JAXA)

Le cargo pourrait également servir au ravitaillement d’autres stations spatiales à l’avenir, avec des capacités d’amarrage automatique. La JAXA envisage également de réapprovisionner la Lunar Gateway en utilisant le HTV-X.

Illustration de la JAXA de la mission de ravitaillement de l’ISS par un HTV-X. A : phase d’insertion en orbite, B : approche de l’ISS, C : phase d’opérations à proximité de l’ISS, D : Phase de démonstration technologique en orbite après le départ de l’ISS jusqu’à la rentrée atmosphérique (phase E).

Le HTV-X, comme la plupart des cargos actuellement, n’est pas réutilisable. Une fois parti de l’ISS après une mission qui peut durer jusqu’à 6 mois amarré à la Station, il est désorbité pour se désintégrer dans l’atmosphère.

Illustration des différents sous systèmes du HTV-X (crédit JAXA / traduction Rêves d’espace)

Contrairement au HTV qui avait ses panneaux solaires le long du cylindre, le HTV-X est équipé de 2 panneaux solaires déployés sur orbite et qui peuvent s’incliner de 30° pour produire de l’électricité efficacement et quelle que soit l’heure de la journée. Ces nouveaux panneaux solaires produisent environ 1 kW contre 200 W sur le HTV.

Illustration de la JAXA sur les différentes orientations des panneaux solaires du HTV-X selon sa position part rapport au Soleil.

Le système de propulsion du HTV-X a été complètement repensé : Alors que le HTV avait une architecture à deux niveaux (4 moteurs pour la propulsion principale + 24 moteurs pour le contrôle d’attitude), toute la propulsion du HTV-X repose sur un ensemble de petits propulseurs RCS (Reaction Control System) installés en anneau autour du module de service. Ces propulseurs servent à la fois aux manœuvres orbitales et au contrôle d’attitude, simplifiant la structure du vaisseau car les tuyaux entre les moteurs et les réservoirs ne passent plus à travers les différents modules De plus, la capacité de carburant est augmentée de 30% par rapport au Kounotori, ce qui pourrait permettre des missions de démonstration technique complexe.

Comparaison du système de propulsion du HTV et du HTV-X : en bleu les réservoirs de carburant et en rouge, les moteurs (crédit JAXA).

HTV-X1, une première mission opérationnelle

Le cargo HTV-X1 est chargé de fournitures pour l’équipage de l’Expédition 73, notamment de la nourriture fraîche, de l’oxygène et de l’eau. Le cargo amène également des expériences scientifiques, dont l’essai de fermentation de saké [article dédié] , des pièces de rechange pour le module Kibo et 6 cubeSats qui seront déployés depuis l’ISS.

Dans le module non pressurisé se trouve l’i-SEEP (IVA-resuppliable Small Exposed Experiment Platform) de la JAXA, un adaptateur permettant de mener plus facilement des recherches scientifiques sans avoir à développer de matériel de support. L’i-SEEP peut fournir de l’énergie, des fluides et des communications et être facilement monté sur un port externe de Kibo.

Les charges utiles exposées i-Seep (plateforme pour exposer des expériences à l’extérieur du module Kibo de l’ISS) et DELIGHT (Demonstration of ELectronic LIghtweight Green propul­sion sysTem) sur le HTV-X1 (crédit JAXA)

Le HTV-X1 devrait rester attaché à l’ISS pendant 6 mois et il restera 3 mois de plus en orbite terrestre en vol libre. Plusieurs charges utiles seront alors testées : un petit déployeur de satellites pour démontrer la libération de cubeSats à des altitudes supérieures à l’orbite de l’ISS, un télémètre (Mt.FUJI) pour évaluer la précision des lectures de télémétrie avec des mesures laser, une antenne plate légère (DELIGHT) et une cellule solaire de nouvelle génération (SDX) qui pourraient prendre en charge les futurs systèmes de production d’énergie spatiale.


Sources de l’article : les sites de la JAXA

En image de couverture, le logo du HTV-X présente une image du HTV-X se dirigeant vers l’ISS au centre, avec neuf étoiles brillant dans l’espace représentant les couleurs de mission de chacun des neuf vols du cargo Kounotori, et le HTVX-1 en train d’arrivée à l’ISS (crédit live NASA).

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