Undocking : l’ATV-4 Albert Einstein se sépare de l’ISS le 28 octobre 2013. Crédit image : NASA

Les medias en ont moins parlé qu’à l’occasion du lancement ou de l’amarrage : c’est lundi 28 octobre que l’ATV-4, quatrième véhicule de transfert automatique de l'Agence spatiale européenne (ESA) s’est séparé du module Zvezda de la Station spatiale internationale (ISS). Le désamarrage automatisé (undocking) a eu lieu exactement à 8h55 UTC, à la verticale du Kazakhstan.

Deux photographies de l’ATV-4 juste après le désamarrage de l’ISS le 28 octobre 2013.
Crédit image : NASA

Fin des vacances : contrôle à la rentrée

Luca Parmitano et Oleg Kotov, qui avaient fermé les écoutilles de l'ATV- 4 vendredi 25 octobre, ont supervisé le départ depuis le panneau de contrôle situé à l'intérieur du module Zvezda.

L’opération a été pilotée depuis Toulouse par l’équipe ESA-CNES de l’ATV Control Centre. L’étape ultime de la mission de l’ATV-4 devrait avoir lieu le samedi 2 novembre avec une rentrée contrôlée dans l’atmosphère entraînant la destruction et la combustion de l’ATV-4. « Rentrée contrôlée » signifie que la manœuvre effectuée est destinée à assurer que les éventuels débris tomberont dans une zone bien définie, une région inhabitée du sud de l'océan Pacifique avec peu de trafic maritime.

Inhabituel : rentrer la poubelle pleine

Après avoir assuré une mission complexe avec la livraison d’une charge utile record de plus de 7 tonnes (fret, nourriture, oxygène, eau et carburant) à l’ISS et à son équipage et des opérations de rehaussement de l’orbite de la station spatiale, l’ATV-4 est maintenant… une poubelle. C’est un peu péjoratif quand on porte le nom d’Albert Einstein mais c’est également une étape indispensable de la mission.

Ce soir, je serai la poubelle pour aller rentrer

Samedi, deux « boosts », des allumages du système de propulsion sont programmés pour fournir une impulsion d’une poussée et d’une durée précise pour modifier l’orbite de l’ATV. Objectif : un périgée négatif ou en clair, une trajectoire qui vise la Terre et une rentrée dans l’atmosphère.

Grandes manœuvres pour la rentrée…

En réalité, la quatrième rentrée d’un cargo ATV va se faire selon une procédure très particulière destinée à permettre à l’équipage de l’ISS d’observer et de filmer l’ATV au moment où il pénétrera dans les hautes couches de l’atmosphère, à partir de 115 km d’altitude jusqu’à 65 km.

Il est donc nécessaire que la trajectoire de l’ATV soit modifiée pour être au bon moment dans le champ de vue des instruments de la station spatiale internationale.

Après l’amarrage du mois de juin, on peut donc presque parler d’un second rendez-vous, virtuel cette fois-ci avec l’ISS. Albert semble avoir du mal à abandonner définitivement Zvezda…

Théorie de la relativité, en pratique…

Pour ce rendez-vous virtuel, les systèmes de propulsion et de contrôle de trajectoire de l’ATV vont à nouveau être mis à contribution, comme pour un rendez-vous réel (la terminologie est la même), avec une série de manœuvres successives.

Le principe du rendez-vous entre l’ATV et l’ISS. La phase de rentrée atmosphérique du 2
novembre sera précédée d’une série de manœuvres similaires. Crédit image : ESA

Les deux premières ont déjà été effectuées avec succès, le 28 octobre à 20:06 UTC et à 20:48 UTC. Il s’agit de manœuvres dites TP pour « Transfer to Phasing » destinées à aligner l’orbite de l’ATV sur celle de l’ISS. Deux impulsions d’une durée d’environ 3 minutes ont été effectuées, correspond à une variation de vitesse de 11,78 m/s. Sur une orbite plus basse, l’ATV « roule » plus vite que l’ISS. Albert Einstein est ainsi dans une configuration appelée « Drift on Phasing ».

Vitesse relative

Deux autres manœuvres MC1 et MC2 (normal pour Albert Einstein !), dites « Mid-Course » sont prévues jeudi 31octobre. Ce sont des manœuvres de corrections de trajectoire destinées à corriger les perturbations d’orbites et les erreurs (environ 0,1%) des deux manœuvres précédentes.

Vendredi 1er, deux manœuvres TV1 et TV2, pour « Transfer to ISS Vicinity » permettront de remettre l’ATV « un peu derrière l’ISS mais plus bas ». C’est la dernière étape de notre rendez-vous virtuel

Enfin, samedi 2 novembre, l’équipage de l’ISS devrait être témoin du grand plongeon avec les deux manœuvre de désorbitation DEO1 et DEO2.

Une poubelle, disiez-vous ? En tout cas, elle a des fonctionnalités et des performances étonnantes pour réussir cette série de manœuvres. Surveillez les sites de l’ESA et de la NASA : si tout se passe bien, il devrait y avoir bientôt quelques images spectaculaires de la rentrée de l’ATV dans l’atmosphère.

Deux images de la rentrée atmosphérique de l’ATV-1 Jules Verne prise d’un avion
(crédit image : ESA). A droite, le système russe de docking de l’ATV (pendant la préparation du
lancement de l’ATV-4 au Centre Spatial Guyanais). C’est certainement le point lumineux qu’on voit à
l’avant du nuage de débris incandescents dans la photo en bas à gauche
(crédit image : ESA – CNES – Arianespace – Optique vidéo du CSG – JM Guillon)

Avant dernière mission

Après Jules Verne (ATV-1), Johannes Kepler (ATV-2) et Edoardo Amaldi (ATV-3), Albert Einstein était l’avant-dernière mission du programme européen ATV.

Le cinquième et dernier ATV, baptisé « Georges Lemaître » en l’honneur de l’astronome belge à l’origine de la théorie de l'expansion de l'univers, a déjà effectué un long voyage avant son lancement : après avoir traversé l'Atlantique à bord du cargo Agata M, il est arrivé le 31 octobre au port de Pariacabo en Guyane française, avec 80 containers de matériel de test. Son lancement par une fusée Ariane 5 ES est prévu mi- 2014 pour une nouvelle mission en orbite de six mois. L'ATV est à ce jour le plus grand et le plus lourd véhicule de la flotte de ravitaillement de la station. Il est le seul à effectuer une approche et un amarrage automatique.

Arrivé à bon port : on va s’amarrer

Après le désamarrage de l’ATV, les cosmonautes / astronautes Luca Parmitano, Fyodor Yurchikhin et Karen Nyberg vont commander le déplacement du vaisseau Soyouz TMA -09M, actuellement fixé au port d'amarrage du module Rassvet, pour le ramener au port du module Zvezda, libéré par Albert Einstein.

Cette opération prépare l’arrivée le 7 novembre de trois nouveaux membres d’équipage avec une équipe toujours très internationale : Rick Mastracchio (USA), Koichi Wakata (Japon) et Mikhail Tyurin (Russie). Leur vaisseau Soyouz TMA -11M doit rejoindre le port d’amarrage du module Rassvet de l’ISS, environ six heures après le lancement depuis Baïkonour, au Kazakhstan.

Après quelques jours où neuf astronautes et cosmonautes vivront et travailleront ensemble à bord de l’ISS, l’équipage de l’expédition 37 (Yurchikhin, Nyberg et Parmitano), fera ses adieux et rentrera sur Terre le 10 novembre, après plus de cinq mois dans l'espace.

Les membres de l'expédition 37 à bord de l'ISS quelques jours avant leur retour sur Terre.
Crédit image : NASA

En savoir plus :

La série d’articles sur l’ATV-4 Albert Einstein :
Les autres articles sur les missions ATV :
Sur le site de l’ESA, les pages sur l’ATV et le blog de l’ATV.
Sur le site du CNES, les pages sur le centre de contrôle de l’ATV (ATV-CC)
Sur le site de la NASA, les pages sur la Station Spatiale Internationale.
Sur le site n2yo.com, une page pour suivre la trajectoire de l’ATV-4 et celle de l’ISS. Il faut zoomer un peu pour voir les deux traces séparément.

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