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La fusée japonaise H-IIB lance le vaisseau cargo HTV-3

Posted on: 29 août 2012


Lancement de la fusée H-IIB
Crédits : JAXA

BE Japon 624  >>  28/08/2012

Article source:http://www.bulletins-electroniques.com/ 

Le lanceur japonais H-IIB a décollé pour la troisième fois du Centre spatial de Tanegashima le 21 juillet 2012 à 11h06 (heure locale). Il emportait le cargo automatique HTV-3 (H-II Transfer Vehicle numéro 3), dont la séparation a été confirmée 14 minutes et 53 secondes après le décollage. Ce vaisseau a ravitaillé la Station spatiale internationale (ISS), à laquelle il s’est amarré le 28 juillet.

Lancée pour la première fois en septembre 2009, la fusée H-IIB a été développée par la JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) et par la société MHI (Mitsubishi Heavy Industries) afin d’offrir une plus grande capacité d’emport que la fusée H-IIA et de permettre le lancement du vaisseau cargo HTV. Le H-IIB est un lanceur à deux étages, dont le premier est équipé de deux moteurs à propergols liquides LE-7A (contre un seul pour la fusée H-IIA). En outre, quatre propulseurs d’appoint à propergol solide SRB-A sont attachés à son corps, dont le diamètre a été élargi à 5,2m au lieu de 4m pour le H-IIA. Le lanceur a une hauteur de 56,6m et une masse de 531 tonnes (sans la charge utile). Il est capable de placer 16,5 tonnes en orbite basse (orbite pour le HTV : 350km-460km d’altitude et inclinaison de 51,6 degrés) ou 8 tonnes en orbite de transfert géostationnaire (GTO).

Par rapport à son prédécesseur, quelques modifications ont été apportées à ce troisième lanceur H-IIB. L’équipement d’avionique a ainsi été en partie redéveloppé, avec un nouvel ordinateur de contrôle et de guidage (GCC – Guidance Control Computer) et une nouvelle centrale inertielle (IMU – Inertial Measurement Unit). Pour le calculateur central (MPU – Main Processing Unit), une technologie développée par la JAXA est désormais utilisée, ce qui élimine les risques de devoir procéder à un redéveloppement complexe en cas d’arrêt de production de composants commerciaux. En outre, le GCC et l’IMU fonctionnent avec un nouveau système d’exploitation en temps réel (RTOS – Real Time Operating System) développé par le JEDI Center (JAXA’s Engineering Digital Innovation Center). Fruit d’une activité de recherche et développement débutée en 2003 en collaboration avec l’Université de Nagoya et tournant sur le microprocesseur à usage spatial HR5000, ce RTOS améliore la fiabilité du lanceur en incluant notamment un mécanisme permettant d’empêcher qu’un problème survenant dans un logiciel n’affecte les autres applications en cours d’exécution.

Quelques heures après le lancement et la séparation avec le cargo ravitailleur, la JAXA a annoncé avoir réalisé avec succès la rentrée contrôlée du second étage de la fusée, qui est retombée dans le sud de l’Océan Pacifique. Cette rentrée a eu lieu après une révolution complète autour de la Terre. Lors de la poussée nécessaire pour ralentir le second étage, le moteur LE-5B a fonctionné en mode « idle », c’est à dire sans rotation forcée des turbopompes et avec une alimentation en ergols réalisée par du gaz sous pression.

Suite au succès de ce troisième vol du HII-B, la JAXA a officiellement transféré la responsabilité des opérations de ses prochains lancements à l’industriel MHI, qui pourra désormais proposer des offres commerciales utilisant ce lanceur. L’opération du H-IIA avait de la même manière été confiée par l’agence spatiale à MHI en 2007. La plus grande capacité du H-IIB pourrait permettre à la société japonaise de remporter des contrats pour des satellites plus lourds, tels des satellites de télécommunications. Toutefois, son prix de lancement élevé (estimé entre 14 et 15 milliards de yens par la presse japonaise, soit environ 150 millions d’euros) rendra l’obtention de contrats commerciaux difficile et il est fort probable que l’utilisation du lanceur japonais reste limitée à l’emport du cargo HTV.


Amarrage du HTV-3 à l’ISS
Crédits : JAXA

Le cargo HTV, surnommé « Kounotori » (cigogne orientale), est long de 9,8m et a un diamètre de 4,4m. Sa masse est de 10,5 tonnes et il est capable de transporter environ 6 tonnes d’équipement jusqu’à l’ISS. Il est avec le module JEM/Kibo, l’une des contributions importantes du Japon au programme ISS. Au total, sept HTV sont prévus au rythme d’environ un par an. Une version améliorée comportant une partie récupérable capable de rapporter du matériel sur Terre, le HTV-R, pourrait également voir le jour après 2017 (voir BE Japon 583, « Ajout d’une fonction de récupération au cargo ravitailleur HTV » [1]). De plus, le ministre en charge de la politique spatiale,  M. Motohisa FURUKAWA, a exprimé publiquement son souhait de voir le HTV évoluer vers un vaisseau habitable japonais.

Le troisième vaisseau HTV a livré sa cargaison à l’ISS après son amarrage le 28 juillet à 2h31 (heure du Japon) à environ 400km d’altitude. Le fret qu’il transportait était entreposé dans ses parties pressurisée (PLC – Pressurized Logistics Carrier) et non pressurisée (UPLC – Unpressurized Logistics Carrier).

Environ 3,5 tonnes de matériel étaient stockées dans le module pressurisé du HTV, dont à peu près 60% consistaient en de l’équipement nécessaire à la maintenance de la Station (réacteur catalytique pour le système de traitement d’eau de la station, pompe pour la circulation d’eau dans le module Kibo), 20% étaient des équipements expérimentaux et le reste de la nourriture, des boissons, des vêtements et des biens pour les astronautes.

Les principales expériences transportées par le cargo HTV-3
Crédits : JAXA

Le premier dispositif expérimental placé dans le PLC était AQH (AQuatic Habitat), conçu par la JAXA et qui sera installé à l’intérieur du MSPR (Multi-purpose Small Payload Rack) dans le module pressurisé de Kibo. AQH est un système fermé de circulation d’eau comportant deux aquariums. Des petits poissons d’eau douce, tels que des médakas et des poissons zèbres, y seront élevés afin d’étudier l’influence d’un environnement en impesanteur sur la croissance d’êtres vivants. Chaque expérience durera au maximum 90 jours, ce qui permettra d’étudier trois générations de poissons et donc d’observer la naissance et la croissance dans l’espace d’êtres vivants n’ayant jamais connu la pesanteur terrestre.

Le cargo ravitailleur emportait également cinq nano-satellites (trois japonais sélectionnés par la JAXA et deux autres, dont un vietnamien, sélectionnés par la NASA) de type CubeSat et un équipement appelé J-SSOD (JEM-Small Satellite Orbital Deployer) qui permettra de les placer en orbite directement depuis l’ISS. Ce dispositif d’éjection de satellites sera transféré à l’extérieur du module Kibo via le sas, puis saisi par le bras robotique et orienté dans la direction souhaitée afin qu’il libère les satellites un à un.

Une caméra de la NASA, ISERV (ISS SERVIR Environmental Research and Visualization System), faisait également partie du voyage et permettra d’acquérir des images de zones spécifiques du globe pour analyser les catastrophes naturelles et réaliser des études environnementales. Enfin, la partie PLC du HTV3 intègre deux instruments destinés à recueillir des données au moment de la rentrée atmosphérique du cargo. L’un de ces instruments, REBR (Reentry Breakup Recorder), a été développé par la société américaine Aerospace Corporation. Le second, i-Ball, est japonais et a été conçu par l’entreprise IHI Aerospace.

La partie non pressurisée du cargo ravitailleur transportait pour sa part 1,1 tonne de matériel destiné à être attaché sur la plateforme externe d’expérimentation de Kibo. Le premier module expérimental emporté est japonais et s’appelle MCE (Multi-mission Consolidated Equipment). Il renferme cinq expériences différentes :
REXJ (Robot Experiment on JEM), destinée à valider des technologies nécessaires au développement d’un robot qui assistera les astronautes lors de leurs sorties extravéhiculaires,
SIMPLE (Space Inflatable Membranes Pioneering Long-term Experiments), pour la validation technologique dans l’espace d’un mât gonflable constitué d’une membrane ultralégère,
IMAP (Ionosphere, Mesosphere, upper Atomosphere, and Plasmasphere mapping), un capteur qui étudiera les processus des transferts énergétiques et physiques à la frontière entre l’atmosphère terrestre et l’espace,
GLIMS (Global Lightning and Sprite Measurement), un capteur qui observera notamment les variations de la distribution mondiale des phénomènes lumineux transitoires de la haute atmosphère et des décharges de foudre,
HDTV-EF (High Definition Television on the Exposed Facility), qui enregistrera depuis l‘ISS des vidéos et des photos de la Terre avec une caméra haute-définition.

La partie UPLC emportait également un dispositif de test américain développé par la NASA, SCAN Testbed (Space Communications and Navigation Testbed), qui consiste en des radios logicielles (SDR, ou Software Defined Radio) reconfigurables. L’utilisation de SDRs dans les prochaines missions scientifiques permettra d’augmenter la flexibilité des communications avec le sol.


Les moteurs du HTV-3, désormais produits au Japon
Crédits : JAXA

La part du HTV-3 produite au Japon s’élève à 80% (en coût de fabrication), soit une progression d’environ 10% par rapport à son prédécesseur HTV-2, lancé en janvier 2011. Ainsi, certains composants auparavant achetés à l’étranger sont désormais fabriqués localement. Cela permet non seulement de réduire les coûts, mais aussi de stabiliser l’approvisionnement et de s’approprier des technologies qui seront nécessaires au développement d’un futur véhicule spatial habitable nippon. Parmi les pièces nouvellement produites au Japon figurent les moteurs du HTV (le système de propulsion principal et les petits propulseurs RCS), auparavant fournis par la société américaine Aerojet et désormais fabriqués par IHI Aerospace, ainsi que ses transpondeurs et diplexeurs dont la production passe de l’entreprise canadienne MDA à l’industriel Mitsubishi Electric. Selon l’agence spatiale japonaise, ces changements ont permis de réaliser plus d’un milliard de yens d’économie (plus de 10 millions d’euros).

Le HTV-3 devrait se détacher de l’ISS le 27 août 2012 et effectuer sa rentrée le 28 août. Son successeur, le HTV-4, est prévu pour juin 2013.

Pour en savoir plus, contacts : [1] Ajout d’une fonction de récupération au cargo ravitailleur HTV, BE Japon 583, 29 août 2011 : http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/67538.htm Code brève
ADIT : 70756
Sources : JAXA, site spécial pour le lancement du H-IIB F3 et du HTV-3 [japonais]http://www.jaxa.jp/countdown/h2bf3/index_j.html
Rédacteurs : Martin ROLLAND – adjoint(point)cnes(arobase)ambafrance(tiret)jp(point)org
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Origine : BE Japon numéro 624 (28/08/2012) – Ambassade de France au Japon / ADIT – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/70756.htm
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