Une mission originale

 

  

 

Le lancement de ce premier vaisseau cargo ATV depuis Kourou est une grande première qui a nécessité de nombreux aménagements menés à bien sous la supervision du CNES. La Direction des Lanceurs a conduit, pour le compte de l'ESA, le projet jusqu'au processus de qualification de la mission de lancement. Le lanceur qui a mis Jules Verne en orbite est une Ariane 5 ES dérivée des Ariane 5ECA et Ariane 5 GS. Elle comprend des propulseurs à propergols solides identiques, ainsi que le même étage principal cryotechnique avec le moteur Vulcain 2 amélioré. Le composite supérieur comprend une nouvelle case à équipement (VEB) renforcée et concue pour supporter les charges de vol avec l'ATV et un étage à propergols stockables (EPS) réallumable doté du moteur AEstus. Cette capacité de réallumage permet d'optimiser les performances du lanceur pour atteindre l'orbite visée et de répondre aux impératifs de la mission.

La mission de l'ATV est d'assurer le ravitailllement de la Station Internationale, l'ISS (eau, air, vivres, ergols pour le segment russe, pièces de rechange, matériels pour les expériences, etc.) et d'assurer les manoeuvres de rehaussement d'orbite de l'ISS, structure aujourd'hui de plus de 240 tonnes y compris le laboratoire européen Columbus récemmment ajouté. A la fin de sa mission de plusieurs mois, l'ATV sera rechargé par les astronautes des déchets et autres matériels inutiles avant de se détacher de l'ISS et d'être désorbité.

 

 

En vol autonome, après séparation du lanceur, l'ATV utilise ses propres moyens pour l'énergie (4 grands panneaux solaires et batteries), pour le guidage (GPS, senseur stellaire) en liaison avec son centre de contrôle à Toulouse.

En approche finale de l'ISS, un système de navigation optique guide l'ATV sur une trajectoire de rendez-vous avec la Station à laquelle il s'amarre automatiquement plusieurs jours après son lancement.

Le vaisseau restera amarré à l'ISS pendant près de six mois jusqu'à sa rentrée guidée dans l'atmosphère où il se désintègrera.

 

L'ATV a été construit par EADS Astrium dirigeant un large consortium d'industriels européens. De forme cylindrique - 10 mètres de long pour 4,5 mètres de diamètre - l'ATV est constitué de deux modules : un module d'avionique et de propulsion (le module de service) et un module pressurisé (le module de fret).

 

 

 

 

La trajectoire

 

 

 

L'attitude et la trajectoire du lanceur sont entièrement contrôlées par les deux ordinateurs de bord situés dans la case à équipements du lanceur Ariane 5.

Après l'allumage et le contrôle du moteur cryogénique principal, les deux étages d'accélération à poudre (EAP) sont mis à feu permettant ainsi le décollage. Le lanceur va tout d'abord monter verticalement pendant cinq secondes, basculer ensuite vers le Nord-est, puis il va maintenir son attitude de façon à garder l'axe du lanceur parallèle à la direction de sa vitesse pour minimiser les efforts aérodynamiques et ce, pendant toute la phase atmosphérique, jusqu'au largage EAP. La coiffe protégeant l'ATV est larguée peu après le largage EAP vers H0 + 209 s.

 

Cette première partie du vol effectuée, les ordinateurs de bord optimisent en temps réel la trajectoire en minimisant la consommation en ergols pour rejoindre d'abord l'orbite visée pour la fin de propulsion de l'étage supérieur (EPS).

Pour ce lancement, l'EPC retombe au large des côtes du Portugal dans l'Océan Atlantique.

Après une base balistique de 45 mn, l'étage supérieur (EPS) est rallumé afin de circulariser l'orbite, orienter et séprer l'ATV sur l'orbite finale visée, à une altitude de 260 km et à une vitesse d'environ 7 600 m/s.

Une fois l'ATV séparé, le lanceur entame une deuxième longue phase balistique (près d'un tour complet de la terre), au bout de laquelle l'EPS est rallumé à nouveau afin de désorbiter la partie supérieure du lanceur dans la zone déserte du Pacifique Sud.

 

 

 

Le Centre de contrôle paré à la manoeuvre

 

 

Cette mission inédite a été suivie seconde après seconde par le Centre de contrôle ATV-CC. Installé au Centre spatial de Toulouse, celui-ci est chargé de conduire les opérations et de coordonner les moyens sols nécessaires, en relation étroite avec les centres de contrôle de la Station spatiale internationale : Le Johnson Space Center à Houston et le TsUP à Moscou. Une série de manoeuvres démarre avec la séparation d'Ariane 5 et se poursuit jusqu'au début des opérations intégrées. Ces manoeuvres sont plus complexes qu'une classique opération de mise à poste car le point visé, l'ISS, n'est pas fixe mais mobile sur propre orbite.

Les opérations intégrées telles que le rendez-vous, l'amarrage et le départ, sont délicates et critiques pour la sécurité de l'ISS. Lors de ces différentes opérations, l'autorité mission relève de la responsabilité du TsUP, puisque le vaisseau est amarré côté russe.