16 Février 2022

Un robot pour vidanger les réservoirs au retour de Themis

Un robot semi-autonome sera le premier à se précipiter vers l’étage réutilisable Themis à son retour. Son but ? Sécuriser le véhicule en assurant sa vidange avant le déploiement d’opérateurs. Actuellement, les ingénieurs testent et mettent au point ce système capable de connecter les différentes prises – électrique et fluide – nécessaires à la vidange, en quelques minutes.

Assurer la sécurité des opérateurs

Sur le site d’essai de Vernon, les équipes d’ArianeWorks (CNES/ArianeGroup) s’activent en vue du 1er décollage du lanceur réutilisable Themis en 2023. Un membre bien particulier est à pied d’œuvre : un système robotique. Son rôle ? Connecter différentes prises dans les minutes qui suivent le retour sur Terre du lanceur pour le vidanger. Il évite ainsi d’exposer les opérateurs à un environnement relativement dangereux durant les premières phases suivant l’atterrissage. Testé depuis 2020, un robot est désormais capable de réaliser ces différentes tâches sur un prototype de réservoir.

Le retour sur Terre du lanceur réutilisable Themis constitue une étape clé. 

 La vidange des réservoirs doit être effectuée rapidementCela permet d’éviter une montée en pression non contrôlée des gaz résiduels, et des rejets ponctuels de méthane – un puissant gaz à effet de serre – dans l’atmosphère.

Jérôme Vila, directeur d’ArianeWorks

Mais la connexion des différentes prises nécessaires à la vidange expose les opérateurs à un risque. ”La fusée vient de subir des contraintes importantes liées à son entrée atmosphérique et son atterrissage : le moteur est encore fumant et certaines pièces peuvent être endommagées”, ajoute Jérôme Vila. 

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Jérôme Vila Crédits : © CNES/OLLIER Alexandre, 2018

Un seul bras robotique pour différentes prises

Le robot est le premier à s’approcher de la fusée à son retour. En collaboration avec Shark Robotics et avec le co-financement du Conseil Régional Nouvelle Aquitaine, les équipes d’ArianeGroup ont mis au point un système constitué d’une plateforme mobile et d’un bras robotisé. "Ce bras dispose d’une trousse à outil dans laquelle il peut piocher, détaille Jérôme Vila. Selon la zone sur laquelle il opère, il saisit le connecteur approprié et le branche.” Le robot est capable de connecter et déconnecter des prises électriques mais aussi cryogénique pour évacuer le carburant, et cela en toute autonomie. Avec ses gestes précis et rapides, il est un véritable atout pour sécuriser le retour du lanceur.

Prochaine étape pour le robot, au printemps : opérer à une hauteur de 6 mètres – à laquelle sera situé le réservoir dans le premier étage – grâce à son chariot élévateur. ”Nous allons augmenter progressivement la complexité au cours des essais, complète Jérôme Vila. L’un des objectifs est de rendre le déplacement vers la fusée autonome : la plateforme est actuellement pilotée depuis le centre de contrôle.”

Les équipes ont un but bien précis en ligne de mire : utiliser le robot dès le premier vol grandeur nature de Themis, sur le site de lancement de Kiruna en Suède, à l’été 2023. 

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Le robot permettra de vidanger les réservoirs alimentant le moteur Prometheus, un démonstrateur de moteur réutilisable fonctionnant à l’oxygène liquide et au méthane, développé par ArianeGroup pour le compte de l’Agence spatiale européenne (ESA), Crédits : © ArianeGroup Holding/, 2018

 

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Vue d'artiste du lanceur Themis Crédits : CNES/REAL DREAM

A propos de themis

Le démonstrateur Themis est un prototype de premier étage bas coût et réutilisable pour les futurs lanceurs européens, dont Ariane Next. Les premiers essais, sous contrat de l’ESA, ont démarré en 2020. Un premier vol à basse altitude est prévu en Suède en 2023, tandis qu’un vol entièrement opérationnel aura lieu d’ici 2025 depuis la zone Diamant du Centre Spatial Guyanais.