Orion, sosie d’Apollo
Une des principale missions du SLS, le futur lanceur monstre de la Nasa, est de lancer le vaisseau spatial Orion, un petit peu différent des capsules que Microsoft Boeing et SpaceX créé des capsules pour la Nasa. En effet, Orion est avant tout pensé pour l’émission au delà de l’orbite basse, ce qui est nouveau depuis le programme Apollo.
L’accident de la navette spatiale Columbia en 2003 a posé la question de la suite qu’il fallait donner aux programmes de vols habités américains. Dès 2004, l’administration Bush lance le Vision For Space Exploration qui donnera rapidement naissance au programme Constellation. Après 30 ans confiné à l’orbite basse, il s’agit de reprendre les vols habités vers d’autres corps que la Terre, avec la lune comme premier objectif.
Ce projet est complété par le développement de nouveaux lanceurs et d’un nouveau véhicule pour le vol habité, baptisé à l’époque Crew Exploration Vehicule. La Nasa lance un appel d’offres auprès de ses partenaires habituels dans la compétition : deux grands consortiums menés respectivement par Northrop Grumman et Lockheed Martin.
Plusieurs concepts entrent en compétition. La première question à résoudre et celle du format qu’il faut donner aux véhicules, plutôt avion orbital ou plutôt capsule. Les déboires récents de la navette spatiale ont laissé un goût amer du côté de l’agencé spatiale américaine, qui reprend par conséquent un concept similaire à celui des capsules Apollo.
C’est une des propositions de Lockheed Martin qui est retenue. Le concept est tellement similaire à Apollo qu’il faut y bien étudier la capsule pour voir les différences entre les deux vaisseaux. La capsule, rebaptisée Orion, a une silhouette très familière pour les passionnés d’histoire spatiale. La ressemblance avec Apollo s’explique facilement : les lois de la physique sont restés les mêmes entre le 20ème et le 21ème siècle et on optimise de la même façon la forme d’une capsule pour une rentrée atmosphérique.
Orion est cependant loin d’être une copie conforme d’Apollo : en 50 ans, la Nasa et ses partenaires ont acquis énormément d’expérience, ce qui est visible dans le design et les capacités de la nouvelle capsule. Elle est un petit peu plus large et beaucoup plus massive que le module de commande d’Apollo, ce qui lui permet d’embarquer un membre d’équipage supplémentaire. La capsule Orion a également des panneaux solaires, alors que le vaisseau de Neil Armstrong avait des batteries et des piles à combustible.
Le vaisseau spatial Orion emportera 4 astronautes dans l’espace
Pendant la seconde moitié des années 2000, une architecture de mission se précise : la capsule Orion et son module de service doivent être lancés par une fusée Ares 1 vers l’orbité basse avec quatre astronautes à bord. Une fois là-haut, elle est mise en stand by. Peu après le décollage d’Ares 1, une fusée Ares 5 beaucoup plus puissante lance le module lunaire Altaïr et la propulsion pour le voyage lunaire. Ce lancement en deux temps permet d’envoyer une charge utile considérable vers la lune. Après un rendez-vous en orbite, les trois modules sont propulsés vers la lune par le second étage d’Ares 5.
Les premières missions lunaires prévoyaient des séjours d’une semaine pour les quatre astronautes à la surface de la lune. Ces séjours auraient pu être étendus jusqu’à six mois grâce aux capacités accrues des fusées et des modules du programme. A terme, la puissance monstrueuse d’Ares 5, supérieure à tout ce qui existe ou tout ce qui est planifié aujourd’hui (même la BFR) aurait permis le voyage martien.
Ces projets sont fantastiques mais l’administration Bush veux renouveller l’aventure Apollo sans donner à la Nasa les budgets de l’époque. Barack Obama, à son arrivée au pouvoir, met un terme au programme Constellation, jugé sous-financé, trop en retard et irréaliste sans une augmentation importante du budget de la Nasa. Mais les démocrates et les républicains sont d’accord sur le fait de dépasser l’orbite basse.
Avec le programme Constellation annulé, le développement des fusées Ares est arrêté également, tout comme le module lunaire altaïr. Mais la capsule Orion et son module de service sont gardés par l’administration Obama. Le design du vaisseau spatial subit quelques modifications et une nouvelle mission lui est assigné : Orion servira à amener des astronautes dans le voisinage d’un astéroïde pour une mission de collecte d’échantillons. Le plan à long terme vise cette fois-ci Mars mais sans passer par un retour sur la Lune au préalable. Pour emporter Orion, le développement d’un nouveau lanceur démarre, le SLS.
Le vaisseau spatial Orion va faire le taxi entre la Terre et la LOPG
En attendant le vaisseau toujours développé par le consortium de Lockheed Martin, Orion esst testé en 2014. C’est une fusée Delta 4 et Delta 6 qui emporte pour la première fois Orion. C’est un vol de test sans équipage. En quatre heures et demi, le vaisseau va réaliser deux orbites autour de la Terre et une rentrée atmosphérique à grande vitesse. Le vaisseau n’est pas vraiment terminé à cette date : le design de la capsule est quasiment finalisé mais le module de service doit encore être finalisé. C’est cependant le seul vol d’Orion à ce jour.
Malgré l’avancée du développement, Orion va encore être retardé avec le nouveau changement de président américain. L’administration Trump replace la lune au centre du programme de vols habités américains. Mais cette fois-ci, les outils mis en place sous le gouvernement précédent sont conservés. Orion a donc une troisième mission, ce qui beaucoup pour un vaisseau qui n’a jamais fait de vols opérationnels.
Dans les nouveaux plans, Orion permet un retour vers la lune mais d’une manière bien différente de ce que proposait l’administration Bush. L’agence spatiale américaine veut créer une station orbitale à proximité de la lune. Cette station pourra servir de base de départ pour toutes les activités humaines sur la lune. Elle porte le nom de Lunar Orbital Platform Gateway (LOPG). Le nouveau rôle d’Orion est de faire le trajet aller-retour entre la Terre et la LOPG.
Dans sa configuration finale, Orion est un vaisseau en deux parties. La capsule pressurisée, aussi appelé module de commande, permet d’accueillir les quatre membres d’équipage. Plus spacieuse que celle d’Apollo, elle offre un espace habitable de presque 9 mètres cubes. C’est aussi la seule partie du vaisseau qui revient sur Terre.
Pour y parvenir, elle est équipée d’un bouclier thermique capable de résister à des rentrées atmosphérique à près de quarante mille kilomètres heure. Orion est aussi équipé d’un module de service qui regroupe toutes les fonctions annexes du vaisseau qui sont largués avant le retour sur Terre. Une partie de ces modules sera fourni par l’agence spatiale européenne et construit par Airbus, qui va s’appuyer sur l’expérience acquise par l’ESA avec les vaisseaux cargo ATV qui ont desservi la station spatiale internationale entre 2008 et 2014. Le module de service comprend un système de propulsion avec ses 9 tonnes d’ergols, des panneaux solaires capables d’offrir la puissance électrique nécessaire et des réserves d’oxygène d’azote et d’eau pour l’équipage. Ensemble, les modules de commande et de service d’Orion auront une masse au décollage de presque 26 tonnes, et il faut ajouter les huit tonnes de la tour de sauvetage.
Si le calendrier est respecté, le vaisseau spatial Orion survolera la lune en 2023
Le développement d’Orion a été long et laborieux. Il n’avait fallu que deux ans entre le lancement de la mission test Apollo 4 et le premier pas sur la lune, alors qu’il y aura presque dix ans entre le vol test d’Orion en 2014, très similaire à Apollo 4, et la première mission habitée de survol de la lune prévu en 2023, si le calendrier est respecté. Orion sera lancé en 2020 mais sans équipage. Le premier tiers du SLS emportera le vaisseau spatial pour un vol entièrement automatisé de trois semaines. Le vaisseau passera notamment six jours en orbite lunaire.
Airbus va rapidement livrer le premier module de service d’Orion à la Nasa. Orion devrait par la suite être sollicité pour ses missions habitées au cours de la décennie 2020. Il s’agira principalement d’assembler et de desservir la LOPG. Mais rien ne permet de prédire si le prochain changement de gouvernement américain changera à nouveau le programme ou non. Mais même si cela arrive, Orion verra le jour car le vaisseau est trop avancé dans son développement pour justifier raisonnablement une annulation.
Orion enverra donc des hommes un peu plus loin que l’orbite basse. Le vaisseau de Lockheed Martin n’est cependant pas le seul sur le créneau : les chinois et des entreprises privées pourraient dépasser la Nasa si les retards s’accumulent.
Image by NASA (http://spaceinimages.esa.int/Images/2013/01/Orion6) [Public domain], via Wikimedia Commons
Sources
