Le premier vol habité du Crew Dragon : ce qui doit se passer

Le moment tant attendu par les Américains et surtout par la NASA est en train d’arriver : le 22 mai, la revue d’aptitude au lancement a donné son « feu vert » au lancement le 27 mai au vol Demo-2 du premier vaisseau Crew Dragon avec équipage à destination de l’ISS.

Le vendredi 22 mai, la fusée Falcon 9 avec le vaisseau spatial Crew Dragon de SpaceX à son sommet, réalise un bref essai de tir statique (7 secondes) de ses 9 moteurs du premier étage, au Kennedy Space Center de la NASA en Floride (crédit : NASA / Bill Ingalls)

Retour à l’indépendance pour les Etats-Unis

Pourquoi si attendu ? Car depuis juillet 2011 et l’envol de la dernière Navette Spatiale, STS-135 Atlantis, plus aucun astronautes de la NASA ne s’est envolé depuis Cap Canaveral en Floride, les Américains étant des passagers payants des vaisseaux Soyouz russes s’envolant du Cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan.

Du coup, le lancement du premier vaisseau habité avec 2 astronautes à bord depuis le port spatial américain depuis 9 ans a pour slogan « Launch America ».

Mission de démonstration n°2

SpaceX a réalisé un premier vol de démonstration du Crew Dragon le 3 mars 2019, sans équipage à bord. La capsule s’était amarrée avec succès à la Station Spatiale Internationale en mode automatique. Et après 5 jours de stationnement à l’ISS, elle était rentrée sans encombre sur Terre après une descente finale sous parachutes de freinage et un amerrissage.

Cette seconde mission de démonstration, Mission Demo-2, cette fois-ci avec équipage, doit permettre la validation du système global de SpaceX : l’infrastructure sol du pas de tir, la fusée Falcon 9, le vaisseau spatial Crew Dragon et les capacités opérationnelles du vaisseau du décollage à l’amerrissage retour, tout ça avec des astronautes à bord.

Logo de la première mission habitée vers l’ISS du vaisseau Crew Dragon, Demo-2 (crédit NASA)

Deux astronautes à bord : Doug Hurley et Bob Behnken, les vétérans

Les 2 astronautes qui seront à bord du vaisseau ne sont évidemment pas des « rookies » (débutants) du vol spatial.

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À Ellington Field, près du Johnson Space Center de la NASA à Houston, les astronautes Douglas Hurley (à droite) et Robert Behnken posent avant de monter à bord du jet Gulfstream qui les transportera au Kennedy Space Center en Floride le 20 mai 2020, en préparation de Mission Demo-2 (crédit photo: NASA / James Blair)

Doug Hurley et Robert (Bob) Behnken ont été recrutés en 2000 dans le corps des astronautes. Avant d’intégrer la NASA, Doug a été pilote de chasse et pilote d’essai au sein du US Marine Corps et Bob était ingénieur d’essais en vol avec l’US Air Force. Ils sont tous les 2 diplômés en ingénierie.

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Doug Hurley, pilote dans le poste de pilotage avant de la navette spatiale Endeavour au cours de la mission STS-127. Hurley porte sa combinaison de lancement et d’entrée (crédit NASA).

Tous les 2 ont effectué 2 vols spatiaux à bord des Navettes Spatiales (respectivement STS-127 en juillet 2009 et STS-135 en juillet 2011 – le dernier vol de Navette, et STS-123 en mars 2008 et STS-130 en février 2010).

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Robert Behnken, spécialiste de mission STS-130, participe à la deuxième sortie extra-véhiculaire (EVA) de la mission le 14 février 2010 pour la construction de la Station Spatiale Internationale (crédit NASA)

Le 3 août 2018, les 2 astronautes sont sélectionnés officiellement pour être les premiers passagers du vol de démonstration Demo-2 du Crew Dragon. A l’époque le vol devait être en avril 2019.

Depuis le 13 mai dernier, les 2 astronautes sont rentrés en quarantaine d’avant vol au Johnson Space Center à Houston (Texas), lieu principal d’entraînement des astronautes américains. Le 20 mai, ils ont rejoint le Kennedy Space Center en Floride.

Le 23 mai, les 2 astronautes et les ingénieurs de la NASA et de SpaceX ont réalisé une répétition générale du lancement pour s’assurer que tout le monde et tous les systèmes sont prêts pour le vol.

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Douglas Hurley (à gauche) et Robert Behnken (à droite) participent à une répétition générale au Kennedy Space Center en Floride le 23 mai 2020, avant la mission SpaceX Demo-2 de la NASA vers la Station spatiale internationale ; le lanceur Falcon 9 et le vaisseau Crew Dragon sont derrière eux (crédit : NASA / Kim Shiflett)

Doug Hurley, 54 ans, sera le commandant du vaisseau spatial pour Demo-2, responsable des activités telles que le lancement, l’atterrissage et la récupération.

Bob Behnken, 50 ans, sera le commandant des opérations conjointes de la mission, responsable des activités telles que le rendez-vous, l’accostage et le désamarrage, ainsi que des activités pendant que le vaisseau spatial est amarré à la station spatiale.

Le vaisseau : Crew Dragon

Contrairement au vaisseau Starliner de Boeing conçu depuis presque « zéro » (Boeing a toutefois l’expérience des vaisseaux car l’entreprise a été un grand contributeur de la Navette Spatiale ou Shuttle), le vaisseau de SpaceX est l’héritier du cargo Dragon qui a réalisé 21 missions de ravitaillement à l’ISS.

SpaceX a repris en grande partie les bases du Dragon pour sa capsule habitable. Mais, grande différence, les panneaux solaires déployables du cargo Dragon ont été supprimés afin de réduire le nombre de mécanismes sur le véhicule et d’accroître sa fiabilité. Ainsi les panneaux solaires sont directement intégrés au module de service.

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Le vaisseau Crew Dragon peu de temps avant son installation au sommet du lanceur Falcon 9 le 16/05/2020 (crédit SpaceX)

Le Crew Dragon est équipé d’un système d’évacuation d’urgence du lanceur en cas de problème sur ce dernier sur le pas de tir ou dans les premières minutes du vol. Ce système a eu quelques soucis de développement, entraînant notamment la destruction du vaisseau de Demo-1. Mais le test d’évacuation d’urgence « grandeur nature » du 19 janvier 2020 a permis de rassurer tout le monde, et surtout la NASA qui demande une fiabilité extrêmement élevée pour les vols habités : une probabilité de LOC, Loss of Crew (perte d’un membre de l’équipage) inférieure à 1 sur 270 vols (0,37 %).

Schéma du vaisseau avec équipage Crew Dragon vu de face et des deux côtés : A Capsule équipage (partie pressurisée)- B Capsule équipage (module de service non pressurisé) – C Tronc – 1 Bouclier thermique – 2 Tuyère moteur SuperDraco (4 x 2) – 3 Panneaux solaires – 4 Tuyères moteurs Draco (4 x 4) – 5 Cône articulé protégeant le système d’amarrage à la station spatiale – 6 Trappe des parachutes pilotes – 7 Écoutille équipage – 8 Trappe des 4 parachutes principaux – 9 Gaine des câbles et tuyaux reliant le tronc et la capsule de l’équipage (énergie, circuit régulation thermique,…) – 10 Radiateurs – 11 Prise ombilicale utilisée sur le pas de tir – 12 Ailerons de stabilisation en cas d’éjection au lancement – 13 Hublots (source Wikipedia)

Autre grande différence, contrairement aux Dragon version 1, les Crew Dragon et les cargos Dragon version 2 s’amarrent directement à la Station, sans être capturés au préalable par le bras robotique Canadarm-2. Le mécanisme est protégé pendant les premières heures de vol par un capot de protection qui se soulève avant l’amarrage.

Le Crew Dragon DM1 en phase finale d’approche de l’ISS le 3 mars 2019 (via NASA TV)

Le vaisseau Crew Dragon est capable de transporter jusqu’à 7 passagers vers et depuis l’orbite terrestre, et au-delà selon SpaceX. Mais la NASA a pour l’instant prévu de ne faire des équipages que jusqu’à 5 astronautes pour les missions de l’agence.

Les missions du Crew Dragon pour la NASA faisant partie d’un contrat public-privé, le Commercial Crew program (CCP) [détails dans cet article], le vaisseau pourra être utilisé pour des vols privés par SpaceX.


Qu’est-ce qui attend les astronautes ?

Les décollages vers la Station Spatiale Internationale sont effectués en « fenêtre de lancement instantanée », c’est-à-dire à la seconde près. En cas d’une anomalie entraînant un report de tir, c’est une nouvelle tentative obligatoirement sur une autre journée.

La première fenêtre de lancement est prévue le mercredi 27 mai à 20h33 UTC (rajouter 2 heures pour heure de France métropolitaine).

Les fenêtres de lancement de secours sont le samedi 30 mai à 19h22 UTC, et le dimanche 31 mai à 19h00 UTC.

Mise à jour : suite au report du lancement le 27 mai (cause météo défavorable), le lancement a été reporté au 30 mai à 21h22 heure de Paris

Crew Demo-2 Mission
Falcon 9 et Crew Dragon Demo-2 sur le pas de tir LC39-A  le 21 mai 2020 (crédit SpaceX)

Quelques heures avant le lancement, Behnken et Hurley seront aidés pour revêtir leurs combinaisons spatiales. Ces combinaisons sont faites pour protéger les astronautes d’une perte soudaine de pression atmosphérique du vaisseau et d’un éventuel incendie.

Les astronautes de la NASA Bob Behnken, au premier plan, et Doug Hurley enfilent des combinaisons spatiales SpaceX dans l’ Astronaut Crew Quarter au Kennedy Space Center en Floride le 17 janvier 2020, lors d’une répétition générale (crédit NASA/Kim Shiflett)

Puis les 2 astronautes accompagnés de quelques personnes se rendront en voiture, des Tesla X de l’autre entreprise du fondateur de SpaceX, Elon Musk, sur le pas de tir, et monteront en ascenseur au sommet.

Ils rejoindront le vaisseau installé au sommet du lanceur à l’aide d’une rampe d’accès rétractable.

Les astronautes de la NASA Bob Behnken, à gauche, et Doug Hurley, portant des combinaisons spatiales SpaceX, traversent la rampe d’accès de l’équipage reliant la tour de lancement au vaisseau spatial Crew Dragon lors d’une répétition générale au Kennedy Space Center de la NASA en Floride le 17 janvier 2020. (crédit SpaceX)

Juste avant de monter à bord du Crew Dragon, les astronautes passeront probablement l’appel téléphonique traditionnel à leur famille proche, comme l’ont fait les astronautes des missions Apollo et des Navettes.

Crew Demo-1 Mission
La rampe d’accès photographiée lors du vol Crew Dragon Demo-1 le 3 janvier 2020 (crédit SpaceX)

Après que les 2 astronautes aient été fermement attachés à leur siège par le personnel de SpaceX, la trappe d’accès du vaisseau sera fermée. Celle-ci ne devrait se rouvrir qu’une fois l’amerrissage effectué au retour sur Terre de la capsule. Les 2 astronautes commencent ensuite une longue check-list de vérifications diverses.

Doug Hurley et Bob Behnken, se familiarisent avec le Crew Dragon de SpaceX le 30/08/2018 (crédit SpaceX)

A 42 minutes, la rampe d’accès au vaisseau sera rétractée.

A 37 minutes avant le décollage, le système d’évacuation d’urgence sera activé. En cas de problème lanceur, notamment lors du dernier remplissage en carburants de la Falcon 9 à 35 minutes du décollage, la capsule sera éjectée à haute vitesse pour évacuer en toute sécurité les astronautes loin du lanceur.

Le « GO for launch » sera donné par le directeur de vol à T-45 secondes, après vérifications que tous les systèmes (lanceur, vaisseau, segment sol et météo) sont comme attendus « au vert ». Les 9 moteurs du premier étage de la Falcon 9 seront allumés à T-3 secondes.

Schéma montrant la séquence de vol prévue de la Falcon 9 pour la mission spatiale Demo-2 vers l’ISS avec les astronautes de la NASA Bob Behnken et Doug Hurley (crédit NASA/SpaceX)

Un peu moins de 1 minute après le décollage, la Falcon 9 et le Crew Dragon atteindront MaxQ, le moment où la force aérodynamique sur le lanceur et le vaisseau est maximale, et donc le moment où les structures sont le plus sollicitées.

La séparation du Crew Dragon du second étage du lanceur devrait intervenir 12 minutes après le décollage, une fois arrivé sur orbite basse. Le capot de protection du système d’amarrage devrait être soulevé dans la foulée pour s’assurer qu’il est bien relevé en vue de l’amarrage à venir.

Une fois en orbite, l’équipage et le contrôle de mission de SpaceX au siège social de l’entreprise à Hawthorne en Californie, soutenu par le Mission Control de la NASA à Houston au Texas, vérifieront que le vaisseau spatial fonctionne comme prévu en testant le système de contrôle d’environnement de la capsule, les écrans, le système de contrôle d’attitude et les propulseurs de manœuvre, entre autres.

Schéma montrant la séquence de vol prévue pour la mission spatiale Demo-2 vers l’ISS avec les astronautes de la NASA Bob Behnken et Doug Hurley (crédit NASA/SpaceX)

Environ 24 heures après le décollage, Crew Dragon sera en position de rendez-vous puis de s’amarrer à la Station Spatiale. Le vaisseau spatial est conçu pour le faire de manière autonome, mais les astronautes à bord, ainsi que ceux à bord de l’ISS, surveilleront l’approche et l’amarrage et pourront prendre le contrôle du vaisseau spatial si nécessaire.

[On reparlera de cette étape d’amarrage après le décollage…]

Voici une animation « à la SpaceX » du vol de Crew Dragon :

Comment voir le décollage ?

La NASA a prévu un direct de près de 24 heures pour suivre le décollage et la mission :

Il y aura aussi le live chez SpaceX qui débutera 4 heures avant le lancement.

Lien à venir – chaîne Youtube SpaceX

Et si vous voulez suivre le décollage en direct et en français, vous avez 3 possibilités :

Retransmission Clubic sut Twitch avec Eric Botlander et Arthur Carpentier : https://www.twitch.tv/clubic_gaming/

Retransmission sur le Twitch de Whitney : https://www.twitch.tv/spaceexplorerw/
(j’y ferai une intervention)

Nota : sur Twitch, le compte n’est nécessaire que si vous voulez interagir sur le chat.

Entraînez-vous à l’amarrage

Et si vous êtes pressé de voir l’amarrage, allez faire un tour sur le simulateur mis en ligne par SpaceX : https://iss-sim.spacex.com/

Image du simulateur d’amarrage du Crew Dragon (crédit SpaceX)

Pour les fans de jeux, il y a plusieurs easter eggs à l’intérieur 😉

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1 Comment

  1. Bonjour Isabelle,

    Ouf ! Ce n’était qu’une pause-café !

    ***

    NB : à noter que « Doug » et « Bob » sont tous deux mariés à deux ex-astronautes, respectivement Karen L. Nyberg et K. Megan McArthur.

    Par ailleurs, ils n’ont tous deux qu’une seule doublure (backup crew), Kjell N. Lindgren.

    A noter aussi que l’on ne connaît toujours pas la durée exacte de cette mission qui fera partie de l’expédition ISS-63 actuellement en cours (Cassidy – Ivanishin – Vagner).

    Je me demande si la société SpaceX prévoit de recruter son propre corps d’astronautes. Idem pour Boeing.

    ***

    « Crewing » de SpX – DM-2 (Crew Dragon, 1er vol habité) :

    1) le 14 avril 2016 : Douglas Hurley et Sunita Williams
    (Eric Boe et Robert Behnken étant alors affectés au CST-100 Starliner de Boeing) ;

    2) le 5 juin 2017 : Eric Boe et Sunita Williams
    (Douglas Hurley et Robert Behnken étant alors affectés au CST-100 Starliner de Boeing) ;

    3) le 15 octobre 2017 : Eric Boe et Robert Behnken
    (Douglas Hurley et Sunita Williams étant alors affectés au CST-100 Starliner de Boeing) ;

    4) le 3 août 2018 : Douglas Hurley et Robert Behnken.

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