En 2007, alors que le programme Constellation de retour sur la Lune était encore le programme record de la NASA, un groupe de Lockheed Martin a commencé à étudier comment ils pourraient utiliser la capsule lunaire d'Orion pour envoyer des humains en mission vers un astéroïde. À l'origine, ce plan - appelé Plymouth Rock - était juste une étude pour voir comment une mission d'astéroïdes avec Orion pourrait éventuellement servir de complément à la base des plans de mission lunaire de Constellation.
Maintenant, c'est devenu beaucoup plus.
Grâce à John O’Connor de NASATech.net, nous pouvons vous montrer quelques vues du MPCV Orion dans les installations de Lockheed Martin à Boulder, Colorado. Si vous cliquez sur les images, vous serez redirigé vers le site Web de NASATech et des versions extrêmement grandes des images que vous pourrez parcourir et voir des détails incroyables du MPCV et du bâtiment.
Après avoir annulé Constellation en février 2010, deux mois plus tard, le président Obama a décrit l'envoi d'astronautes sur un astéroïde à proximité d'ici 2025 et leur déplacement sur Mars vers le milieu des années 2030.
En mai 2011, la NASA a confirmé que la pièce maîtresse de ces missions serait l'Orion - désormais appelé Orion MultiPurpose Crew Vehicle. Le véhicule lunaire Orion réutilisé irait maintenant vers un astéroïde, tout comme Josh Hopkins et son équipe de Lockheed Martin avaient envisagé dans leur étude de Plymouth Rock.
Hopkins est le chercheur principal des missions avancées d'exploration humaine, une équipe d'ingénieurs qui élabore des plans et des concepts pour une variété de futures missions d'exploration humaine.
"Normalement, lorsque vous prenez un vaisseau spatial ou un matériel conçu pour un travail et que vous essayez de comprendre comment l'utiliser pour un autre travail, vous découvrez qu'il y a tous ces détails qui ne fonctionnent pas tout à fait correctement, », A déclaré Hopkins à Space Magazine. «Mais nous avons été agréablement surpris de constater que lorsque nous avons pris cette version lunaire d'Orion et l'avons appliquée à une mission astéroïde, c'est un véhicule vraiment flexible et capable et que la plupart des exigences pour la mission lunaire correspondent assez bien à la mission astéroïde.»
La conception de Plymouth Rock nécessitait l'utilisation de deux vaisseaux spatiaux Orion spécialement modifiés amarrés nez à nez afin de fournir suffisamment d'espace de vie, de propulsion et de survie à deux astronautes se dirigeant vers un astéroïde. Mais la NASA a déclaré que le MPCV sera utilisé principalement pour le lancement et l'entrée tandis qu'un module d'habitation plus grand serait amarré au MPCV pour permettre à un équipage de 4 personnes de voyager dans l'espace lointain.
L'astronaute de la navette Tom Jones a été impressionné par le concept de Plymouth Rock, mais sait qu'un véhicule compagnon plus grand sera nécessaire pour un voyage vers un astéroïde. "Plymouth Rock est l'approche minimaliste pour effectuer une mission astéroïde", a-t-il déclaré. "C’est une façon de résoudre le problème de la redondance à court terme."
Mais même le développement d'un habitat dans l'espace pourrait être une question de reconditionnement des choses que nous avons déjà. "Le module hab pourrait être dérivé directement de ce que nous avons fait pour la station spatiale, ou il pourrait s'agir d'un gonflable commercial comme celui de Bigelow, de sorte qu'il pourrait être testé par une station commerciale ou un hôtel au cours des 10 prochaines années, de sorte que ce serait être démontré la technologie ", a déclaré Jones.
«Fondamentalement, le compromis entre un plus grand module d'habitat dans l'espace et l'approche double Orion est qu'en ayant un habitat séparé, vous avez plus d'espace de vie, plus d'espace de stockage, et il y a le potentiel qu'il serait meilleur pour effectuer des sorties dans l'espace», a déclaré Hopkins. "Mais alors vous devez investir les coûts de développement de ce système."
Hopkins a ajouté que lorsque lui et son équipe avaient initialement conçu la mission Plymouth Rock, ils essayaient de comprendre comment effectuer une mission astéroïde le moins possible. Utiliser deux Orions était moins cher que de développer un module spécifique à une mission astéroïde.
"Pour Plymouth Rock, nous avions précisé la nécessité d'augmenter fondamentalement la quantité de nourriture, d'eau, d'oxygène et de stockage dans le vaisseau spatial, et une partie de cela est accompli par le fait d'avoir deux vaisseaux spatiaux", a déclaré Hopkins.
Pour l'instant, la NASA n'a pas encore changé la plupart des exigences pour le MPCV par rapport à ce qu'elles étaient auparavant pour le véhicule lunaire, et au fur et à mesure que la conception de la mission évolue, le MPCV pourrait aussi évoluer. Mais jusqu'à présent, la conception lunaire semble fonctionner, et Hopkins a déclaré qu'il existe déjà plusieurs caractéristiques de conception dans Orion qui le rendent très capable en tant que véhicule spatial lointain.
Pour les missions lunaires, Orion a été conçu pour une durée de 21 jours avec un équipage à bord allant de la Terre à la Lune et vice-versa et disposant d'une période de «loiter» d'environ six mois pendant que l'équipage était à terre. Ce scénario fonctionnerait pour une mission astéroïde, car un vol en équipage vers un astéroïde serait probablement d'environ six mois aller-retour, selon la destination.
«Donc, dans des domaines tels que la fiabilité, le taux de fuite de l'atmosphère dans la cabine et la protection contre les radiations et les micrométéorites, Orion est déjà conçu pour des missions de 6 à 7 mois pour le matériel», a expliqué Hopkins. «Il n'est tout simplement pas conçu pour accueillir des personnes pendant cette longue période.»
Orion a des panneaux solaires plutôt que des piles à combustible comme Apollo, qui permettent des missions plus longues. Un autre gros argument de vente est que le MPCV est conçu pour être 10 fois plus sûr pendant la montée et l'entrée que son prédécesseur, la navette spatiale.
"Les vitesses de rentrée sont juste un peu plus rapides pour une mission d'astéroïdes qu'une mission lunaire", a déclaré Hopkins, "mais le système de protection thermique que nous avons actuellement devrait être capable de le gérer."
L'intérieur du MPCV est de 9 mètres cubes de volume habitable. "Ce n'est pas le volume total sous pression de la structure, mais l'espace qui reste après les ordinateurs, les sièges, les fournitures sont tous pris en compte", a déclaré Hopkins. "C'est environ le double de la taille d'une fourgonnette moderne, comme une Toyota Sienna."
Un grand défi est de comprendre comment utiliser chaque coin et recoin pour emballer beaucoup de fournitures dans un petit espace, car l'Orion pourrait servir de réserve en quelque sorte. "Nous pensons que c'est possible", a déclaré Hopkins. "Nous avons fait des calculs initiaux que nous pouvons emballer une quantité raisonnable de volume, mais ce serait un ajustement assez serré et nous devons également penser aux éléments secondaires qui doivent être inclus, de sorte que le travail est en cours."
Sur le plan logistique, le MPCV d'Orion pourrait même prendre en charge la réalisation d'un EVA depuis l'écoutille de la capsule.
"Nous avons une trappe qui est assez grande pour qu'un astronaute dans une combinaison spatiale puisse sortir", a déclaré Hopkins, "et les systèmes internes de l'engin spatial sont conçus pour tolérer que la cabine soit dépressurisée. Nous ne comptons pas sur la circulation de l'air pour évacuer la chaleur des appareils électroniques - ils ont leurs propres plaques froides pour évacuer la chaleur. Les boutons sont conçus pour être manipulés avec des gants de combinaison spatiale, pas seulement à mains nues. Beaucoup de ces fonctionnalités se sont avérées être applicables à la mission d'astéroïdes car elles ont été conçues pour un ensemble similaire d'exigences de mission. »
Hopkins connaît les exigences et les capacités d'Orion, ainsi que l'habitat dans l'espace, qui changeront probablement au fil du temps, selon la destination et le calendrier. «Si le plan est d'aller dans les lunes de mars ou d'astéroïdes lointains assez rapidement, disons à la fin des années 2020 ou au début des années 2030, vous pourriez aller de l'avant et construire un habitat spatial relativement grand et capable, car vous en aurez certainement besoin pour ceux missions plus éloignées. Mais si l'idée était d'aller vers les astéroïdes les plus faciles à atteindre et à le faire assez rapidement, alors vous pourriez vous en tenir à un module d'habitat plus petit et plus simple, ou peut-être même à l'approche jumelle d'Orion. »
Lorsque le MPCV reviendra d'une mission sur un astéroïde, il atterrira probablement dans l'océan Pacifique. La NASA en a commencé au Langley Research Center de la NASA pour certifier le véhicule pour les atterrissages sur l'eau. Les ingénieurs ont déposé une maquette de MPCV de 22 000 livres dans le bassin. L'élément de test est similaire en taille et en forme au MPCV, mais est plus rigide de sorte qu'il peut résister à plusieurs chutes. Chaque essai a une vitesse de chute différente pour représenter les conditions d'entrée possibles du MPCV lors des atterrissages dans l'eau.
Donc, alors que ces tests se déroulent et que Hopkins et son équipe de Lockheed Martin travaillent sur et testent le MPCV Orion, la NASA essaie toujours de décider d'un système de lancement lourd capable d'amener les humains au-delà de l'orbite terrestre basse et ils n'ont pas nommé n'importe qui pour diriger la conception d'une mission humaine vers un astéroïde. Le site Web de la NASA ne contient même aucune information officielle sur une mission d'astéroïdes humains; il mentionne seulement «au-delà de l'orbite terrestre basse» comme prochain arrêt pour les humains.
"Nous parlons de quelque chose qui va se produire en 2025, nous n'avons donc pas encore décidé d'un vaisseau spatial", a déclaré Michael Braukus de la Direction de la mission des systèmes d'exploration de la NASA par téléphone. "Nous prévoyons que la mission des astéroïdes aura lieu; c'est juste que nous n'avons pas désigné une personne pour être responsable de la mission astéroïde elle-même. Nous avons le Orion MPCV en construction et nous attendons la décision d'un système de lancement spatial, qui sera la fusée qui le transportera dans l'espace lointain, et nous progressons sur la route, mais nous n'avons pas encore atteint un point où nous avons en fait assigné quelqu'un pour commencer à développer la mission. "
Donc, cela semble être le plus grand obstacle actuel de la NASA à une mission d'astéroïdes humains: décider du système de lancement spatial.
Article précédent de cette série: Mission humaine vers un astéroïde: pourquoi la NASA devrait-elle y aller?
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