Le nouveau véhicule de transfert automatisé de l'ESA, Jules Verne, a récemment passé 21 jours dans une chambre simulant le froid, le rayonnement et le vide de l'espace. Le vaisseau spatial de 20 tonnes sera finalement attaché au sommet d'une fusée Ariane 5 à l'été 2007 et volé vers la Station spatiale internationale. Une flotte entière de ces engins spatiaux sera finalement construite, transférant le fret de remplacement à la station, puis servant de poubelles jetables, brûlant dans l'atmosphère terrestre.
Pendant 21 jours consécutifs, Jules Verne, le premier véhicule de transfert automatisé (ATV), a non seulement survécu aux conditions les plus rigoureuses de l'environnement spatial, mais il a également testé avec succès ses logiciels et son matériel de vol dans les conditions simulées les plus difficiles. du vide spatial, des températures glaciales et du rayonnement solaire brûlant.
L'ATV Jules Verne, le vaisseau spatial le plus complexe jamais développé en Europe, doit effectuer son vol inaugural au sommet d'une Ariane 5 à l'été 2007 pour ravitailler la Station spatiale internationale. Il vient de terminer sa campagne d’essais la plus exhaustive dans les installations d’essai de l’ESA à l’ESTEC, à Noordwijk, aux Pays-Bas.
«Lancée le 22 novembre, la campagne de tests, avec différents cycles de phases froide et chaude, a été réalisée selon le calendrier et le« comportement »de ce vaisseau spatial complexe a été globalement conforme à celui attendu lors de la réaction au froid et au chaud environnement », a déclaré Bachisio Dore, responsable de l’intégration et de la vérification des assemblages (AIV) de l’ESA. «La réussite de cette campagne d'essais représente une étape importante pour le programme VTT.»
Défi thermique
L'aspect le plus difficile du test a été pour Jules Verne ATV de maintenir ses températures dans des limites strictes compatibles avec toutes les milliers de pièces de matériel qui composent ses sous-systèmes sophistiqués. Un logiciel spécifique et une nouvelle technologie permettent à l'ATV d'équilibrer les températures sur le vaisseau spatial et lui permettent de voler en douceur dans l'obscurité glaciale, le rayonnement solaire brûlant et dans le vide de l'environnement orbital.
«C'est comme mettre votre ordinateur portable dans le congélateur, puis l'exposer au soleil dans la chaleur estivale et revenir au congélateur pendant que vous l'utilisez continuellement», a expliqué l'un des 35 ingénieurs Astrium et sous-traitants qui surveillent le vaisseau spatial 24 heures sur 24, 7 jours sur 7.
Jules Verne n'est pas un ordinateur portable - c'est un vaisseau spatial de 20 tonnes, de la taille d'un bus à impériale, avec des dizaines d'ordinateurs puissants et une grande quantité d'électronique. Son logiciel d'un million de lignes de code en fait le plus grand et le plus élaboré jamais développé en Europe.
Les 625 capteurs thermiques intégrés et 250 autres capteurs supplémentaires, spécialement ajoutés à l'intérieur et autour de Jules Verne pour le test, ont soigneusement surveillé que les températures restent dans leurs limites acceptables 24h / 24.
Dans le même temps, à l'intérieur de l'immense chambre du grand simulateur spatial (LSS) de 2 300 m³, les conditions environnementales en orbite et les cycles thermiques ont été reproduits. Un niveau de vide typique d'un millionième de millibar a été atteint, la température de la chambre extérieure a été abaissée à moins 30 ° C ou à moins 80 ° C selon le cycle d'essai; et pendant de courtes périodes, le simulateur solaire a été activé, fournissant un faisceau solaire horizontal de 6 mètres de diamètre, pour émettre un puissant flux de 1400 watts par mètre carré sur la couche blanche éblouissante protégeant Jules Verne.
Caloducs ultramodernes
L'ATV se compose de deux modules principaux avec leurs propres exigences de température. Le transporteur de fret intégré sous pression, avec son compartiment de 48 m3 dédié au transport de la totalité du fret de ravitaillement vers la Station (d'une masse maximale de 7 667 kg). Ce module, qui accoste à l'ISS, doit rester entre 20 ° C et 30 ° C entre le lancement et l'accostage, et pendant la phase d'attachement à l'ISS, notamment lors du transfert du propulseur de ravitaillement vers la Station.
Le module avionique / propulsion non pressurisé, qui comprend les moteurs-fusées, l'énergie électrique, l'électronique, les ordinateurs, les communications et l'avionique, doit rester entre 0 ° C et 40 ° C.
La baie avionique, qui est le cerveau de l'ATV, produit sa propre chaleur à partir d'un grand nombre d'équipements électroniques, et gère en même temps un système très sophistiqué pour contrôler la surchauffe. «Grâce à 40 caloducs à conductance variable de pointe situés dans la baie avionique, le VTT est capable d'évacuer la chaleur et de libérer l'énergie directement dans l'espace ou, sinon, de réchauffer d'autres pièces de manière très économique. mode. Cette nouvelle technologie signifie que nous pouvons nous débarrasser de 50% d'énergie en plus pour l'ensemble du vaisseau spatial, tout en maintenant le bon environnement de température interne », explique Patrick Oger, ingénieur thermique chez Astrium.
Un autre objectif du test était de surveiller le dégazage du VTT, causé par certains matériaux du vaisseau spatial qui, dans des conditions de vide, libèrent des gaz internes qui sont généralement piégés à l'intérieur. Des échantillons de gaz ATV ont été collectés lors des tests en chambre à vide et seront ensuite analysés. Les ingénieurs aérospatiaux veulent être sûrs que les gaz ATV ne contaminent pas les mécanismes critiques de l'engin spatial, comme ceux qui font tourner les panneaux solaires vers le Soleil. Leur rotation à différentes températures s'est bien déroulée, même si les quatre panneaux solaires n'ont pas été montés sur le VTT pour le test.
Mille séquences de tests
L'objectif principal du test était de vérifier que dans l'environnement de vide thermique, tous les éléments matériels fonctionnent correctement ensemble. Pour atteindre cet objectif pour un engin spatial complexe tel que l'ATV, le développement, le réglage et la validation par les ingénieurs d'Astrium d'environ mille procédures de test et séquences de test automatisées étaient nécessaires.
Par exemple, pendant le test, les ingénieurs du VTT ont également activé certaines des pièces mobiles du vaisseau spatial. Dès que l'ordre a été donné d'étendre ou de rétracter la sonde du système d'amarrage, ils ont pu le voir bouger lentement, tout en regardant à travers les petites fenêtres LSS près du haut du vaisseau spatial.
Au cours des derniers jours des essais, plusieurs allumages simulés des 32 propulseurs de moteur ont été effectués avec de l'hélium gazeux, afin de vérifier la bonne interaction entre les sous-systèmes de propulsion et d'avionique. De plus, tout le matériel nécessaire à l'ATV pour effectuer des manœuvres d'urgence afin d'éviter une collision avec l'ISS a été testé pendant les tests thermiques en simulant les performances de quatre de ces manœuvres.
«Grâce à ces tests approfondis, il a été possible de valider l'ensemble du VTT, c'est-à-dire tout le matériel alors qu'il réagissait aux conditions orbitales difficiles. Dans le même temps, nous avons pu vérifier la performance complète du matériel et des logiciels nécessaires pour le contrôle de l'alimentation et de la chaleur dans des conditions proches de l'espace », explique Marc Chevalier, responsable Astrium ATV du Assembly Integration Test (AIT). "Ce test réussi nous montrera également quelques améliorations mineures dans les procédures logicielles qu'il serait bon de mettre en œuvre."
Au cours des prochaines semaines, environ 50 gigaoctets de données de test stockées au cours des 270 heures de test fonctionnel effectuées pendant le test thermique, qui ont été archivées, seront soigneusement analysées pour être sûr que toutes les anomalies ou bugs mineurs sont bien compris.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
