Une fusée Falcon 9 file dans l’espace avec le quatrième satellite de navigation GPS de troisième génération de l’US Space Force. Crédits: SpaceX

SpaceX a lancé jeudi une fusée Falcon 9 depuis Cap Canaveral avec le dernier satellite de navigation du système de positionnement global de troisième génération de l’US Space Force, aidant à ouvrir la voie au lancement de la première mission opérationnelle d’astronaute Crew Dragon de SpaceX plus tard ce mois-ci.

Avec plus d’un mois de retard après qu’un problème de moteur Falcon 9 a anéanti la mission, la charge utile de navigation GPS a explosé dans un ciel d’automne clair à 18h24h23 HNE (23h24h23 GMT) jeudi.

Après s’être éloignée de la station 40 de la station aérienne de Cap Canaveral avec 1,7 million de livres de poussée, la fusée Falcon 9 de 70 mètres de haut s’est dirigée vers le nord-est de la côte spatiale de Floride sur une piste parallèle à la côte est des États-Unis.

Les neuf moteurs principaux Merlin 1D de la fusée se sont arrêtés et le premier étage s’est séparé environ deux minutes et demie après le début du vol.

Alors que l’unique moteur Merlin de l’étage supérieur mettait le satellite GPS en orbite, le rappel de premier étage réutilisable du Falcon 9 est descendu jusqu’à un atterrissage précis sur le drone de la taille d’un terrain de football de SpaceX flottant dans l’océan Atlantique à environ 400 miles (630 kilomètres) en aval de Cap Canaveral.

Le deuxième étage du Falcon 9 s’est enflammé deux fois pour manœuvrer le quatrième satellite GPS de troisième génération de l’US Space Force – désigné GPS 3 SV04 – sur une orbite de transfert en forme d’œuf dont l’altitude varie entre environ 250 miles (400 kilomètres) et 12550 miles (20200 kilomètres). ), avec une inclinaison de 55 degrés par rapport à l’équateur, selon les données de suivi accessibles au public.

Ces chiffres confirment que la fusée Falcon 9 a atteint ses objectifs avant de déployer le satellite GPS 3 SV04 construit par Lockheed Martin près de 90 minutes après le décollage, concluant la 20e mission réussie de SpaceX de l’année.

Lockheed Martin a confirmé dans un communiqué que les équipes au sol du centre de contrôle par satellite de la société près de Denver ont établi un contact avec le vaisseau spatial GPS de près de cinq tonnes, qui déclenchera plusieurs fois son moteur à apogée liquide embarqué dans les prochains jours pour atteindre une orbite circulaire. 12,550 miles au-dessus de la Terre.

Les contrôleurs au sol enverront des commandes pour que le satellite GPS déploie ses panneaux solaires et antennes de production d’électricité, effectuera des vérifications, puis remettra le vaisseau spatial au commandement des opérations spatiales de l’armée.

Une fusée Falcon 9 décolle jeudi de la station 40 de la station aérienne de Cap Canaveral. Crédit: Stephen Clark / Spaceflight Now

Le satellite GPS 3 SV04 rejoindra 31 engins spatiaux opérationnels dans la flotte GPS fournissant des données de positionnement, de navigation et de synchronisation à des milliards d’utilisateurs militaires et civils à travers le monde, fournissant des informations aux téléphones portables, voitures, avions et navires.

Le nouveau satellite achèvera son programme de vérification et de test dans environ un mois, et les responsables s’attendent à ce que le GPS 3 SV04 soit prêt pour une utilisation opérationnelle dans quelques mois, selon la Force spatiale.

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«Le programme GPS 3 continue de progresser dans la modernisation de la constellation GPS de l’US Space Force tout en maintenant l’étalon-or en matière de position, de navigation et de chronométrage», a déclaré le colonel Edward Byrne, chef de la division des systèmes spatiaux en orbite terrestre moyenne à Space Force. et Centre des systèmes de missiles.

Les satellites de la série GPS 3 sont conçus pour une durée de vie de 15 ans, une amélioration par rapport aux durées de vie de sept ans et demi et de 12 ans des satellites GPS de la génération précédente.

«Les satellites GPS 3 constituent une avancée majeure en termes de capacité et de résilience par rapport aux anciens satellites GPS», a déclaré Byrne. «Le GPS est un catalyseur essentiel pour l’armée américaine et ses alliés, et fournit des services dans le monde entier à plus de 4 milliards d’utilisateurs civils dans le monde.»

Le premier des 10 satellites GPS de la série 3 a été lancé en décembre 2018, suivi de deux autres satellites GPS 3 en août 2019 et le 30 juin de cette année. Selon Lockheed Martin, les satellites GPS 3 offrent une précision trois fois supérieure et des capacités anti-brouillage jusqu’à huit fois améliorées par rapport aux premiers engins spatiaux GPS.

Les satellites GPS 3 introduisent également un nouveau signal civil en bande L compatible avec d’autres réseaux internationaux de navigation par satellite, comme le programme européen Galileo. La combinaison des signaux du GPS, de Galileo et d’autres satellites de navigation peut améliorer la précision des mesures de position spatiales.

Concept d’artiste d’un satellite GPS 3 dans l’espace. Crédits: Lockheed Martin

En septembre, les responsables de la Force spatiale ont annoncé qu’ils avaient conclu un accord avec SpaceX pour lancer les futurs satellites GPS 3 sur des fusées Falcon 9 avec des boosters précédemment utilisés. Le propulseur de la première étape de la mission de jeudi soir sera remis à neuf et utilisé à nouveau pour le lancement du prochain satellite GPS 3 à la mi-2021, ont indiqué des responsables.

Le Space and Missile Systems Center, ou SMC, a signé un contrat mis à jour avec SpaceX en septembre pour couvrir l’accord de faire voler les deux prochains satellites GPS sur des boosters Falcon 9 réutilisés. Un premier étage Falcon 9 réutilisé lancera également la mission GPS 3 SV06, susceptible de voler fin 2021 ou début 2022.

Les contrats restructurés entre la Force spatiale et SpaceX ont permis l’atterrissage du premier étage de rappel du Falcon 9 après le précédent lancement du satellite GPS le 30 juin. pour réserver tout le propulseur du Falcon 9 pour le lancement de ce vaisseau spatial, ne laissant aucun surplus de carburant pour la descente et l’atterrissage.

La Force spatiale a assoupli ses exigences pour le prochain lancement de SpaceX avec un satellite GPS plus tôt cette année, ajustant le périgée, ou point bas, de l’orbite cible pour le déploiement de la charge utile GPS à une altitude inférieure. Cela a permis à la fusée Falcon 9 de faire atterrir le propulseur lors de la mission du 30 juin, économisant ainsi plusieurs millions de dollars à la Force spatiale.

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En tenant compte des changements pour permettre la récupération du booster sur quatre missions GPS à compter du lancement du 30 juin, puis la réutilisation de la fusée sur deux missions GPS à partir de l’année prochaine, les contrats de lancement mis à jour entre la Force spatiale et SpaceX ont entraîné des économies de 52,7 millions de dollars, ont déclaré des responsables. .

L’année prochaine, la mission GPS 3 SV05 sera la première charge utile de sécurité nationale hautement prioritaire à être lancée sur une fusée Falcon 9 avec un étage de propulsion précédemment piloté. Les responsables de la Force spatiale examineront en profondeur les procédures et politiques de remise à neuf et de réutilisation des fusées de SpaceX avant d’autoriser le satellite GPS 3 SV05 à se lancer à bord d’un propulseur recyclé l’année prochaine.

Cela aidera à jeter les bases du lancement d’un plus grand nombre de satellites de sécurité nationale sur des fusées Falcon avec des boosters de premier étage réutilisés.

«C’est notre parcours pour comprendre comment SpaceX exécute la remise à neuf du matériel précédemment utilisé», a déclaré Walt Lauderdale, chef de la division des systèmes et des opérations Falcon de SMC et directeur de la mission du compte à rebours et du lancement du GPS 3 SV04. : Nous comparerions alors cela à la qualification. C’est apprendre et ensuite évaluer tout le travail qu’ils font pour que ces boosters soient prêts à voler à nouveau.

“Cela nécessite donc de revoir un certain nombre de systèmes différents et de s’assurer que nous sommes bons dans tous les domaines avec du matériel déjà utilisé, pas seulement ce booster particulier”, a déclaré Lauderdale lors d’une conférence téléphonique avec des journalistes en septembre.

Avec le satellite GPS 3 SV04 en toute sécurité en orbite, la prochaine mission de SpaceX est le lancement du premier vol régulier d’astronaute Crew Dragon vers la Station spatiale internationale, un décollage prévu le 14 novembre à partir de la station 39A du centre spatial Kennedy de la NASA en Floride.

Les ingénieurs de la NASA analyseront les données du lancement GPS de jeudi soir pour s’assurer que les moteurs Merlin sont prêts à être utilisés sur la fusée Falcon 9 affectée au lancement de Crew Dragon.

SpaceX a d’abord essayé de lancer le satellite GPS 3 SV04 le 2 octobre, mais un problème de moteur a forcé un arrêt automatique à peine deux secondes avant le décollage.

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Les ingénieurs enquêtant sur l’abandon du 2 octobre ont découvert que deux des neuf moteurs du premier étage de la fusée avaient tendance à s’enflammer une fraction de seconde plus tôt que prévu. Les inspections ont montré qu’une soupape de décharge bloquée dans les générateurs de gaz des deux moteurs faisait monter la pression plus tôt que prévu au démarrage, et des capteurs sur les moteurs ont détecté le problème et arrêté le compte à rebours.

Ingénieurs SpaceX identifié un traitement de masquage laissé par inadvertance dans deux moteurs Merlin comme cause du compte à rebours interrompu le mois dernier. Les inspections ont révélé que la substance bloquait une conduite menant à une soupape de surpression dans le générateur de gaz de deux des moteurs initialement prévus pour la mission GPS.

Hans Koenigsmann, vice-président de la construction et de la fiabilité des vols de SpaceX, a déclaré que le port d’évent, qui ne signifie qu’un seizième de pouce de large, était obstrué par une laque de masquage durcie. Il a déclaré que la laque liquide – similaire au vernis à ongles rouge – est utilisée par un fournisseur tiers qui anodise des composants de moteur en aluminium pour SpaceX.

La laque protège certaines pièces pendant le processus de traitement d’anodisation, mais le fournisseur – que les autorités n’ont pas identifié – est censé retirer le matériau avant d’expédier les composants à SpaceX pour la fabrication du moteur.

Le générateur de gaz de chaque moteur Merlin entraîne une turbopompe alimentant le kérosène et les propulseurs d’oxygène liquide dans la chambre de combustion principale.

SpaceX a remplacé les deux moteurs suspects du premier étage du Falcon 9 pour la mission GPS 3 SV04, puis a effectué un test de tir de la fusée samedi sur le pad 40 de la base aérienne de Cap Canaveral. Cela a donné aux responsables suffisamment de confiance pour procéder au compte à rebours du lancement du GPS jeudi.

Un examen des moteurs Merlin de la flotte de fusées de SpaceX a révélé que deux des moteurs de la fusée Falcon 9 pour le vol Crew Dragon présentaient des signatures de démarrage similaires à celles des moteurs du lanceur pour la mission GPS.

SpaceX a déclaré la semaine dernière qu’il remplacerait ces deux moteurs du lanceur Falcon 9 pour la mission Crew Dragon. Le problème du moteur a retardé le lancement de Crew Dragon du 31 octobre au 14 novembre.

Steve Stich, responsable du programme d’équipage commercial de la NASA, a déclaré la semaine dernière que les ingénieurs de l’agence souhaitaient examiner les données du moteur du lancement du GPS avant de libérer le Crew Dragon pour le décollage plus tard ce mois-ci.

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Suivez Stephen Clark sur Twitter: @ StephenClark1.