TOULOUSE cité de l espace 25 nov 2014

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1 TOULOUSE cité de l espace 25 nov 2014

2 SOMMAIRE : LES PROGRAMMES ATV ET ISS Le véhicule Le centre de contrôle Du lancement À la rentrée Les Équipes opérationnelles

3 Début de la construction de l ISS, lancement du 1 er module en 1998 lancement du 1 er module en 1998 Lancement du module Russe Zarya (aube) de Baïkonour par une fusée Russe Proton. Mise en place de support vie. Mission automatique, pas de cosmonaute lancement du 2ème module en 1999 Lancement du module Américain de Floride par une Navette américaine. Arrimage au module Russe Zarya

4 Premier incrément : 2000 début de la présence permanente de l homme à bord de l ISS 8 mn pour que le vaisseau Soyuz soit en orbite autour de la Terre 2 jours pour que le vaisseau Soyuz s arrime à l ISS

5 La Station Spatiale Internationale (ISS)

6 La Station Spatiale Internationale (ISS) Caractéristique de l ISS Longueur Largeur Hauteur Masse Modules pressurisés valeur 79 m 108 m 45 m 455 tonnes 6 (2 USA, 2 Russie, 1 Europe, 1 Japon) Nombre de spationautes en permanence 6 Altitude moyenne km Inclinaison de l orbite 51,64 Temps pour faire le tour de la Terre Vitesse 92 mn 7,69 km/s ( km/h) Durée de construction Pays participants Etats-Unis, Russie, Canada, Japon et Europe (Allemagne, Belgique, Danemark, Espagne, France, Italie, Norvège, Pays-Bas, Suède et Suisse) 6

7 La Station Spatiale Internationale (ISS) Vaisseau Russe Soyuz : emport des cosmonautes Vaisseau ravitailleur Russe Progress 7

8 La Station Spatiale Internationale (ISS) Vaisseau ravitailleur Européen ATV Vaisseau ravitailleur Japonais HTV 8

9 La Station Spatiale Internationale (ISS) Capsules Américaines pour remplacer la Navette 9

10 10

11 La Station Spatiale Internationale (ISS) 11

12 Le centre de contrôle du véhicule spatial ATV ATV-CC

13 SOMMAIRE LE PROGRAMMES ATV LE VÉHICULE LE CENTRE DE CONTRÔLE DU LANCEMENT À LA RENTRÉE LES ÉQUIPES OPÉRATIONNELLES

14 LE PROGRAMME ATV En 1995, l Europe s est officiellement engagée à participer au programme de la Station Spatiale Internationale (ISS) en fournissant, en particulier, le laboratoire Columbus et un véhicule de transfert automatisé, l ATV (Automated Transfer Vehicle) lancé par Ariane V. Maquettes ATV et Colombus à l EAC (Cologne)

15 ATV Automated Transfer Vehicle

16 L ATV : son rôle L ATV (Automated Transfer Vehicle) est un véhicule de transport spatial destiné à offrir des services de logistique à la Station Spatiale Internationale (ISS). L ATV est considéré par l ESA comme le véhicule spatial le plus complexe jamais construit en Europe, à cause des impératifs de sécurité exigés pour son amarrage à l ISS (avec son équipage). ATV-1 Jules Verne

17 L ATV : son rôle Ses fonctions principales : Support propulsif à l ISS avec rehausse de l altitude (pour combattre le frottement atmosphérique), contrôle d attitude (lors d activités avec d autres «visiteurs» comme un Soyouz ou un Progress) évitement de débris Fourniture en cargo Nourriture, expériences, matériel de rechange, logistique, eau et oxygène Fourniture en carburant pour l ISS Embarquement de déchets de l ISS

18 L ATV : quelques chiffres Mission ATV-4 Cargaison amené par l ATV Cargaison sèche pour l équipage (nourriture, vêtements, matériel scientifique ) Carburant pour l ISS Eau Air Oxygène 2500 kg 800 kg 565 kg 66 kg 33 kg Déchets 1300 kg Supports propulsifs 6

19 L ATV : SES CARACTERISTIQUES Un véhicule impressionnant : Masse au lancement : près de 21 tonnes Jusqu'à 8 tonnes d'ergols au lancement Jusqu à 6,5 tonnes de fret 10.3 mètres de long 4.5 mètres de diamètre 22.3 mètres d'envergure quand les panneaux solaires sont déployés 22 m3 de module pressurisé (dont 16 disponibles pour du fret) 4 panneaux solaires orientables, fournissant ensemble 4.8 kw

20 L ATV À Échelle transporteur

21 L ATV À Échelle HUMAINE

22 Le centre de contrôle du véhicule spatial ATV ATV-CC

23 Historique ATV-CC En 1998, l Agence Spatiale Européenne a décidé d attribuer au CNES, pour ses compétences dans le domaine des vols habités et des opérations satellite, le développement et les opérations du Centre de Contrôle de l ATV. En construction, 2002 ATV-CC en 2008

24 En 1998, l ESA confie au CNES, le développement et la réalisation du Centre de Contrôle de l ATV, et les opérations de l ATV L ATV-CC AUJOURD HUI Désamarrage ATV-4

25 L ATV-CC En réalité, 3 centres de contrôle Le Centre de Contrôle nominal avec redondance chaude de tous les moyens Le Centre de Contrôle backup en redondance chaude avec le Centre Nominal bâtiment séparé réseau et alimentation électrique indépendants La plate-forme de tests pour l intégration des nouvelles versions ATV-CC pour les simulations de la mission N+1 quand le Centre nominal est utilisé pour la mission N pour des investigations En tout, 400 machines connectées entre elles et connectées aussi aux Centres de Contrôle de Houston et de Moscou

26 LES COMMUNICATIONS ATV

27 27 Phases opérationnelles

28 Phases Opérationnelles du lancement à la rentrée

29 27/01/2015 Phases Opérationnelles : phasage Vol Orbital et Phasage avec l'iss Orbite cible Transfert sur l'orbite de phasage M3 Phasage M1 M4 Phasage avec l'iss Injection² Lancement Durée : 5 jours (permet de rejoindre l ISS quelles que soient les conditions initiales) M5 M2

30 27/01/2015 Phases Opérationnelles : Rendez-vous & Amarrage Rendez-vous partiellement automatisé Il nécessite d une très forte intervention de l ATV-CC au sol Etablissement de la liaison hertzienne avec l'iss Entrée dans l ellipsoïde d approche Approche Finale et Amarrage» Sur autorisation des Centres de Contrôle ISS» Entrée dans le couloir d approche jusqu'à 20 m de la station» Autorisation finale pour le rendez-vous» Après contact avec le port d'amarrage, séquence automatique de liaisons mécaniques et électriques La mire de docking

31 27/01/2015 Phases Opérationnelles : Rendez-vous & Amarrage Activité impliquant les centres de contrôle de Houston, Moscou et Toulouse ainsi que l équipage Importance de la coordination et de la planification Procédures en place, y compris pour les cas de contingence Approche par étapes successives L ATV-CC surveille la zone de sécurité de l ISS Équipage en train de surveiller l amarrage ATV4

32 Phases Opérationnelles : Rendez-vous & Amarrage Monit Safety U Coarse Monit Flight Cont Monit (att/posit/v) Telegoniometers Absolute GPS GNC RGPS Videometers Docking IF ESCAPE/CAM S 2 S 3 S 4 S 41 ~39 km ~15 km km -249 m -19 m -11 m S -1/2 S 1

33 ATV1 Jules Verne

34 ATV-2 Johannes Kepler

35 ATV-3 Edoardo Amaldi

36 ATV-4 Albert Einstein

37 37

38 38

39 Déchargement ATV-4

40 (BEAUCOUP MOINS DE CARGAISON) Déchargement de l ATV-1

41 Refuelling

42 TRANSFERT de Gaz

43 TRANSFERT d eau «Water panel» (la tuyauterie de l ATV) Bidon russe à remplir par l équipage

44 SUPPORT PROPULSIF

45 Phases Opérationnelles :Désamarrage et Rentrée Départ (undocking), Désorbitation et Rentrée Atmosphérique: Orbite Intermédiaire Manœuvre 2 Manœuvre 1 Orbite Initiale Chargement des déchets et des eaux usées, Séparation et éloignement Orbite de rentrée Manœuvres de désorbitation, Collaboration avec les autorités maritimes et aériennes Atmosphère 120 km Fragmentation 80 km Rentrée contrôlée pour que l ATV se fragmente et brûle dans l haute atmosphère Point d impact

46 Phases Opérationnelles : Désamarrage et Rentrée Rentrée ATV-4 (02/11/2013)

47 Les Équipes opérationnelles À l ATV-CC

48 Les Équipes opérationnelles À l ATV-CC Le centre de contrôle compte 100 personnes environ impliquées dans les opérations Y sont représentés les métiers du CNES relatifs aux vols habités et aux opérations satellites (bord, sol, mécanique spatiale, communications ) Pendant la phase attachée (6 mois) les équipes assurent un suivi 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 Sur place, le centre de contrôle compte également avec l expertise des opérateurs ESA et des experts techniques d Astrium (pour les phases critiques)

49 ÉQUIPE MISSION

50 ÉQUIPE MISSION Les ingénieurs de l équipe mission endossent la responsabilité des opérations. Ils tiennent un rôle de «chef d orchestre» Il est composé de 6 Flight Director (directeurs de vol) qui travaillent en binôme sur chaque phase Il sont en contact permanent avec les directeurs de vol de Houston et de Moscou

51 ÉQUIPE VET

52 ÉQUIPE VET Vehicle Engineering Team ou «équipe véhicule» Ils analysent le comportement du véhicule et communiquent avec lui Envoi de télécommandes Analyse des données reçues Contrôle de l énergie et de la propulsion Contrôle du vol Suivi des sous-systèmes en interface directe avec l ISS

53 ÉQUIPE FDS

54 ÉQUIPE FDS Flight Dynamics System Responsable de toutes les activités relatives à la mécanique de vol le calcul des paramètres d orbite et des manœuvres de phasage avec l ISS et de désorbitation la surveillance du GNC en particulier lors du rendez-vous et du départ et les prédictions opérationnelles analyse des données reçues la prédiction des trajectoires

55 ÉQUIPE ROPS

56 ÉQUIPE ROPS Responsable des opérations Ils coordonnent l ensemble des équipes D un côté, il y a les planners, qui prennent en charge le développement des plans de vol, c est-dire, la feuille de route des équipes (travail administratif en coordination avec les planners de Houston et de Moscou) D un autre, il y a les AIO (ATV Interface Officer) qui coordonnent l ensemble des équipes ATV-CC en console.

57 L ÉQUIPE SOL

58 ÉQUIPE SOL Responsable des moyens sol Elle est en charge du matériel informatique des applications logicielles de l environnement du traitement de données et de tous les aspects communication et réseau avec les entités externes

59 ÉQUIPE QUALITÉ

60 ÉQUIPE QUALITÉ MAITRISE DES RISQUES : Maitrise des méthodes: Procédures opérationnelles internes et externes ( procédures en coordination avec MCC-H et MCC-M) Identification des anomalies / incidents Validation toutes évolutions, modifications, réparations Maitrise des moyens : gestion de la configuration La configuration du centre de contrôle en vérifiant la cohérence des équipements (materiels et logiciels) et des procédures opérationnelles Gestion de l ensemble des procédures mises en œuvre Le suivi des cas non nominaux, de leur reconnaissance jusqu à la modification de la configuration.

61 ÉQUIPE SIMULATION

62 ÉQUIPE SIMULATION L équipe Simu fournit un soutien à des tests et aux entrainements nécessitant des simulateurs ainsi que l expertise technique sur le comportement du simulateur. Ce soutien est coordonné par l ATAC (ATV Training Academy).

63 L ATAC ATV-CC Training Academy Forme les opérateurs lors de simulations Ces tests sont conçus pour que les opérateurs se sentent à l aise dans toutes les situations (cas nominaux et contingences). Le programme de ces simulations, qui peuvent durer plusieurs jours, est déterminé en secret par un groupe d ingénieurs, les «training instructors». Ils préparent les anomalies auxquelles les opérateurs vont être confrontés lors des vrais opérations.

64 Préparation ATV-5

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66 MERCI de votre attention 66