ATV en détails

Contexte

Depuis 1987, les industries Européennes, sous la direction de l'ESA, ont conçu et étudié un système de véhicule automatique de transfert (Automated Transfer Vehicle). Lors du meeting ministériel de l'ESA qui s'est tenu à Toulouse en octobre 1995, le programme de développement complet de l'ATV a reçu une approbation formelle. Parmi les partenaires de la Station Spatiale Internationale, l'ESA représente les 10 pays européens impliqués dans le programme de l'ISS comprenant le laboratoire Columbus et les projets ATV (Allemagne, Belgique, Danemark, Espagne, France, Italie, Norvège, Pays-Bas, Suède et Suisse).

Objectifs

  • Contribuer à la desserte logistique de l’ISS

  • Assurer un rendez-vous automatisé avec l’ISS

  • Participer au contrôle de l’orientation et l’altitude de l’ISS

  • Transporter du fret vers l’ISS et évacuer les déchets de l’ISS

Lancés par Ariane 5 ES, les véhicules de transfert automatisés ATV ont contribué à la desserte logistique de la Station Spatiale Internationale (ISS). Il s'agissait d'une première dans les opérations de vols habités en Europe. L'automatisation du rendez-vous constituait aussi une avancée importante dans l'histoire des vols habités européens. 1 500 personnes ont participé à ce projet dans 10 pays européens.

À ce jour, les 5 véhicules ATV ont été envoyés dans l'espace à la rencontre de l'ISS :

  • "Jules Verne" en 2008
  • "Johannes Kepler" en 2011
  • "Edoardo Amaldi" en 2012
  • "Albert Einstein" en 2013
  • "Georges Lemaître" en 2014


L'ATV était chargé de contrôler l'orientation et l'altitude de la Station Spatiale Internationale. Il la ravitaillait en carburant et en fret. Le fret se composait d'éléments indispensables à l'équipage de la station (eau, air, nourriture, vêtements) ainsi que de charges utiles (équipements scientifiques).

Le cargo spatial était aussi chargé d'évacuer les déchets de la station qui étaient détruits lors de sa rentrée contrôlée dans l'atmosphère.

Schéma comparant les différents modèles du lanceur Ariane 5
Schéma comparant les différents modèles du lanceur Ariane 5. Les véhicules ATV étaient lancés par Ariane 5 ES © Astrium/ESA/D. Ducros

Déroulé du projet

L'ATV était lancé par Ariane 5 depuis le Centre spatial guyanais. L'accès à la Station est d'une grande complexité. Placé sur une orbite quasi-circulaire, l'ATV était entièrement piloté par le centre de contrôle basé au CNES à Toulouse (ATV-CC) qui s'appuyait sur un positionnement GPS. L'ATV-CC communiquait avec le véhicule grâce aux satellites relais américains et européens.

L’ATV 3 Edoardo Amaldi dans l’espace
L’ATV 3 Edoardo Amaldi dans l’espace © NASA

L'ATV manœuvrait durant une dizaine de jours pour se rapprocher de sa cible. L'équipage de l'ISS n'avait pas la possibilité de piloter totalement le véhicule. Cependant, lorsque l'ATV arrivait en approche de la station, les spationautes surveillaient la manœuvre à l'aide de caméras vidéo et de paramètres télémesurés et avaient la possibilité d'arrêter la mission et d'éloigner le véhicule.

L’ATV 4 Albert Einstein près de l’ISS
L’ATV 4 Albert Einstein près de l’ISS © ESA / NASA, 2013

Après l'amarrage automatisé, une fois la liaison entre les deux structures rendue étanche et l'électricité connectée, la porte de séparation était ouverte par les membres d'équipage de la station. Le vaisseau devenait alors une extension temporaire de celle-ci. L'équipage pouvait alors utiliser la partie pressurisée pour les opérations de transfert des charges utiles.

L'ATV pouvait, en cas de besoin, se désamarrer et se positionner sur une orbite de parking à un millier de km de la station. A la fin de sa mission, il était détruit dans l'atmosphère terrestre lors de son retour.

Rentrée atmosphérique terrestre de l’ATV 1 Jules Verne
Rentrée atmosphérique terrestre de l’ATV 1 Jules Verne © ESA / NASA

L'ATV est, après la navette spatiale américaine, le plus gros véhicule spatial (par le volume et la masse) à desservir la station. Il est aussi le premier véhicule européen capable de s'amarrer à une station spatiale. Il est considéré comme étant le véhicule spatial le plus complexe jamais développé en Europe puisque :

  • Il avait, à son bord, des techniques novatrices pour effectuer de façon autonome le phasage et la manœuvre de rendez-vous (GPS relatif et systèmes de vidéo mètres).
  • Ses systèmes de contrôle incorporaient des fonctions de sécurité pour protéger la Station, en cas de panne des systèmes ou des équipements du véhicule.
  • Son module pressurisé a été étudié selon les standards des modules habités pour pouvoir être utilisé comme partie habitable de la station une fois arrimé.
  • Il utilisait des systèmes russes existants, adaptés à ses besoins, pour l'amarrage.


Les opérations de l'ATV étaient parmi les plus complexes des modules de la station spatiale car elles étaient menées conjointement par l'ATV-CC, avec les centres de contrôle de Houston et de Moscou, et le support du centre de contrôle Columbus du DLR (Col-CC).

 

Organisation

La mission ATV s’articulait à l’ESA autour de plusieurs éléments :

  • Le centre de contrôle ATV-CC géré par le CNES
  • L’équipe mission
  • L’équipe véhicule
  • L’équipe mécanique spatiale
  • L’équipe sol
  • L’équipe qualité
  • D’autres petites équipes encore plus spécialisées


La Nasa et Roscomos participaient à différentes étapes du suivi de mission, afin d’assurer le bon déroulement de l’amarrage de l’ATV à l’ISS, de son utilisation une fois arrimé et de la séparation du vaisseau et de la station.

Plusieurs entreprises dont Telespazio, Altran Sud-Ouest et Astrium EADS avaient également des responsabilités dans les missions ATV.

Actualités du projet