H-II Transfer Vehicle

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H-II Transfer Vehicle

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HTV-4 approchant de la Station Spatiale Internationale.

Fiche d'identité
Organisation JAXA Drapeau : Japon
Type de vaisseau Cargo spatial
Lanceur H-IIB
Premier vol 10 septembre 2009
Nombre de vols 4
Statut Opérationnel
Caractéristiques
Hauteur 9,8 m (propulseurs inclus)
Diamètre 4,4 m
Masse à sec 10 500 kg
Masse totale 16 000 kg
Propulsion 4 moteur-fusées de 490 N
Source énergie Panneaux solaires
Performances
Destination Station Spatiale Internationale
Fret total 6 000 kg
Fret pressurisé 5 200 kg
Retour de fret Non
Volume pressurisé 14 m3
Delta-V ?
Autonomie Environ 4 jours en vol
Type d'écoutille CBM
Rendez-vous Non automatique

Le H-II Transfer Vehicle (ou HTV), aussi appelé Kounotori (こうのとり, Kōnotori?, Cigogne orientale ou Cigogne blanche) est un vaisseau cargo spatial développé par l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise (JAXA) en collaboration avec la NASA et utilisé pour ravitailler la Station Spatiale Internationale et en particulier le laboratoire spatial japonais Kibo installé en mars 2008. Il remplace la navette spatiale américaine dans ce rôle, en complément des vaisseaux cargo européens ATV, des vaisseaux russes Progress-M et des engins américains Cygnus et Dragon du programme COTS.

Le HTV est long de 9,8 mètres pour un diamètre de 4,4 mètres et sa masse à vide est de 10,5 tonnes. Il est composé d'un module pressurisé destiné à transporter le fret et d'un module de propulsion qui est utilisé pour hisser le vaisseau de l'orbite atteinte grâce à son lanceur jusqu'à celle de la station spatiale. À l'issue d'un séjour en orbite dont la durée peut atteindre 1 mois, il se détache de la station et se désintègre en effectuant une rentrée atmosphérique. Aucun retour de fret à la surface de la Terre n'est possible[1].

Son développement a débuté au début des années 1990 pour un lancement prévu en 2001. La première mission, HTV-1, a finalement eu lieu le 19 septembre 2009 par une fusée H-IIB, version spécialement conçue pour le HTV, depuis la base de lancement de Tanegashima. Depuis ce premier vol, 4 HTV ont été envoyés vers l'ISS, à la cadence approximative d'un cargo par an.

Développement[modifier | modifier le code]

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Le vaisseau cargo HTV est un cylindre long de 9,8 mètres hors tout et d'un diamètre de 4,4 mètres pesant à vide jusqu'à 11,5 tonnes. Il comporte 4 parties qui s'étagent le long du cylindre : à l'avant la partie pressurisée longue de 3,14 m qui emporte le fret destiné aux modules pressurisés, la partie longue de 3,5 mètres qui emporte le fret non pressurisé et qui est accessible via une large ouverture, la partie contenant l'avionique longue de 1,25 m et enfin la partie abritant la propulsion avec les réservoirs longs de 1,27 mètre[2].

La propulsion principale est assurée par 4 propulseurs de 490 Newtons de poussée. Le contrôle d'attitude est assuré par 24 moteurs-fusée de 110 Newtons de poussée. Tous les moteurs sont fournis par le constructeur américain Aerojet et consomment un mélange hypergolique de Méthylhydrazine et de MON. L'HTV peut emporter jusqu'à 2,4 tonnes de carburant. L'énergie électrique est fournie par 57 panneaux solaires installés sur la paroi extérieure du cylindre. Celle-ci alimente des résistances qui maintiennent la température à l'intérieur de la partie pressurisée et l'avionique. Celle-ci comporte :

  • un système de navigation et de de pilotage,
  • un système de communication qui est en relation avec le réseau de satellites de télécommunications TDRS (liaison avec les centres de contrôle au sol) et la station spatiale lorsque celle-ci est à portée.
  • un système qui traite les instructions reçues du sol et envoie des données télémétriques.
  • un système de gestion de la puissance électrique qui stocke dans des batteries l'énergie reçue pour en disposer durant les phases d'éclipse[2].

Le HTV peut transporter 4,5 tonnes de fret dans sa soute pressurisée et 1,5 tonne dans un espace non pressurisé. La partie pressurisée dispose d'une écoutille carrée de grand taille de type CBM qui permet une connexion directe aux ports d'amarrage de la partie non russe de la station spatiale, il peut, contrairement à l'ATV européen, transporter les pièces les plus volumineuses qui équipent l'intérieur de la station spatiale internationale (8 racks de format standard)[2]. Le fret de la partie non pressurisée est placé sur une palette (l'Exposed Pallet ou EP). Deux types de palette peuvent, au choix, être utilisés : l'une permet de transporter deux à trois expériences scientifiques destinées à être placées sur la palette ELM ES située à l'extérieur du laboratoire japonais Kibo. La seconde permet de transporter des pièces détachées (Orbital Replacement Unit ou ORU) pour la station spatiale par exemple jusqu'à six batteries.

Diagramme détaillant la composition du H-II Transfer Vehicle.

Déroulement d'une mission[modifier | modifier le code]

La fusée H-IIB transportant HTV-2 décollant depuis la base de lancement de Tanegashima.

Après son lancement par un lanceur H-IIB tiré depuis le centre spatial de Tanegashima le HTV manœuvre automatiquement durant 3 jours pour se rapprocher de la station spatiale. Lorsqu'il se situe à moins de 23 km, il utilise pour ses manœuvres d'approche un GPS différentiel puis, parvenu à 500 mètres, exploite les données fournies par un laser dont le rayon lumineux se réfléchit sur une mire installée sur la station. Durant la phase d'approche, le vaisseau marque plusieurs point d'arrêt pour que les opérateurs humains situés dans la station spatiale lui donnent le feu vert pour poursuivre : ceux-ci peuvent à tout moment reprendre le contrôle du vaisseau. Lorsque le HTV est parvenu à 10 mètres de la station, le bras Canadarm 2 téléopéré depuis la station spatiale agrippe le vaisseau par une attache prévue à cet effet et réalise la jonction avec un des ports de la station : pour la première mission la vaisseau cargo a été amarré au port du module Harmony tourné vers la Terre.

La partie pressurisée du vaisseau est alors déchargée par les astronautes. Le cargo peut rester amarré jusqu'à un mois et la soute pressurisée est remplie au fur et à mesure des déchets produits par la station. Le bras Canadarm2 est utilisé pour extraire la palette EP de la soute non pressurisée du vaisseau cargo. La palette EP est ensuite, selon le cas, saisie par le bras du module japonais Kibo puis attachée à l'extérieur du laboratoire pour que les expériences scientifiques puissent être installées sur la palette ELM ES attachée de manière permanente à Kibo. Si le fret transporté est constitué de pièces détachées, la palette EP est fixée sur le chariot (Mobile Base System MBS) qui sert généralement d'ancrage au bras Canadarm2 avant d'être déchargée. Dans les deux cas, la palette, une fois son contenu mis en place, est réinsérée dans son logement au sein du HTV[2] .

La manœuvre de séparation est symétrique de celle de l'arrivée : le vaisseau est détaché et éloigné par le bras Canadarm puis s'écarte de la station. Après avoir utilisé à trois reprises ses propulseurs il entame la rentrée atmosphérique et se consume au-dessus de l'Océan Pacifique[2].

Lancements[modifier | modifier le code]

Le premier vaisseau a été lancé par une fusée H-IIB, à 17:01 GMT le 10 septembre 2009, depuis le Centre spatial de Tanegashima. Six autres missions ont été planifiées à raison d'une par an.


HTV Insigne Date/heure de lancement Date/heure d'amarrage Lanceur Fin de mission
HTV-1 H-2TransferVehicle-1.png 10 septembre 2009
17:01 (UTC)[3]
17 septembre 2009
22:26 (UTC)[3]
H-IIB F1 1er novembre 2011
21:26 (UTC)[3]
HTV-2
Kounotori 2
HTV-2.png 22 janvier 2011
05:37 (UTC)[4]
27 janvier 2011
18:34 (UTC)[4]
H-IIB F2 30 mars 2011
03:09 (UTC)[4]
HTV-3
Kounotori 3
HTV-3.png 21 juillet 2012
02:06 (UTC)[5]
27 juillet 2012
17:31 (UTC)[5]
H-IIB F3 14 septembre 2012
05:27 (UTC)[5]
HTV-4
Kounotori 4
HTV-4.png 3 août 2013
19:48 (UTC)[6]
9 août 2013
18:38 (UTC)[6]
H-IIB F4 7 septembre 2013
18:37 (UTC)[6]
HTV-5 5 août 2014. Reprogrammé le 1er février 2015 H-IIB
HTV-6 fin 2015, 2016 H-IIB
HTV-7 2016 H-IIB
HTV-R 2018 H-IIB

Première mission (2009)[modifier | modifier le code]

Le HTV n°1 a été placé sur orbite par un lanceur H-IIB tiré depuis le centre spatial de Tanegashima. Ce premier lancement a eu lieu le jeudi, 10 septembre 2009 à 17:01:46, heure du Japon[7]. Ce lancement a permis le ravitaillement de l'ISS le jeudi 18 septembre 2009[8]. Ce premier HTV a donné entière satisfaction et a effectué sa rentrée dans l'atmosphère le 2 novembre 2009 après une mission de 52 jours[9].

Comparaison avec les autres vaisseaux cargo[modifier | modifier le code]

Améliorations[modifier | modifier le code]

Développements futurs[modifier | modifier le code]

Galerie[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

  • [PDF](en) Katsushi Shibata, Mitsubishi Heavy Industries Technical Review : H-II Transfer Vehicle Safety Design, vol. 48, t. 4,‎ déptembre 2011, 5 p. (lire en ligne) Ouvrage utilisé pour la rédaction de l'article