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Détails de l'étage supérieur d'Ares I
Aujourd'hui, le comité chargé d'examiner l'avenir des vols habités américains écoute Arès I les membres de l'équipe décrivent le fonctionnement de la fusée. Ils doivent convaincre le panel d'experts indépendants que la conception de la fusée est sûre et fiable, et que Arès I devrait être le véhicule que les États-Unis utilisent pour envoyer des humains sur la lune et éventuellement sur Mars.
Concept d'artiste de l'étage supérieur d'Ares I. Crédit : NASA
Déjà, le comité a entendu des idées alternatives pour les vols spatiaux de la part d'entreprises privées et même de l'intérieur de la NASA – John Shannon, responsable du programme de navette de la NASA, a présenté un concept de véhicule de lancement dérivé de la navette. Ces idées ont été bien reçues par le président du comité, Norman Augustine.
J'ai parlé avec Danny Davis, directeur de programme du Arès I stade supérieur, au printemps dernier, alors qu'il travaillait sur un article sur Ares I-X, un véhicule d'essai pour recueillir des données pour Ares I . Nous avons parlé en détail des composants de l'étage supérieur de la fusée, qui se séparera du premier étage peu après le décollage. L'étage supérieur comprend les systèmes d'avionique et de navigation et de contrôle les plus importants ( voir PDF ). Voici quelques extraits de notre conversation.
Examen de la technologie : Comment l'étage supérieur sera-t-il navigué et contrôlé une fois qu'il se séparera du premier étage ?
Danny Davis : Nous utilisons une approche assez traditionnelle pour cela, mais l'avionique sera à la pointe de la technologie ; nous n'utilisons pas d'anciennes technologies. Nous saisirons la trajectoire que nous voulons suivre et utiliserons les commandes informatiques embarquées, afin que [le personnel ou les systèmes] au sol ne pilotent pas le véhicule. L'ordinateur détecte le mouvement et choisit les commandes de guidage pour que [la fusée] reste sur la bonne trajectoire. Les astronautes ont la capacité de fournir des informations dans le système de guidage si nécessaire, mais il s'agit principalement d'ordinateurs de bord volant au lieu d'être un système de contrôle en boucle ouverte comme le premier étage.
ENFANTS : Pouvez-vous nous en dire plus sur ce qui contrôle l'étage supérieur ?
JJ : C'est essentiellement de l'électronique sophistiquée, principalement l'ordinateur de vol. Il s'agit d'un système informatique de pointe conçu pour fonctionner dans l'environnement que vous voyez pendant le décollage et le vol. L'unité d'instruments est également bien située; il est loin de la fusée, près d'une structure qui relie le Orion capsule, [le véhicule d'exploration de l'équipage], au véhicule de lancement. Il y a en fait trois ordinateurs de vol à bord qui se vérifient constamment. Si l'un produit une commande non comprise, alors elle peut être expulsée par les deux autres. [Ce processus s'appelle] une veille de vote. Les ordinateurs gèrent l'ensemble des opérations du véhicule - guidage, navigation et communications.
ENFANTS : Quel type de moteur l'étage supérieur utilisera-t-il pour la puissance ?
JJ : Un moteur J-2X qui se déclenchera lorsque l'étage supérieur se détachera du premier étage, [environ 127 secondes après le décollage]. Il s'inspire des conceptions de deux des fusées Saturn de l'ère Apollo et est alimenté par de l'oxygène liquide et de l'hydrogène liquide. Il fonctionnera pendant environ [465 secondes] jusqu'à ce qu'il atteigne une certaine altitude lorsque le Orion capsule d'équipage se sépare. Le moteur et l'étage supérieur retomberont alors dans l'atmosphère terrestre et ne seront pas récupérés.
TR : Qu'est-ce qui est vraiment innovant dans la conception de la fusée ?
DD : Notre conception a beaucoup de travail d'héritage : utilisant l'alliage d'aluminium, qui est extrêmement fort et léger et a été développé par le programme de navette spatiale ; des systèmes de protection thermique, des amorces et des vannes de propulseur pour la plupart déjà disponibles, mais nous développons des versions plus écologiques de l'amorce.
L'innovation dans notre mission est de mettre des astronautes en orbite pour qu'ils puissent rentrer chez eux. Chaque jour, nous pensons à la sécurité de la conception de la machine. Il doit fonctionner – le premier étage, l'étage supérieur doivent tous fonctionner ensemble, et il doit avoir le bon système de propulsion.
Une autre chose est que ce que nous allons faire, c'est le rendre plus abordable. Le problème avec la navette spatiale, c'est qu'elle est trop chère. Nous devons dépenser le budget et les ressources de la NASA pour payer le transport. Nous voulons construire un nouvel étage supérieur plus abordable, … pour permettre aux ingénieurs de travailler également sur d'autres choses. Il y a beaucoup d'améliorations que nous pouvons apporter et avons apportées.