Séquence pré-lancement d'une mission

Voici une vue générale de la façon dont une mission passe de sa phase de test au jour du lancement. Les délais -et/ou les procédures- peuvent devoir être ajustés fonction de la mission

Tests au Goddard Space Flight Center Préparations au centre de lancement (ou près de celui-ci)

La fusée de lancement

Tests au Goddard Space Flight Center

Aux alentours de 4½ mois avant la date de lancement, on considère que la "construction" de la sonde de la mission est terminée. Le vaisseau a été assemblé à partir des différents sous-systèmes et des expériences scientifiques. Il aborde alors sa phase de test, qui doit durer deux mois et demi au centre NASA, le Goddard Space Flight Center. Ces tests ont pour but de vérifier que la sonde pourra supporter l'environnement hostile de l'espace interplanétaire. D'autres lieux où les tests peuvent avoir lieu sont, par exemple, le Naval Research Laboratory (NRL) de Washington. Une autre façon de voir les choses est qu'une partie des tests peut être réalisée chez le constructeur et assembleur principal

Préparations au centre de lancement (ou près de celui-ci)

une mission installée dans sa coiffe à la Vertical Integration Facility du pas de tir 37 du Kennedy Space Center, en Floride. NASA

Une fois les tests terminés et réussis, la sonde est, via un avion-cargo, apportée près du centre de lancement d'où sa fusée de lancement décollera. Pour la NASA, il s'agit des installations de préparation de l'"Astrotech Space Operations" à Titusville, en Floride (aussi: "Payload Hazardous Servicing Facility" ou "PHSF") quand le lancement a lieu depuis le Kennedy Space Center, ou de celles de l'"Astrotech Payload Processing Facility" quand le lancement a lieu à la base Vandenberg AFB. Ces installations sont celles où la mission est préparée pour le lancement et le vol; la sonde elle-même est, de plus, testée en vue de ces phases. Les opérations commencent deux mois avant le lancement. L'alimentation du vaisseau, les télécommunications (ainsi, son aptitude à communiquer avec les stations de suivi du Deep Space Network de la NASA) et les systèmes de contrôle sont vérifiés. Les protections thermiques sont fixées ainsi que les panneaux solaires, lesquels sont testés puis repliés et les antennes de communications à haut gain. Les instruments scientifiques de la mission sont testés aussi. Le comburant (l'hydrazine) utilisé pour les manoeuvres et/ou pour l'insertion en orbite continuent d'être chargés à bord et on réalise des tests de rotation (ces tests de rotation sont effectués du fait qu'une mission, dans les derniers moments qui précèdent l'orbite ou son insertion sur sa trajectoire de mission planétaire, peut être stabilisée en faisant entrer en rotation le dernier étage de la fusée de lancement-qui porte souvent la sonde)
La sonde est finalement couplée au sommet du dernier étage soit, pour les missions planétaires, l'étage qui la propulsera sur sa trajectoire. Le couplage se fait dans la "Vertical Integration Facility" (VIF), une structure mobile, en forme de portique, qui se trouve sur le pas de tir. L'assemblage dernier étage-vaisseau est transporté jusqu'au pas de tir 10 jours avant le lancement. Les missions de la NASA lancent soit de la Cape Canaveral Air Force Station, au John F. Kennedy Space Center ou depuis la Vandenberg Air Force Base, en Californie. Au pas de tir, on hisse le stack vaisseau-dernier étage au sommet de la fusée de lancement. On procède alors à un bref test fonctionnel pour vérifier l'état général du satellite. Puis, pendant une dernière semaine, des tests intégrés sont réalisés sur le lanceur et la mission. Toutes ces opérations visent à accomplir l'assemblage final du vaisseau et à l'enfermer dans sa coiffe avant son transport au pas de tir. Même si les requis en termes de préparations diffèrent fonction du vaisseau et de la mission, ils comprennent généralement un assemblage et un test final, l'intégration avec le troisième étage (ou un adaptateur), le remplissage des comburants et un équilibrage de la rotation. Ces tâches commencent, en général, trois mois avant la date prévue du lancement

La fusée de lancement

Les opérations dépendent de la marque de la fusée de lancement et, dans chaque marque, du type. Deux marques principales de fusées sont utilisées par la NASA: Boeing et Lockheed Martin. Le "Launch Services Program" ("programme des services de lancement", LSP) de la NASA, d'une façon générale, qui se trouve au Kennedy Space Center en Floride, se spécialise dans la gestion des missions qui sont lancées par les fuées de lancement à usage unique et, par exemple, fait l'acquisition des fusées de lancement (en associant le type au satellite lancé fonction du poids), ou aide la compagnie de lancement à pressuriser les réservoirs, à apporter l'ammoniaque et à remploir des comburants hypergoliques. Le LSP comporte aussi une division d'analyse des vols, la "Flight Analysis Division", qui utilise des modèles informatiques qui pour entre le décollage et l'insertion en orbite. Le "Communications and Telemetry Group", lui, fournit les télécommunications, la télémétrie, les enregistrements de données, de vidéos et de voix pendant les étapes fondamentales et tout au long du vol. Au jour du lancement, le rôle du LSP passe du conseil à la surveillance, suivant le compte à rebours, surveillant comment la mission progresse et aidant pour ce qui est des consoles de l'équipe de lancement

Un lancement sur Boeing Delta

Un lancement sur Lockheed Martin

Un lancement sur Boeing Delta

Dans le cas d'un lancement sur une Boeing Delta II Heavy launcher (fusée de lancement de trois étages avec neuf fusées à poudre attachées au premier étage), le premier étage est d'abord amené à la verticale à la Vertical Integration Facility (VIF), la structure en portique qui se trouve au pas de tir puis les 9 fusées à poudre sont installées, une semaine plus tard, par groupes de trois. Le deuxième étage est installé au-dessus du premier encore une semaine plus tard. Une fois la fusée de lancement configurée, on procède à des vérifications électriques 4 jours plus tard; on vérifie les systèmes de contrôle de direction des deux étages deux jours après. A ce stade -aux alentours de deux semaines avant le lancement- un test de compte à rebours peut être réalisé (le premier étage étant rempli de son oxygène liquide). A peu près dans les mêmes délais, un test de vol simulé ("Simulated Flight Test", SFT, ou "SimFlight") a lieu: il s'agit d'un test de vol avec un compte à rebours supplémentaires pour les systèmes électriques et mécaniques de la fusée de lancement qui seront mis en oeuvre pendant la première phase du vol, entre le décollage et la séparation de la mission. Ensuite, un jour plus tard, a lieu une vérification de fuites du premier étage. L'oxygène liquide (en anglais "liquid oxygen" ou LOX) est rempli et la vérification permet aussi d'entraîner l'équipe propulsion du premier étage car la même procédure sera utilisée le jour du lancement. Trois jours plus tard, on qualifie le système comburant du premier étage via le remplissage du RP-1 (le RP-1 est un kérosène hautement raffiné) et, un jour plus tard, le deuxième étage est complètement rempli avec le reste des comburants hypergoliques. Puis on couple la mission au lanceur aux alentours de 12 jours avant le lancement. On apporte à la VIF l'ensemble étage supérieur-vaisseau, qui est hissé sur les deux étages. Ont alors lieu d'autres tests: la "Flight Program Verification" (vérification du programme de vol") ainsi qu'un test intégré du lanceur et de la mission. Les premières données météo sont collectées et on établi le pourcentage que les conditions météo du lancement ne puissent pas exister au jour du lancement. Trois jours après l'arrivée de la sonde, les deux moitiés de la coiffe sont refermées autour de celle-ci et la sécurisation de la fermeture est effectuée le lendemain. Le jour d'après a lieu une "Flight Readiness Review" ("revue de l'état de préparation au vol", FRR) puis, deux jours encore après sont effectués des tests du système du contrôle de direction de la fusée de lancement ainsi que du feu de sécurité. Le jour qui précède le lancement, soit vers lancement-10h, la Vertical Integration Facility est retirée alors que, jusque là, elle entourait le lanceur; ne reste en place qu'une simple tour de lancement qui fournit au lanceur avec ses dernières connections ainsi le carburant ou les télécommunications. Dans le cas de la fuée Delta II, le compte à rebours qui mène au lancement commence 2½h avant celui-ci. Le remplissage du premier étage avec le kérosène RP-1 commence. L'équipe de lancement, elle, s'assemble au centre de contrôle lancement aux alentours de 3 à 4 heures avant le lancement. L'intégration du vaisseau et de la fusée de lancement et la gestion du compte à rebours sont de la responsabilité du bureau du Launch Services Program

Un lancement sur Lockheed Martin

Si le lancement se fait sur une fusée Atlas V, celle-ci est transportée au "Atlas Spaceflight Operations Center" et l'assemblage se fait aussi d'une Vertical Integration Facility (VIF), structure mobile en portique, qui se trouve au pas de tir. C'est là qu'est assemblée la fusée de lancement. Environ 1 mois plus tard, l'étage supérieur Centaur est apporté à la VIF et est couplé au premier étage du lanceur. Un mois avant le lancement, environ, on procède à une "wet dress rehearsal" ("répétition en conditions réelles"); on retire la Vertical Integration Facility et le lanceur est entièrement rempli de ses RP-1, hydrogène et oxygène liquides; l'équipe procède à un compte à rebours simulé. On ramène la VIF au lanceur et on accompli les dernières préparations du lancement, dont le couplage du vaisseau au sommet de la fusée de lancement. On fait subit ensuite un test fonctionnel au vaisseau, suivi d'une dernière semaine de tests intégrés du lanceur et de la mission