Étapes de la mission

Jour 1 : Départ de la Terre

Le lanceur SLS a servi à propulser le vaisseau spatial Orion jusque dans l'espace. L'orbite d'Orion autour de la Terre a été relevée par suite de plusieurs manœuvres. L'équipage est parti ensuite sur une trajectoire de retour libre qui l'a fait survoler la Lune et prendre le chemin du retour grâce à la force gravitationnelle de la Terre.

Après le lancement, les deux propulseurs d'appoint, les panneaux de protection du module de service et le système d'évacuation d'urgence ont été largués. Ensuite, les moteurs-fusées se sont arrêtés et l'étage principal s'est séparé de l'étage de propulsion cryotechnique intermédiaire (l'étage supérieur) et du vaisseau spatial.

Une fois en orbite, les astronautes ont enlevé leur combinaison spatiale et ont passé le reste de la mission en vêtements ordinaires. Ils ont seulement remis leur combinaison spatiale en vue de la rentrée dans l'atmosphère terrestre et de l'amerrissage.

L'équipage a fait deux fois le tour de notre planète pour s'assurer que les systèmes fonctionnaient comme prévu alors qu'Orion était encore près de la Terre.

Le vaisseau spatial a d'abord suivi une orbite elliptique à une altitude variant de 185 à 2253 km environ pendant un peu plus de 90 minutes, avec une première mise à feu de correction pour maintenir Orion sur sa trajectoire. L'étage supérieur a ensuite propulsé le vaisseau spatial sur une orbite haute. Cette manœuvre a permis à Orion d'atteindre la vitesse nécessaire pour la poussée vers la Lune.

Il a fallu environ 23,5 heures pour faire le tour de la Terre le long de cette orbite elliptique variant de 185 à 74 000 km d'altitude. Par comparaison, la Station spatiale internationale suit une orbite quasi circulaire autour de la Terre à quelque 400 km d'altitude.

Après la mise à feu de correction pour aller en orbite haute, l'étage supérieur s'est séparé d'Orion. Avant de se désintégrer dans l'atmosphère terrestre, l'étage largué a servi une dernière fois : après avoir pris les commandes manuelles d'Orion, l'équipage l'a utilisé pour une démonstration d'opérations de proximité.

Jour 1 : Démonstration des opérations de proximité

Cette série de manœuvres a consisté à piloter Orion pendant environ 70 minutes pour le faire s'approcher et s'éloigner de l'étage supérieur. L'équipage a utilisé les caméras à bord et regardé aussi par les hublots pour s'aligner sur l'étage supérieur lors de cette démonstration.

Ces manœuvres ont fourni des données et un savoir-faire impossibles à obtenir facilement au sol. Ces connaissances sont essentielles pour se préparer aux futures opérations en orbite lunaire : rendez-vous, opérations de proximité, amarrage et désamarrage.

Après cette démonstration, quatre CubeSats de la taille de deux boites à chaussures à peu près ont été largués dans l'espace depuis l'adaptateur d'étage d'Orion environ 5 h après le début de la mission.

Jours 1-10 : Vérification des systèmes

Après cette démonstration, les contrôleurs de vol du centre spatial Johnson de la NASA ont repris les commandes d'Orion. L'équipage a passé le reste du temps en orbite haute à vérifier les systèmes du vaisseau spatial.

Alors qu'ils étaient toujours proches de la Terre, les astronautes ont évalué l'efficacité du système de survie, nécessaire pour produire de l'air respirable et éliminer le dioxyde de carbone et la vapeur d'eau qu'ils produisent quand ils respirent, dorment, parlent ou font de l'exercice. Ces vérifications ont permis de confirmer le bon fonctionnement du système de survie avant la phase du survol lunaire.

Les systèmes de communication et de navigation ont aussi été vérifiés afin de confirmer qu'ils étaient prêts pour continuer la mission. Pendant qu'Orion se trouvait encore en orbite elliptique autour de la Terre, il s'est brièvement éloigné de la portée des satellites GPS et du système de satellites de poursuite et de retransmission de données de la NASA. L'objectif était de vérifier tôt dans la mission les capacités de communication et de navigation du Deep Space Network de la NASA. Quand Orion s'est rendu jusqu'à la Lune et l'a survolée, le centre de contrôle de mission a compté sur ce réseau de communications avec l'espace lointain pour communiquer avec les astronautes, transmettre des images vers la Terre et commander le vaisseau spatial.

Les astronautes ont continué d'évaluer les systèmes du vaisseau spatial tout au long du voyage. Ils ont notamment fait une démonstration des opérations de départ et de retour et ont simulé des procédures d'urgence.

Jour 2 : Insertion translunaire

Une fois les procédures de vérification terminées, la décision a été prise de poursuivre le voyage vers la Lune. Orion aura été en orbite haute pendant environ 25 heures. La mise à feu de l'insertion translunaire qui a propulsé Orion sur sa trajectoire a duré 6 minutes et 5 secondes.

Jours 2-5 : Trajet vers la Lune

Le module de service de l'Agence spatiale européenne a fourni la dernière poussée nécessaire pour envoyer Orion et l'équipage vers la Lune, un voyage d'environ quatre jours. Ils ont ensuite fait le tour de la face cachée de la Lune. Dans son ensemble, l'aller-retour pour la Lune a pris la forme d'un huit.

En route vers la Lune, l'équipage a eu l'occasion à quelques reprises d'échanger avec la population sur Terre en direct. Jeremy Hansen a parlé à des Canadiens lors de vidéocommunications établies avec l'Agence spatiale canadienne.

Au cinquième jour de la mission, Orion est entré dans la sphère d'influence gravitationnelle de la Lune. Dans cette région, l'attraction de la Lune sur le vaisseau spatial est devenue plus forte que celle de la Terre.

Jour 6 : Survol et observation de la Lune

Le 6 avril, Orion s'est trouvé à une distance de 6 544 km de la Lune. De cet endroit, la Lune avait l'air aussi grosse qu'un ballon de basketball tenu à bout de bras. Par les hublots de la capsule, les astronautes ont vu la Lune de près et la Terre au loin, à plus de 400 000 km de distance.

Le Soleil, la Lune et le vaisseau spatial Orion ont été alignés de telle sorte que l'équipage a vu environ 20 % de la face cachée de la Lune.

Pendant sept heures, à tour de rôle, ils ont observé et photographié diverses caractéristiques géologiques, comme des cratères d'impact, d'anciennes coulées de lave. Ils ont aussi vu des régions de la face cachée de la Lune que personne d'autre n'avait déjà vues, comme la mer Orientale et les cratères Pierazzo et Ohm.

En plus de l'analyse des données en temps réel ainsi que des conseils de l'astronaute de l'ASC Jenni Gibbons au poste de capcom et d'une équipe de scientifiques, les astronautes ont mis à profit leur formation en géologie au Labrador, en Islande et en classe pour décrire les textures, les formes et les couleurs de la surface. Ces données seront d'une grande utilité pour les futures missions d'exploration de la Lune.

Vers la fin du survol, l'équipage a observé une éclipse solaire. Orion, la Lune et le Soleil ont été alignés de telle sorte que les astronautes ont vu notre étoile disparaitre derrière la Lune pendant environ une heure. Durant cette période, l'équipage a vu la Lune en grande partie plongée dans l'obscurité. Ils ont profité de l'occasion pour analyser la couronne solaire — l'atmosphère externe du Soleil — alors qu'elle est apparue tout autour de la Lune. L'équipage a également tenté de repérer des éclairs lumineux produits par l'impact de météoroïdes à la surface, afin de mieux comprendre les risques des missions futures.

Quand Orion est passé derrière la Lune, la mission a connu une interruption planifiée des communications d'environ 40 minutes, la Lune bloquant les signaux radio entre le réseau Deep Space Network et le vaisseau spatial.

Au septième jour, Orion est sorti de la sphère d'influence gravitationnelle de la Lune et s'est dirigé vers la Terre.

Jours 7-10 : Trajet de retour vers la Terre et amerrissage

Le voyage de retour de quatre jours a commencé au septième jour de la mission.

Vu qu'Orion était sur une trajectoire de retour libre, aucun combustible n'a été nécessaire pour fournir une poussée. Ce sont l'assistance gravitationnelle de la Lune et la gravité de la Terre qui ont dirigé naturellement le vaisseau spatial vers notre planète.

Le 10 avril, après la séparation du module de service, la capsule est rentrée dans l'atmosphère terrestre à 35 fois la vitesse du son. Le bouclier thermique et la friction atmosphérique ont contribué à beaucoup la ralentir. Des parachutes-freins se sont ouverts là où l'atmosphère s'épaissit, suivis des trois parachutes principaux, pour la ralentir suffisamment pour un amerrissage en toute sécurité.

La capsule spatiale a amerri dans le Pacifique au large de San Diego, en Californie, moins de 15 minutes après le début de la rentrée atmosphérique. Après avoir parcouru plus de 1 200 000 km en 9 jours, 1 heure et 32 minutes, la capsule et l'équipage ont été récupérés par la NASA et la U.S. Navy, ce qui a marqué la fin de cette mission historique autour de la Lune.

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