Le véhicule automatique de transfert européen, ou ATV (Automated Transfer Vehicle), était un vaisseau spatial développé par l’ESA dans le but de ravitailler la Station Spatiale Internationale. Pouvant transporter jusqu’à 8 tonnes de matériel, il était capable de s'amarrer automatiquement à la station sous contrôle de l’ATV-CC.

Chiffres clés du véhicule

• 5 exemplaires du véhicule ATV
• 35 tonnes masse de matériel apporté à l’ISS
• 10,47 tonnes masse à vide
• 42 m³ volume pressurisé

Chiffres clés du centre de contrôle (ATV-CC)

• 500 personnes travaillant pour chaque mission
• 50 personnes se relaient en poste durant chaque mission pour un suivi 24h/24
• 375 Gigabytes de télémétrie brute reçue
• 700 ordinateurs utilisés lors de chaque mission

Dates clés

• 29 juillet 2014 : Lancement de l’ATV Georges Lemaître
• 5 juin 2013 : Lancement de l’ATV Albert Einstein
• 23 mars 2012 : Lancement de l’ATV Edoardo Amaldi
• 16 février 2011 : Lancement de l’ATV Johannes Kepler
• 9 mars 2008 : Lancement de l’ATV Jules Verne
• Mi-2005 : Début des tests de l’ATV Jules Verne
• 2003 : Les spécifications de l’ATV sont arrêtées
• 2000 : Phase B du projet ATV
• Fin 1998 : Décision d’implanter l’ATV-CC au CNES Toulouse

Le projet en bref

Le conseil de l’Agence spatiale européenne a décidé, le 16 décembre 1998, d’attribuer au CNES, pour ses compétences dans le domaine des vols habités et des opérations de satellites, le développement et les opérations du centre de contrôle de ce véhicule : l’ATV-CC, situé géographiquement au centre spatial de Toulouse. Ce centre de contrôle, en interface avec les centres de contrôle de Moscou (mise en œuvre du module de service russe auquel l’ATV s’arrimait) et de Houston (autorité suprême et de la mise en œuvre de la partie américaine de l’ISS), était chargé de la conduite des opérations et de la coordination de l’ensemble des moyens sols nécessaires aux opérations de l’ATV.

L’ATV était un vaisseau cargo spatial partiellement automatisé, conçu pour ravitailler la Station Spatiale Internationale. De forme cylindrique, long de 10m pour 4,5m de diamètre, l’ATV pouvait transporter jusqu’à 8 tonnes de matériel : oxygène, carburant, eau potable, vivres, équipements scientifiques… Lancé par une version dédiée de la fusée Ariane 5 et après une phase orbitale de plusieurs jours pilotée depuis le centre de contrôle de l’ATV (ATV-CC), l’ATV devait ensuite s’amarrer de manière autonome à l’ISS mais toujours sous le contrôle de l’ATV-CC ainsi que des centres de Houston (USA) et de Korolev (Russie). Une fois amarré, le vaisseau cargo était alors vidé de sa cargaison, puis rempli des déchets de la station. Au cours de cette période d’amarrage qui pouvait durer jusqu’à 6 mois, l’ATV utilisait si nécessaire son système de propulsion pour rehausser l’orbite de l’ISS. Le but était de compenser la baisse d’altitude de l’ISS freinée par le frottement atmosphérique. Les moteurs de l’ATV servaient également à corriger l’orbite de l’ISS afin d’éviter des débris ou de faciliter l’amarrage d’autres véhicules visiteurs. Enfin, à l’issue de ce séjour en orbite, l’ATV était détaché de son port d’amarrage puis effectuait ses manœuvres de désorbitation (toujours télécommandées par l’ATV-CC) et enfin se désintégrait lors de son entrée dans l’atmosphère.

A bord de l’ISS, l’équipage préparait l’ISS à recevoir le véhicule de transfert , surveillait les opérations de Rendez-vous et d’amarrage (capacité, le cas échéant, pour stopper ou annuler l’approche), enfin transférait le fret de l’ATV à l’intérieur de la station, et inversement les déchets de la station vers l’ATV lors du retour.
Elaboré par l’ESA, l’ATV a été conçu afin de remplacer la navette spatiale américaine dans son rôle de ravitailleur de l’ISS, dont l'exploitation a cessé en 2011. Le premier vaisseau ATV, baptisé Jules Verne a été lancé le 9 mars 2008. Cette première mission a également servi à démontrer aux partenaires internationaux de l’ISS que le système ATV (véhicule et segment sol) respectait les contraintes liées aux rendez-vous avec la station. Il a donc fallu presqu’un mois pour finaliser cette phase de la mission après être passé par de nombreuses étapes intermédiaires … dont un passage volontaire en survie ! C’est ainsi que les équipes FDS (Flight Dynamics Subsystem) de l’ATV-CC ont calculé puis téléchargé à bord une soixantaine de manœuvres soit en moyenne deux par jour.

L’ATV-2 Johannes Kepler fut lancé en 2011, suivi par l’ATV-3 Edoardo Amaldi, l’ATV-4 Albert Einstein et l’ATV-5 Georges Lemaître à raison d’un lancement par an.

Rôle du CNES dans le projet

L’ATV a été élaboré par l’ESA, mais le centre de contrôle de l’ATV a été développé puis opéré par les équipes du Centre Spatial du CNES à Toulouse depuis la phase de lancement jusqu’au retour sur Terre en passant par la phase attachée pendant laquelle l’ATV devenait un module à part entière de la station.

En particulier, le rôle du CNES a consisté à analyser et optimiser la mission :

• D’une part en respectant les nombreuses contraintes formulées par le concepteur du véhicule et les partenaires de la station (sécurité, manœuvres, éblouissement des senseurs, etc)
• Et d’autre part en minimisant la consommation d’ergols et la durée des opérations.

Dans le cadre des opérations, l’ATV-CC coordonnait les interfaces (moyens sol et séquence des opérations) avec nos partenaires internationaux et pilotait le véhicule lui-même.

Le segment sol international faisait intervenir de nombreux partenaires :

• La NASA avec le centre de contrôle de Houston qui mettait en œuvre les moyens sol de poursuite TDRS.
• L’agence spatiale Russe avec le centre de contrôle du TSUP (Korolev dans la banlieue de Moscou)
• L’ESA avec le centre de contrôle du réseau européen au DLR en Allemagne et le satellite Artemis piloté depuis la Belgique à Redu.
• Le centre spatial guyanais (Kourou), base de lancement du lanceur Ariane 5.