Le programme Constellation continue

Bon ! Je reprends le cours, chers amis, après quelques déboires "Orange" qui ont affecté ma connexion internet et téléphone, sur la région la plus Ouest-Bretagne.
Tout est rétabli désormais

Voilà une capsule confortable, apte à acheminer au minimum 6 astronautes sur l'ISS, mais apte aussi et surtout, à faire du BEO, des missions lunaires ou points de Lagrange !

(Apport photo Constellation)

Constellation a écrit:

Et voilà la proposition de budget 2012 de l'Exécutif US pour la NASA: 792 pages (oui, oui...) sur lesquelles je ne m'étendrai pas outre-mesure, sachant que ce document va être largement modifié par le Congrès dans les 6 mois à venir.
...

La Nasa espère sauver ses ambitions malgré le gel de son budget

Citation :

Le président Barack Obama n'épargne pas la Nasa dans le programme général d'économies, proposant dans le projet de budget transmis lundi au Congrès de geler sur cinq ans l'enveloppe de l'agence spatiale, qui espère malgré tout préserver ses ambitions.
...

lunarjojo a écrit:

J'ai de plus en plus de mal à savoir ou va l'astronautique US. Heureusement que Contellation veille!! Dire que la NASA nous a fait rêver. Aujourd'hui, c'est plutôt à pleurer

Je me rends compte qu'un petit éclaircissement serait souhaitable car le spatial US habité est bien complexe à suivre!!
Allez je me lance en tentant d'être suffisamment clair.
Accrochez vos ceintures... c'est parti!!

1) Complexité de la procédure budgétaire

En ce moment la NASA voit ses activités déterminées ou influencées par 3 documents budgétaires:

* le budget 2010 qui devait s'achever le 30/09/2010 mais qui a été reconduit par une "continuing resolution" en raison du non vote définitif (loi d'appropriation) du budget 2011;

* le budget 2011 qui a fait l'objet:
d'une proposition d'Obama calamiteuse en février 2010 --> laquelle a été rejetée par la Chambre des Représentants et le Sénat,
puis d'une loi d'autorisation du Congrès en octobre passé mais qui n'a pas encore été voté par la loi définitive d'appropriation;

* la proposition de budget 2012 de la Maison-Blanche qui n'a aucune valeur car le Congrès devra l'autoriser puis l'approprier d'ici cet été:
Obama joue encore au pétroleur en tentant d'augmenter le budget du commercial habité et en rognant le spatial habité gouvernemental SLS+Orion; cette proposition va être retoquée par le Congrès majoritairement républicain depuis les élections de novembre passé.

2) Complexité du programme spatial habité post-shuttle

De 2005 à 2010 le programme spatial LEO et BEO successeur des navettes spatiales, s'est présenté de la manière suivante:

* le programme Constellation comportant 4 programmes et 2 projets:
Programmes
CSM Orion
lanceur Ares 1
combinaisons spatiales
plate-forme de lancement et tour ombilicale des lanceurs Ares

Projets
lanceur Ares 5
module lunaire Altaïr

* le programme COTS pour acheminer du fret vers l'ISS par le secteur commercial (Space X et Orbital ).

Depuis l'élection d'Obama et la nomination de Bolden et de Garver(patrons de la NASA) les évolutions sont les suivantes:

* le programme Constellation ou Human Exploration Capacities (HEC), qui n'a jamais été supprimé malgré ce que certains croient, a été modifié et comporte désormais 4 programmes:

CSM Orion appelé Multipurpose Crew Vehicule ou MPCV
lanceur Ares 5 (version 2006) appelé Space Launch System ou SLS
combinaisons spatiales
plate-forme de lancement et tour ombilicale (celle d'Ares)

* le programme COTS pour acheminer du fret vers l'ISS par le secteur commercial (Space X et Orbitall

* le programme CCdev pour l'envoi d'astronautes de la NASA vers l'ISS par des fusées et des véhicules commerciaux: 6 sociétés US sont en compétition.

Tout ce qui précède concerne exclusivement le spatial US habité sous maîtrise d'ouvrage NASA ou pour le compte du "client gouvernemental" NASA.

En outre, il y a aussi une pléthore de projets privés orbitaux et sub-orbitaux en dehors du champ de la NASA!!

Vous suivez toujours? Bon j'espère avoir été compréhensible.

Merci Constellation pour ces précisions

C'est tout à fait clair cher Constellation
Tu es un très bon pédagogue !

Constellation a écrit:

[....Bon j'espère avoir été compréhensible.

mieux que ça: clair comme de l'eau de roche, merci

Merci pour le résumé clair de la situation Constellation, et j'apprécie ton enthousiasme malgré le contexte

C'est bien simple, j'en apprend plus sur ce forum qu'avec la presse

Merci à tous.
Et une bonne nuit.

ASTRO BOY a écrit:

C'est bien simple, j'en apprend plus sur ce forum qu'avec la presse

Ça, ce n'est pas difficile, que d'en dire plus que la presse

Dans les jours qui viennent je mettrai en ligne des infos intéressantes sur le développement d'Orion.

Auparavant je tenterai d'imaginer le profil-type d'une future mission lunaire US à partir des programmes de CONSTELLATION/HEC, qui sont en développement aujourd'hui ou qui le seront à moyen terme.

M'est avis que vous serez surpris par la similitude avec Apollo... je pèse mes mots!

Constellation a écrit:

Dans les jours qui viennent je mettrai en ligne des infos intéressantes sur le développement d'Orion.

Auparavant je tenterai d'imaginer le profil-type d'une future mission lunaire US à partir des programmes de CONSTELLATION/HEC, qui sont en développement aujourd'hui ou qui le seront à moyen terme.

M'est avis que vous serez surpris par la similitude avec Apollo... je pèse mes mots!

Nous ne demandons que ça !

Constellation a écrit:

Auparavant je tenterai d'imaginer le profil-type d'une future mission lunaire US à partir des programmes de CONSTELLATION/HEC, qui sont en développement aujourd'hui ou qui le seront à moyen terme.

La constante en matière de programme d'exploration spatiale habitée, et plus particulièrement concernant le retour sur la Lune, c'est la limitation budgétaire. Et elle sera toujours incontournable.

Les deux programmes amiraux de la nouvelle politique gouvernementale US "post shuttle" sont le lanceur lourd SLS et le MPCV Orion.

La feuille de route de la NASA prévoit leur opérationnalité d'ici fin 2016.
C'est à dire que jusqu'au budget 2016 inclus le développement de ces deux programmes va absorber la totalité du budget d'exploration habitée.

Ce n'est qu'à partir de l'exercice 2017 que la troisième composante essentielle du retour sur la lune pourra être financée: le futur module lunaire ou LEM. Et c'est surtout après le 30 septembre 2020, date de l'abandon du segment US de l'ISS que les premiers vols lunaires sont envisageables. Jusque là l'ISS représentera un frein financier à Constellation/HEC.
Entre 2017 et 2020 interviendront vraisemblablement des missions circum-lunaires de type Apollo 8 et des missions à destination des points de Lagrange: une mise en bouche préalable au grand retour.

à suivre...

Oui, mener de front les impératifs ISS et des missions BEO est, financièrement, mission... impossible, c'est le cas de le dire.
Il faut souhaiter que les finances soient le plus tôt possible affectées à des missions plus lointaines, telles les points de Lagrange en commençant par L1, la plus proche, avec une inversion de tendance : plus de crédits pour les explorations lointaines, tout en conservant du LEO mais plus modeste. Car tourner en orbite basse, c'est bien sans doute, mais l'ISS est une éponge à crédits qui pénalise l'extension de l'exploration spatiale

LM-5 a écrit:

...... Car tourner en orbite basse, c'est bien sans doute, mais l'ISS est une éponge à crédits qui pénalise l'extension de l'exploration spatiale

Mais l'exploration spatiale humaine ... pourquoi faire ? ? ? ?

Que vont nous apprendre des missions circumlunaires type Apollo 8 (en plus d'une nouvelle lecture d'un extrait de la Bible) et vers les points de Lagrange (où à ma connaissance, il n'y a actuellement RIEN à voir !) .... de plus que des missions automatiques ? Excepté peut-etre un concours type 'qui à la plus grosse' ?

Perso, je suis pour l'exploration humaine, là où elle apporte un plus ... et donc, pour l'instant, l'exploration type "BEO on ISS" me convient très bien ... on y fait de la science (peu, peut-etre) que le privé (touriste) spatial n'y fera pas !

Avis perso et volontairement provocateur !

DoubleMexpress a écrit:

LM-5 a écrit:

...... Car tourner en orbite basse, c'est bien sans doute, mais l'ISS est une éponge à crédits qui pénalise l'extension de l'exploration spatiale

Mais l'exploration spatiale humaine ... pourquoi faire ? ? ? ?

Que vont nous apprendre des missions circumlunaires type Apollo 8 (en plus d'une nouvelle lecture d'un extrait de la Bible) et vers les points de Lagrange (où à ma connaissance, il n'y a actuellement RIEN à voir !) .... de plus que des missions automatiques ? Excepté peut-etre un concours type 'qui à la plus grosse' ?

Perso, je suis pour l'exploration humaine, là où elle apporte un plus ... et donc, pour l'instant, l'exploration type "BEO on ISS" me convient très bien ... on y fait de la science (peu, peut-etre) que le privé (touriste) spatial n'y fera pas !

Avis perso et volontairement provocateur !

Tu es provocateur en effet!!

Avant le retour sur la surface de la Lune, il y aura une ou plusieurs missions circumlunaires car d'une part il sera nécessaire de rôder le MPCV Orion et d'autre part le nouveau LEM ne sera pas prêt avant 2020!! Et oui c'est une question de budget.
Cher DoubleMexpress je pense avoir pas mal documenté ce Fil sur les missions de type Lagrange ou NEO (astéroïdes).Si ça t'intéresse je pourrai en reparler.
Mais le fonds de commerce du BEO demeure le retour sur la Lune: deux semaines à sa surface pour 6 missions Apollo, juste un effleurement!

N'opposons pas vols humains et automatiques, ils sont complémentaires.
Idem pour les missions spatiales habitées gouvernementales BEO et commerciales LEO.

Depuis toujours, l'humanité s'est déplacé pour survivre et trouver des terres fertiles.
C'est dans les gênes de l'homme d'aller à l'aventure pour découvrir de nouveaux horizons.

L'homme doit apprendre à "domestiquer" les astéroïdes et comètes véritables dangers pour la terre.
Il serait trop bête de mourir à cause d'un caillou et de la malchance !!

La population humaine est en expansion démographique et il deviendra urgent soit de contrôler les naissances, soit de coloniser d'autres mondes afin que l'humanité n'est pas le même sort que les dinosaures.

Les sondes automatiques sont un outil pour l'homme et un moyen d'acquérir des connaissances, mais la finalité est l'homme.
Aujourd'hui, l'homme dans l'espace n'est pas justifié, mais il faut penser au futur de l'humanité.

Nous devons absolument apprendre à vivre en autarcie sur la lune et sur mars !!!!
Le programme Constellation est une mise en bouche de la conquête de l'espace.

Constellation a écrit:

La constante en matière de programme d'exploration spatiale habitée, et plus particulièrement concernant le retour sur la Lune, c'est la limitation budgétaire. Et elle sera toujours incontournable.

Les deux programmes amiraux de la nouvelle politique gouvernementale US "post shuttle" sont le lanceur lourd SLS et le MPCV Orion.

La feuille de route de la NASA prévoit leur opérationnalité d'ici fin 2016.
C'est à dire que jusqu'au budget 2016 inclus le développement de ces deux programmes va absorber la totalité du budget d'exploration habitée.

Ce n'est qu'à partir de l'exercice 2017 que la troisième composante essentielle du retour sur la lune pourra être financée: le futur module lunaire ou LEM. Et c'est surtout après le 30 septembre 2020, date de l'abandon du segment US de l'ISS, que les premiers vols lunaires pourront être envisageables. Jusque là l'ISS représentera un frein financier à Constellation/HEC.
Entre 2017 et 2020 interviendront vraisemblablement des missions circum-lunaires de type Apollo 8 et des missions à destination des points de Lagrange: une mise en bouche préalable au grand retour.

à suivre...

Après avoir pris conscience de l'importance du fait budgétaire en matière de retour sur la Lune, essayons à présent de cerner l'architecture spatiale qui permettra ce retour aux meilleurs coûts.


Comme on a pu le noter 3 éléments fondamentaux constitueront le socle de la future exploration sélène:

* le lanceur lourd dérivé de la navette spatiale et d'Ares 1: le "Space Launch System" ou SLS capable de satelliser 130 tonnes en LEO avec l'aide d'un second étage "upper stage"--> il reprendra la configuration d'Ares 5 version 2006;

* le vaisseau Orion, "Multipurpose Crew Vehicule" ou MPCV, comportant un module d'équipage de 9,5 tonnes et un module de service de 14,5 tonnes --> soit 24 tonnes au total avec les pleins d'ergols;

* le module lunaire ou LEM, dérivé du projet "Altaïr", comportant deux étages comme le LEM d'Apollo.


Par rapport à la Saturn 5 du programme Apollo, qui pouvait satelliser 118 tonnes en orbite basse, le futur lanceur d'Orion pourra mettre en orbite basse 130 tonnes soit 10% de plus que Saturn 5.

Sachant que le CSM Apollo + le LEM ont pesé jusqu'à 47 tonnes pour les trois dernières missions avec "jeep" on peut en déduire que le SLS pourra envoyer 10% de plus vers la Lune soit 52 tonnes.

Il restera donc: 52 tonnes moins Orion de 24 tonnes, soit 28 tonnes pour le module lunaire.

Sachant que le SM d'Apollo consommait 10 tonnes pour se mettre en orbite lunaire on peut estimer à 11 tonnes (+10%) la quantité d'ergols que le LEM futur devra consommer pour la mise en orbite du train lunaire.
Dans la nouvelle architecture c'est en effet au module lunaire qu'incombera le ralentissement des deux vaisseaux accolés.

C'est donc un module lunaire de 17 tonnes qui sera amené à se décrocher d'Orion pour amorcer la descente lunaire.
Une tonne de plus seulement que le LEM d'Apollo!!
Elément clé du retour US sur la Lune, le module lunaire reprendra la configuration du LEM d'Apollo.

On a vu qu'il ne pèsera plus que 17 tonnes au moment où il se séparera du MPCV Orion pour entamer sa descente vers le sol lunaire.
Comment se présentera-t-il et quelle sera la répartition des masses des deux étages?

L'étage de descente:
* le plus gros et le plus lourd, devrait consommer environ 8 tonnes d'ergols pour passer d'une vitesse orbitale de 4800 km/h à une vitesse "zéro" au moment de l'atterrissage, très proche de ce que consommait le LEM d'Apollo;
* la structure de l'étage de descente+ le reliquat de carburant+ les réserves "vie"+ les 2 "rovers"+ les équipements scientifiques à déposer sur le sol lunaire devraient représenter aux alentours de 3,5 tonnes;
* le sas fixé au-dessus de l'étage de descente permettra de ne pas polluer l'étage de remontée avec la poussière lunaire: poids estimé de 0,5 tonnes.

L'étage de remontée:
environ 5 tonnes pour 3,5O mètres de haut (non compris la tuyère) et 2,50 mètres de diamètre: il pourra héberger deux astronautes dans un volume de 10 mètres cubes (chiffres d'Altaïr). Il devrait disposer de toilettes comme Orion.

Si on additionne les différents poids susvisés on aboutit au chiffre précédent de 17 tonnes.
Donc pour récapituler:
le futur module lunaire sera un véhicule de 28 tonnes avant satellisation, de 17 tonnes lors de la séparation avec Orion avant la descente vers le sol lunaire;
hauteur totale estimée à 7,50 mètres pour un diamètre maxi de l'étage de descente d'environ 7 mètres.

à suivre...

J'espère être suffisamment compréhensible malgré la longueur de mon développement.
Quelques photos seront les bienvenues pour égayer ce texte!!
En voici!

Le train lunaire en approche de la Lune:
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

La séparation d'Orion et du module lunaire:
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

Le LEM s'éloigne d'Orion. On voit bien l'implantation du sas près de l'étage de remontée:
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

L'étage de remontée du module lunaire est en route pour rejoindre le vaisseau Orion:
[Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

question de béotien: les progrès en matière de motorisation ne permettent-ils pas d'économiser une partie de la masse de carburant par rapport à Apollo?

Dominique M. a écrit:

...les progrès en matière de motorisation ne permettent-ils pas d'économiser une partie de la masse de carburant par rapport à Apollo?

Je ne pense pas car le principe physique de propulsion reste le même. Cependant d'autres progrès permettent de réduire les masses, comme la miniaturisation de l'informatique. Aussi, les calculateurs modernes permettront peut-être de réduire le nombre de corrections trajectoires, et ainsi réduire la consommation carburant.

En effet les moteurs utilisés aujourd'hui ne sont pas vraiment différents de ceux construits dans les années 60.
Tout a été mis au point il y a 40/50 ans!
Ainsi les SSME des navettes, bien que cryogéniques, ont bénéficié directement de l'expérience de Rocketdyne en matière de moteurs géants: les moteurs F1 "kérolox" des Saturn 5.

Et le SLS ne dérogera pas puisqu'il sera équipé de 5 SSME.
50 ans après l'épopée Apollo!!

Idem pour le moteur J2-X qui équipera le second étage du SLS: directement dérivé du moteur J2 qui équipait le deuxième étage S-II et le troisième étage SIV-B des Saturn 5.

la voiture du champion du monde de formule 1 n'est -il pas si différent de celui des bonnes vieilles Ford modèle T ..... ?

ce domaine est sans doute celui qui a le moins évolué en un siècle ....

Dominique M. a écrit:

la voiture du champion du monde de formule 1 n'est -il pas si différent de celui des bonnes vieilles Ford modèle T ..... ?

ce domaine est sans doute celui qui a le moins évolué en un siècle ....

Les moteurs thermiques des voitures sont toujours à 2 ou 4 temps depuis 120 ans!
Mais les alliages et les organes mécaniques et électriques n'ont plus rien à voir. Sans parler de l'informatique introduite vers le milieu des années 60 (DS 21 en France).

Constellation a écrit:

Constellation a écrit:

La constante en matière de programme d'exploration spatiale habitée, et plus particulièrement concernant le retour sur la Lune, c'est la limitation budgétaire. Et elle sera toujours incontournable.

Les deux programmes amiraux de la nouvelle politique gouvernementale US "post shuttle" sont le lanceur lourd SLS et le MPCV Orion.

La feuille de route de la NASA prévoit leur opérationnalité d'ici fin 2016.
C'est à dire que jusqu'au budget 2016 inclus le développement de ces deux programmes va absorber la totalité du budget d'exploration habitée.

Ce n'est qu'à partir de l'exercice 2017 que la troisième composante essentielle du retour sur la lune pourra être financée: le futur module lunaire ou LEM. Et c'est surtout après le 30 septembre 2020, date de l'abandon du segment US de l'ISS, que les premiers vols lunaires pourront être envisageables. Jusque là l'ISS représentera un frein financier à Constellation/HEC.
Entre 2017 et 2020 interviendront vraisemblablement des missions circum-lunaires de type Apollo 8 et des missions à destination des points de Lagrange: une mise en bouche préalable au grand retour.

à suivre...

Après avoir pris conscience de l'importance du fait budgétaire en matière de retour sur la Lune, essayons à présent de cerner l'architecture spatiale qui permettra ce retour aux meilleurs coûts.


Comme on a pu le noter 3 éléments fondamentaux constitueront le socle de la future exploration sélène:

* le lanceur lourd dérivé de la navette spatiale et d'Ares 1: le "Space Launch System" ou SLS capable de satelliser 130 tonnes en LEO avec l'aide d'un second étage "upper stage"--> il reprendra la configuration d'Ares 5 version 2006;

* le vaisseau Orion, "Multipurpose Crew Vehicule" ou MPCV, comportant un module d'équipage de 9,5 tonnes et un module de service de 14,5 tonnes --> soit 24 tonnes au total avec les pleins d'ergols;

* le module lunaire ou LEM, dérivé du projet "Altaïr", comportant deux étages comme le LEM d'Apollo.


Par rapport à la Saturn 5 du programme Apollo, qui pouvait satelliser 118 tonnes en orbite basse, le futur lanceur d'Orion pourra mettre en orbite basse 130 tonnes soit 10% de plus que Saturn 5.

Sachant que le CSM Apollo + le LEM ont pesé jusqu'à 47 tonnes pour les trois dernières missions avec "jeep" on peut en déduire que le SLS pourra envoyer 10% de plus vers la Lune soit 52 tonnes.

Il restera donc: 52 tonnes moins Orion de 24 tonnes, soit 28 tonnes pour le module lunaire.

Sachant que le SM d'Apollo consommait 10 tonnes pour se mettre en orbite lunaire on peut estimer à 11 tonnes (+10%) la quantité d'ergols que le LEM futur devra consommer pour la mise en orbite du train lunaire.
Dans la nouvelle architecture c'est en effet au module lunaire qu'incombera le ralentissement des deux vaisseaux accolés.

C'est donc un module lunaire de 17 tonnes qui sera amené à se décrocher d'Orion pour amorcer la descente lunaire.
Une tonne de plus seulement que le LEM d'Apollo!!
Elément clé du retour US sur la Lune, le module lunaire reprendra la configuration du LEM d'Apollo.

On a vu qu'il ne pèsera plus que 17 tonnes au moment où il se séparera du MPCV Orion pour entamer sa descente vers le sol lunaire.
Comment se présentera-t-il et quelle sera la répartition des masses des deux étages?

L'étage de descente:
* le plus gros et le plus lourd, devrait consommer environ 8 tonnes d'ergols pour passer d'une vitesse orbitale de 4800 km/h à une vitesse "zéro" au moment de l'atterrissage, très proche de ce que consommait le LEM d'Apollo;
* la structure de l'étage de descente+ le reliquat de carburant+ les réserves "vie"+ les 2 "rovers"+ les équipements scientifiques à déposer sur le sol lunaire devraient représenter aux alentours de 3,5 tonnes;
* le sas fixé au-dessus de l'étage de descente permettra de ne pas polluer l'étage de remontée avec la poussière lunaire: poids estimé de 0,5 tonnes.

L'étage de remontée:
environ 5 tonnes pour 3,5O mètres de haut (non compris la tuyère) et 2,50 mètres de diamètre: il pourra héberger deux astronautes dans un volume de 10 mètres cubes (chiffres d'Altaïr). Il devrait disposer de toilettes comme Orion.

Si on additionne les différents poids susvisés on aboutit au chiffre précédent de 17 tonnes.
Donc pour récapituler:
le futur module lunaire sera un véhicule de 28 tonnes avant satellisation, de 17 tonnes lors de la séparation avec Orion avant la descente vers le sol lunaire;
hauteur totale estimée à 7,50 mètres pour un diamètre maxi de l'étage de descente d'environ 7 mètres.

à suivre...

Quid des missions lunaires?

* Quant au nombre d'astronautes à bord d'Orion+LEM:
vraisemblablement 2 si on lit le rapport qu'a remis la NASA au Congrès en janvier 2011, relatif au programme SLS+MPCV Orion (de 2 à 4 astronautes selon les missions LEO ou BEO).
Or les missions Apollo nécessitaient 3 astronautes: deux descendant sur la Lune et le troisième restant à bord du CSM.
Pourquoi des équipages de 2 personnes? Tout à fait envisageable avec le MPCV Orion qui est entièrement automatisé à la différence d'Apollo --> en cas de nécessité de venir en aide à l'étage de remontée du LEM, le CSM Orion pourra fonctionner en mode automatique sans personne à bord.

* Quant à la durée des missions sur le sol lunaire et à leur localisation:
de l'ordre d'une semaine (chiffres d'Altaïr);
astronautes installés plus confortablement qu'à l'époque d'Apollo: 10 mètres cubes pour deux, couchettes, toilettes, sas;
jusqu'aux mêmes latitudes que les missions Apollo, sans pour autant pouvoir atteindre les pôles, mais avec la possibilité d'explorer la face cachée de la Lune moyennant la mise en place d'un ou deux satellites de communications;
avec deux "rovers" vraisemblablement du type LRV d'Apollo, de l'ordre de 250 kg terrestres chacun, pour plus de sécurité et plus d'éloignement possible du LEM.


Au final on voit bien la similitude entre les missions lunaires d'Apollo et la future exploration de notre satellite envisageable dans le cadre du programme Constellation/HEC.