Bienvenue sur le topic dédié au programme Artemis
Objectif du programme :
Le Programme Artemis a pour but d'emmener au moins un équipage sur la Lune. Artemis est la soeur jumelle d'Apollo(n) dans la mythologie grecque.
Il est mené par la NASA en coopération avec l'ESA, la JAXA, et l'ASC.
Le programme inlcus 3 vols d'essais et 5 missions.
Les 3 vols d'essais et la première mission ont déjà eu lieu.
Pad Abort 1 (PA-1) : 6 mai 2010
Le lancement s'est limité à l'ensemble CM+LAS : l'idée était de tester le système d'éjection de l'équipage dans le cas d'un incident au sol (donc avant le lancement de la fusée). Le CM était une maquette de test grandeur nature. C'était il y a un moment donc à la fois le CM et le LAS ont évolué depuis mais le concept reste identique.
Test concluant.
Exploration Flight Test 1 (EFR-1) : 5 décembre 2014
Lancement de l'ensemble CM+ESM+LAS+ICPS monté sur une fusée Delta IV Heavy. L'idée était de valider les concepts du CM et ESM et de leur adaptateur sur l'ICPS. Les éléments étaient encore une fois des maquettes de test inertes mais certaines fonctions ont pu être testées dans l'espace comme les moteurs directionnels d'Orion et le bouclier thermique qui a montré qu'il n'était pas encore au point. Orion a effectué 2 orbites pendant ce vol.
Suite au test le bouclier thermique monobloc a été remplacé par un bouclier en 186 briques.
Ascent Abort 2 (AA-2) : 2 juillet 2019
Lancement d'un ensemble CM+LAS montés sur un booster récupéré d'un missile militaire US. C'est un peu le grand frère de PA-1 : on a encore testé le LAS mais en vol cette fois, pour simuler un incident nécessitant l'éjection de l'équipage alors que le SLS aurait déjà décollé.
Test concluant.
Artemis I : 16 Nov22 au 11 Dec22
Mission sans équipage visant à valider le système lanceur + Orion. Elle s'est déroulée presque parfaitement semble-t-il.
Artemis II : Novembre 2024 officiellement, plutôt février 2025
Mission de 10j avec équipage visant à valider pratiquement l'ensemble du système - il manquera le HLS quand même ce qui n'est pas rien. II est un peu à Artemis ce que 8 était à Apollo. L'équipage fera le tour de la Lune à bonne distance (pas de mise en orbite) sans s'y poser.
J'ai essayé d'ajouter des détails au visuel NASA :
L'équipage a été nommé en avril 2023 :
Commandant Reid Wiseman
Pilote Victor Glover
Spécialiste 1 Jeremy Hansen (Canada)
Spécialiste 2 Christina Koch
A l'inverse d'Apollo aucun équipage de secours n'a été nommé (au moins publiquement).
Les SRB sont construits et attendent au stockage à l'usine (Utah). Ils seront envoyés à KSC sur demande, pour la fin d'année 2023.
Les 5 sections du Core Stage du SLS ont été assemblées mi-mars 2023. Le montage des 4 moteurs devait se terminer en juin 23 pour une livraison à KSC à l'automne 23 : le premier RS-25 a été monté mi-septembre. On prévoyait une arrivée du CS en novembre à KSC.
L'ICPS est à KSC depuis 2021, il a été complètement testé en 2023 et est maintenant en stockage en attendant le stacking du SLS.
Le LVSA est terminé, en attente de transport à KSC début 2024.
L'ESM est arrivé aux Etats-Unis en octobre 21 et a été équipé de sa tuyère début 2023. Il a terminé ses essais acoustiques mi-mai et a été déplacé dans l'espace d'assemblage pour être accouplé au CM. Le Crew Module Adapter (ou CMA) qui permet le couplage au CM est monté sur l'ESM (8/8/23).
L'assemblage du CM est pratiquement terminé (août 23) et si tout se passe bien lors des tests Lockheed Martin devrait le livrer à la NASA à la fin avril 2024.
Le CM et l'ESM devraient être assemblés mi-septembre pour 4 mois de tests.
Le ML devrait être prêt pour la fin d'année 2023.
Le stacking du SLS est prévu pour démarrer en février 2024 : il débute par les SRB.
La date de novembre 24 est toujours la cible officielle de la NASA, mais le planning a "plusieurs semaines" de retard (mi-août 23). En étant réaliste on peut estimer que ça sera plutôt pour début 2025.
L'entrainement spécifique de l'équipage commence début juillet 2023. C'est à ce moment que la mission passe de la planification à la préparation proprement dite.
Artemis III : décembre 2025
Le NASA OIG (Office of Inspector General) ne pense pas que 2025 soit très réaliste :
Citation :
the date for a crewed lunar landing likely will slip to 2026 at the earliest
|
2026 au plus tôt, donc sans doute 2027 ...
Au NAC de mai 2023 (NASA Advisory Council) l'idée a encore été mentionnée oralement de ne pas décaler Artemis III (donc lancement début 2026) mais d'en changer le contenu : pas d'alunissage mais une première mission vers Gateway.
L'idée étant de prioriser la continuité des vols (un tous les 20 mois - le minimum de temps entre deux vols SLS) pour "rassurer" plutôt que de laisser le temps filer en attendant que le matériel soit prêt.
Première mission habitée sur la Lune depuis 1972.
Grâce au système lanceur + Orion + Starship HLS deux astronautes (américains bien sûr) se poseront sur la Lune pendant que les deux autres resteront en orbite.
L'ICPS a été construit par ULA et est arrivé à Cape Canaveral.
L'ESM-3 est en cours d'intégration à Brême. Livraison à la NASA prévue en 2024.
Le CS3 a été enduit de sa protection thermique (mai 23).
Artemis IV : septembre 2028
Seconde mission sur la Lune (ou première si III est modifiée). Gateway devrait être prête pour cette mission.
L'ESM-4 est en cours d'intégration à Brême. Livraison à la NASA prévue en 2026.
IV devrait être lancée avec un SLS Block 1b qui emportera le module N°3 de Gateway (I-HAB).
Artemis V : septembre 2029
Troisième mission sur la Lune. Peut-être avec le Sustainable HLS (qui permettra des A/R entre la Lune et son orbite) et un rover.
L'ESM-5 est en cours d'intégration à Brême. Livraison à la NASA prévue en 2027.
IV devrait être lancée avec un SLS Block 1b qui emportera le module N°4 de Gateway (ESPRIT).
Ensuite c'est de l'optionnel.
Sur Artemis VII on envisage un rover pressurisé.
Où ça sur la Lune ?
Aujourd'hui 13 potentielles régions d'alunissage ont été identifiés. Ils sont à proximité du pôle sud de la Lune. Cette partie de la Lune est très vieille, possèdes des cratères profonds et des PSR nombreuses (Permanently Shadowed Regions - des endroit toujours à l'ombre, parfois depuis des milliards d'années). Dans les PSR on espère trouver des gaz volatiles très (très) âgés. Aujourd'hui et même pour les premières Artemis on n'ira sans doute pas directement dans ses PSR (toujours froides (-200°C) et sombres par définition, et très souvent escarpées) car trop dangereuses.
Dans chaque régions de multiples sites seront identifiés pour les alunissages.
Le plan est de passer de 13 à 3-5 régions à l'été 2023. Avoir plusieurs régions sous le coude permet de s'assurer d'en avoir une quelque soit le moment de l'année où l'on alunit : lumière pendant toute la durée de la mission (au moins pour Artemis III), claire ligne de vue vers la Terre pour la radio, etc ....
On a longempts utlisé les données de LRO (Lunar Reconnaissance Orbiter) pour étudier les sites potentiels, mais depuis le début 2023 on se base sur les images de ShadowCam, embarquée à bord de la sonde coréenne KPLO "Danuri". A gauche LRO, à droite ShadowCam.
Le matériel :
1. Le lanceur : Space Launch System (SLS)
Le lanceur SLS (la fusée) est le matériel chargé d'emporter en orbite terrestre le vaisseau Orion et son module de service.
Voici les deux versions principales qui nous intéressent:
- Block 1 : pour Artemis I à III, avec une charge utile de 27t en TLI (trans-lunar injection => vers la Lune).
- Block 1b : pour les vols suivants, avec une charge utile de 42t en TLI
- Block 2 : un jour ou l'autre, avec de nouveaux boosters et pour 46t en TLI - à partir d'Artemis IX
D'autres blocs sont en théorie prévus.
1a. Le premier étage : Core Stage
Le Core Stage porte les moteurs principaux (4 x RS25) et leurs réservoirs. Les RS25 sont les moteurs des Navettes Spatiales recyclés (16 moteurs récupérés, donc 4 vols). Pour les vols à partir d'Artemis V, de nouveaux RS-25 seront utilisés, produits spécifiquement pour le programme (le contrat porte sur 24 nouveaux moteurs, donc 6 vols jusqu'à Artemis X donc).
Son objectif est d'emporter hors de l'atmosphère la charge utile (deuxième étage et Orion).
Pour Artemis II les moteurs sont les suivants :
E2047 : 15 missions STS dont STS-98, 112, 115, 118, 123, 126, 128, 132, 134 et 135 (dernier vol de la Navatte)
E2059 : 5 missions STS : STS-117, 122, 125 (Hubble), 130 et 133 (dernier vol de Discovery)
E2062 et E2063 : moteurs neufs.
1b. Le deuxième étage : ICPS puis EUS
Cet étage permet la mise en orbite basse (LEO, low Earth Orbit) puis la poussée en direction de la Lune (TLI, trans-lunar injection)* du vaisseau Orion et d'une éventuelle charge utile complémentaire (Block 1b et suivants).
* pas pour Artemis II, c'est l'AJ10 du ESM qui fera ce job.
Pour Artemis I à III, c'est l'ICPS (Interim Cryogenic Propulsion Stage) qui sera utilisé. Il est motorisé par un RL10B-2.
D'ailleurs attention à ne pas confondre le RL10 et l'AJ10. Le premier est un moteur à ergols cryogéniques (LOX/LH2) : grosse puissance massique, meilleure poussée donc c'est bon pour le décollage et un burn de TLI unique. L'AJ10 est un moteur à ergols hypergoliques : pas de système d'allumage, il suffit d'ouvrir une vanne pour avoir une combustion donc c'est bien pour faire plusieurs allumages sans risque de casse ce qui est le cas entre le TLI et l'EI lorsqu'il faut faire des corrections de trajectoire.
Ensuite on passera à l'EUS (Exploration Upper Stage) qui sera beaucoup plus gros et permettra d'emporter vers la Lune des éléments de la station Gateway ou du cargo.
L'EUS aura 4 moteurs RLB10C-3 (oui, c'est beaucoup plus gros !).
Le deuxième étage emporte également 10 Cubesats, de petits satellites qui sont déployés au cours de la mission.
Au-dessus du second étage se trouve le Orion Stage Adapter, il connecte l'ESM au ICPS/EUS. C'est lui qui accueille les cubsats.
1c. Les propulseurs d'appoint : Solid Rocket Booster (SRB)
Au nombre de deux ils fournissent la majorité de la poussée pendant la phase initiale du vol. Ils sont dérivés de ceux des Navettes Spatiales, avec un réservoir de combustible supplémentaire - pour Artemis I à III ce sont même des SRB ayant déjà volé avec la Navette qui seront utilisés. Pour les vols suivants ce sont des SRB neufs mais qui utilisent des stocks déjà constitués et y ajoutent quelques améliorations.
Contrairement à l'époque de la Navette les SRB des SLS ne seront pas récupérés.
A partir du block 2 du SLS on prévoit l'utilisation de nouveaux boosters, BOLE (Booster Obsolescence and Life Extension). Le block 2 est aujourd'hui très hypothétique (Artemis IX).
Pour lancer tout cela on a besoin du Mobil Launcher : ML-1 pour Artemis I à III, puis ML-2 pour accommoder le Block 1b à partir d'Artemis IV. Le ML est la tour mobile qui alimente la fusée sur le pas de tir et permet d'accéder à la capsule. Le ML est mobile quand on le met sur un crawler (Crawler-Transporter 2 pour Artemis) qui l'emmène du bâtiment d'assemblage vers le pas de tir.
Si ML-1 est "connu" et ne fait que subir des mises à jour et réparations entre les lancements, ML-2 est un gros problème à l'heure actuelle en vue d'Artemis IV. Betchel(le fabricant) va sans doute dépenser plus de 1,5Mds € pour ce ML, soit 4 fois le budget initial.
ML-1 sur le CT-2 :
2. Le vaisseau : Orion
Orion est le vaisseau où vivront les astronautes durant la mission vers la Lune. Il emporte 4 personnes.
Tout comme Apollo il est composé d'un Module de Service (fourni par l'ESA) et d'une capsule de vie. Seule cette dernière revient sur la Terre.
Il emporte 12 propulseurs pour le RCS, des MR-104G (à l'origine le MR-104 a été développé pour les sondes Voyager).
2a. Le module de service : European Service Module (ESM)
L'ESM fournit l'énergie et les systèmes de survie nécessaires à la capsule pendant les missions. Le moteur AJ10 de l'ESM (un lointain cousin du moteur du CSM d'Apollo, et un recyclage des moteurs auxiliaires des Navettes) permettra des poussées de correction entre la Terre et la Lune ainsi que l'entrée et la sortie d'orbite lunaire.
Pour Artemis II c'est l'AJ10 qui effectuera la poussée de TLI.
Le moteur d'Artemis II est un ancien OSM d'Atlantis qui a déjà effectué 6 vols : STS-101, STS-106, STS-98, STS-104, STS-110, STS-112.
La motorisation auxiliaire est composée de :
- 8 R-4D-11, moteur hypergolique qui brûle un mélange MMH/MON
- 24 propulseurs du RCS, MMH/MON aussi
(on remarque qu'en Europe l'exploration spatiale est un sujet pour les enfants vu les infographies)
Au lancement l'ESM est protégé par 3 panneau explosifs qui sont libérés après l'extinction du deuxième étage (SECO). Ce sont les Encapsulated Service Module Panels, vus ici lors d'un test sur une maquette de l'ESM pour Artemis I.
Sous l'ESM, pour protéger les tuyères, se trouve le Spacecraft Adapter (CA).
Lors du stacking le CA est déposé sur l'Orion Stage Adapater pour connecter le CSM au deuxième étage.
Et au-dessus de l'ESM cette fois, on trouve le Crew Module Adapter (CMA), qui permet la connexion (mécanique par boulon explosifs, mais aussi électrique et pour les ergols) entre l'ESM et le CM. C'est l'équipement cylindrique au diamètre plus important sur la photo :
2b. La capsule de l'équipage : Crew Module (CM)
La capsule est l'équivalent moderne du Command Module d'Apollo. C'est le lieu de vie des astronautes durant la mission. Il peut accueillir 4 astronautes pour 30j (avec l'ICPS) ou 60j (avec EUS + Gateway).
2c. Le système de sauvetage : Launch Abort System (LAS)
Le LAS est monté au sommet du SLS. En cas de défaut catastrophique au lancement, il éjectera la capsule et les astronautes afin de les mettre en sécurité au cas où le lanceur exploserait.
3. L'alunisseur : Human Landing System (HLS) puis le Sustainable HLS
3a. Starship Human Landing System (HLS)
Pour les deux premières missions sur la Lune (Artemis III et IV) c'est une version HLS du Starship de SpaceX qui servira d'alunisseur.
L'alunisseur emportera les deux astronautes qui marcheront sur la Lune depuis Orion (ou la Gateway) jusqu'à la surface du satellite.
Contrairement à ce qui a existé sur Apollo (LEM sous le vaisseau dans le lanceur) l'alunisseur ne décolle pas avec le vaisseau Orion, mais est l'objet d'un lancement séparé (voire de plusieurs pour des ravitaillements en carburant et comburant).
On a très peu d'infos sur le développement sur le Starship HLS. Un alunissage de démonstration sans équipage est envisagé pour fin 2024 avant la mission Artemis III fin 2025.
NextSTEP Appendix H : nom du contrat pour le développement et l'exploitation de cette version de l'alunisseur.
Option B : ajout d'un deuxième alunissage avec équipage (Artemis IV) au contrat.
3b. Sustainable Human Landing System (HLS)
C'est la réponse à la demande NextSTEP Appendix N.
Anciennement LETS (Lunar Exploration Transportation Services) ce système doit permettre à terme de faire des allers-retours "faciles" entre la surface de la Lune et Gateway.
Blue Origin a été sélectionnée le 19 mai 2023 pour fournir ce lander. Infos ici.
NextSTEP Appendix N : nom de l'appel d'offres pour les études de faisabilité de cette seconde version de l'alunisseur.
NextSTEP Appendix P : nom du contrat pour le développement et l'exploitation de cette version de l'alunisseur.
Source selection statement : dossier d'acceptation de Blue Origine.
4. La station spatiale : Gateway
Gateway est une station spatiale qui sera placée en orbite lunaire vers 2025-26. Elle devra permette aux astronautes des missions Artemis IV et suivantes d'avoir un point de ralliement près de la Lune pour passer à bord du HLS. La première mission Artemis sur la Lune (Artemis III) devra sans doute se passer de Gateway, et les astronautes passeront directement de Orion à l'HLS. Gateway sera également utilisée pour réaliser des expériences et des mesures.
Elle permet également d'avoir à proximité immédiate de la Lune du matériel qui n'a ainsi pas à voyager sur Orion.
Aujourd'hui on prévoit de positionner la Gateway sur un orbite NRHO (Near Rectilinear Halo Orbit) de 70 000 x 3 000, avec une période de 6,5 jours environ.
Pour le moment l'envoi des deux premiers blocs de Gateway (PPE et HALO, propulsion et habitat) est prévu en un seul lancement Falcon Heavy en octobre 2025, pour une arrivée en orbite lunaire à l'automne 2026.
Ensuite les modules suivants seront envoyés via SLS Block 1b avec les missions Artemis IV et V.
Il faut compter 11 mois depuis la date de lancement jusqu'à la mise en orbite autour de la Lune. On entend de plus en plus parler d'un changement de mission Artemis III qui n'alunirait pas mais irait sur Gateway.
4a. Le cargo : Dragon XL
Au titre du marché Gateway Logistics Service, Spacex a proposé un cousin agrandi (d'où XL ) du Dragon qui ravataille l'ISS, ce vaisseau pourra emporter 5t en orbite lunaire. Lancement via Falcon Heavy.
Pas trop de nouvelles sur ce marché récemment.
5. Les astronautes
Une équipe de 18 astronautes de la NASA a été nommée en 2020 pour les premières missions Artemis. A l'époque Wiseman était "chef des astronautes" et n'était donc pas dans les 18. Il a été remplacé à ce poste par Joseph Acaba le 2 février 2023 (qui a donc quitté les 18), juste à temps pour être nommé Commandant d'Artemis II (il y a un eu un intérimaire entre novembre 22 et la nomination d'Acaba).
Il faut y ajouter les Canadiens : le corps de la CSA est formé de 4 astronautes dont l'un, Jeremy Hansen, volera sur Artemis II. Un autre canadien volera sur une mission Artemis vers la Gateway, donc sûrement IV ou V.
Les accords entre la NASA et l'ESA réservent 3 places aux astronautes européens, dont un chacun sur Artemis IV et V. Pour le moment l'engagement est d'envoyer les Européens sur Gateway, en aucun cas sur la Lune.
Les liens :
Le blog de la NASA sur le programme : https://blogs.nasa.gov/artemis/
Message édité par RaKaCHa le 11-10-2023 à 10:50:46