EXOBIOLOGIE De l idée à l expérience embarquée. Didier Chaput DCT/PO/PM Toulouse

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1 EXOBIOLOGIE De l idée à l expérience embarquée Didier Chaput DCT/PO/PM Toulouse

2 Plan de la présentation Les plateformes externes disponibles Exemple d un projet réalisé par les scientifiques Français avec un support CNES Comment travailler avec le CNES, le rôle de chacun. 2

3 Plan de la présentation Les plateformes externes disponibles Exemple de projets réalisés par les scientifiques Français avec un support CNES Comment travailler avec le CNES, le role de chacun. 3

4 CNES participation on external payloads : Exobiology Use of external platforms for Exobiology experiments Exposition of samples to UV. in the past : MIR station, BIOPAN development of open cells. Process experiment on Eutef with ESA Expose E facility (done in ) Amino experiment on URM-D with ESA Expose R facility (done in ) PSS experiment on URM-D with ESA Expose R2 facility (scheduled in 2012) VITRINE for the future Eutef Platform on Colombus URM-D Platform on Russian Module 4

5 Les plateformes externes disponibles pour l Exobiologie Caractéristiques de l ISS valeur Caractéristiques Photon valeur Longueur 79 m Paramètres de l orbite Largeur 108 m circumcirculaire moyenne 575 km Hauteur 45 m inclinaison 64,9 о Masse 455 tonnes Altitude moyenne km Durée de vie sur l orbite 60 jours Inclinaison de l orbite 51,64 Durée d une orbite 92 mn Lanceur type Base de lancement «Soyuz-2» Baïkonour 5

6 Les plateformes externes disponibles pour l Exobiologie La station Spatiale Internationale 6

7 ISS External Instrument Accommodations JEM Exposed Facility Columbus External Payloads Facility US Truss (Port & Starboard attachment sites) Zvezda URM 7

8 ESA EUTEF platform attached to European Colombus module Process experiment on Eutef with ESA Expose E facility (done in ) Exposition of samples to UV Transported in Shuttle Cargo bay Eutef Platform on Colombus Livorno 24th of june 2011 Expose E 8

9 Russian platform attached to Russian module Amino experiment on URM-D with ESA Expose R facility (done in ) Exposition of samples to UV sent by Progres vessel (transfer in ISS) M3x8 (4x) Hex socket head screws (DIN 912) Handling hole M3 Cover plate M4x30 (6x) Countersunk head screws (LN 29794) Handling hole M3 Upper sample carrier Dark plate Expose R on URM-D Platform Cell (sealed) Lower sample carrier Livorno 24th of june 2011 Expose R 9

10 La Station Spatiale Internationale (ISS) Vaisseau Russe Soyuz : emport des cosmonautes Vaisseau ravitailleur Russe Progress 10 10

11 La Station Spatiale Internationale (ISS) Vaisseau ravitailleur Européen ATV 11 Vaisseau ravitailleur Japonais HTV 11

12 La Station Spatiale Internationale (ISS) Fusée Russe Proton La navette américaine Lanceurs utilisés pour acheminer les modules de l ISS 12 12

13 La Station Spatiale Internationale (ISS) 13 Capsules Américaines pour remplacer la Navette 13

14 Missions vers l ISS INCREMENT 16 (6 mois) INCREMENT 17 (6 mois) INCREMENT 18 (6 mois) Soyuz 16S Soyuz 15S Progres Shuttle ULF2 29/08/ days Soyuz 17S 13/10/ days Soyuz 16S 14 14

15 Répartition des centres de contrôles ISS Chaque centre gère les opérations d une thématique (MUSC l exobiologie) Chaque centre est responsable des expériences de préparation (EVT, SVT) Chaque centre gère les expériences témoins sol 15 15

16 Les plateformes externes disponibles pour l Exobiologie Le satellite automatique Russe PHOTON 16

17 Mission type PHOTON Lancement du satellite Foton satellite Foton en orbite satellite Foton après atterrissage 17

18 L instrument d exposition BIOPAN Portes échantillons BIOPAN ouvert 18

19 BIOPAN BIOPAN fermé intégré à l extérieur du satellite Foton satellite Foton sous ½ coiffe 19

20 Plan de la présentation Les plateformes externes disponibles Exemple d un projet réalisé par les scientifiques Français avec un support CNES (Expose R) Comment travailler avec le CNES, le role de chacun. 20

21 EXPOSE R Expérience Française AMINO (sélection ESA) Laboratoires impliqués : LISA (Créteil), CBM (Orléans) Exposition d échantillons (solide et gaz) à l extérieur de la station dans EXPOSE R (payload de l ESA) USOC : MUSC Support technique et financier assurés par le CNES 21 21

22 Expérience Amino le matériel ½ IMBP Experiment Cells Comp. vented ¼ AMINO (vented) Cells vented Comp. vented ¼ Seeds (vented) Cells vented Comp. vented AMINO (sealed) Cells sealed Comp. vented (¼ AMINO) (sealed) Cells sealed Comp. vented ¾ ORGANIC (sealed) Cells sealed Comp. vented ORGANIC (vented) Cells vented Comp. vented Plateau n 1 Plateau n 2 Plateau n 3 EXPOSE R Plateau n 1 d EXPOSE R 22 22

23 Expose R : cellules ouvertes Cellules ouvertes fournies par l ESA. Echantillons déposés directement sur les hublots avec porte hublot

24 Expose R : cellule fermée For EXPOSE mission, CNES has developed closed cell for samples accommodation (gas) Mains functions Exposition of samples to UV. Sample laid on the window or gas enclosed in the tight volume (photochemistry) Infrared analysis through MgF2 windows before and after the mission. Tightness less than 10-9 mb.l/s Filling of the closed cell with gas done with analytical cell MgF2 window brazed Sample can be laid on the window Female part Laser welding of the two parts MgF2 window brazed male part 9mm Closed cell open (manufactured by Air Liquide) Livorno 24th of june 2011 M 12 24

25 Expose R : cellule analytique Analytical cell used for filling of closed cells and for gas analyze after the mission Filling and sampling gas Embedded infrared cell (CsI windows for IR analysis) Closed cell Manifold to open and close the cell Livorno 24th of june

26 Plan de la présentation Les plateformes externes disponibles Exemple d un projet réalisé par les scientifiques Français avec un support CNES Comment travailler avec le CNES, le role de chacun. 26

27 Expose R : Expérience Amino - organisation PI s ESA Maitre d ouvrage Expose Kayser Threde Maitre d œuvre Expose Ruag Fourniture cellules ouvertes et portes échantillons CNES Fourniture des cellules fermées aux PI (accord DSP-ESA) Support au PI (National) Air lquide Réalisation des cellules fermées MUSC Simulation sol (EST) Expérience témoin sol Suivi des opérations vol fournitures des TM aux PI COMAT Remise à niveau et réalisation Des cellules analytiques 27 27

28 EXOBIOLOGIE : EXPOSE R Participation aux réunions ESA - PI s Suivi de l étude et de la réalisation des cellules fermées, conseils pour les cellules ouvertes. Qualification des matériels (vibrations & chocs, thermique, pression). Passage de contrats avec les industriels. Interfaçage avec les autres industriels (Kayser Threde, Ruag) Gestion des coûts, délais & performances pour les matériels nécessaires Fourniture des équipements sol (cellule analytique héritage d expose E) Participation aux simulations de missions Réalisation des procédures pré-vol Intégration des échantillons faite par les scientifiques (vol et témoins sol) Soudage laser des cellules fermées par Air Liquide (transport des cellules par les scientifiques entre le LISA et Air Liquide. Container de transport réalisé par Air Liquide sous contrat CNES) Intégration finale des cellules ouvertes et fermées dans les portes échantillons Transport des portes échantillons entre le LISA et MUSC et retour après le vol Mission suivi par le Musc avec les PI s (intervention du CNES si nécessaire) Réalisation des procédures post vol Démontage post mission des cellules fermées et cellules ouvertes des portes échantillons. Expertise et Retour d expérience pour les missions futures (Expose R2) 28 28

29 EXOBIOLOGIE : EXPOSE R En résumé : Les CNES s occupe des aspects techniques et opérationnels de A à Z en partenariat étroit avec le PI dans le respect des règles spécifiques au spatial

30 Expose R 30 30

31 Expose R Expose R à l extérieur du Module Russe 31 31

32 Merci pour votre attention!!! Livorno 24th of june