La NASA ne comprend toujours pas la cause profonde du problème du bouclier thermique d'Orion

Agrandir / Le vaisseau spatial Orion de la NASA descend vers l'océan Pacifique à la fin de sa mission Artemis I, le 11 décembre 2021.

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Les responsables de la NASA ont déclaré la mission Artemis I réussie fin 2021, et il est difficile de contester cette évaluation. La fusée Space Launch System et le vaisseau spatial Orion ont effectué un vol sans pilote autour de la Lune et sont revenus sur Terre, ouvrant la voie à la première mission avec équipage du programme, Artemis II.

Mais l'une des choses que les ingénieurs ont vues sur Artemis ne correspondait pas aux attentes, un problème avec le bouclier thermique du vaisseau spatial Orion. Lorsque la capsule est rentrée dans l'atmosphère terrestre à la fin de la mission, le bouclier thermique a été réduit ou brûlé d'une manière différente de ce que prédisaient les modèles informatiques.

Les responsables de la NASA ont déclaré que plus de matériaux carbonisés que prévu provenaient du bouclier thermique lors de la rentrée d'Artemis I, et que la manière dont ils sont arrivés était quelque peu inégale. Le bouclier thermique d'Orion est constitué d'un matériau appelé Avcoat, conçu pour brûler lorsque le vaisseau spatial plonge dans l'atmosphère à une vitesse de 25 000 mph (40 000 km/h). À son retour de la Lune, Orion a rencontré des températures allant jusqu'à 5 000° Fahrenheit (2 760° Celsius), plus chaudes que ce que le vaisseau spatial verrait lors de sa rentrée dans l'atmosphère depuis une orbite terrestre basse.

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Malgré le problème du bouclier thermique, le vaisseau spatial Orion s'est écrasé en toute sécurité dans l'océan Pacifique. Les ingénieurs ont découvert une combustion inégale lors des inspections après vol.

Pas encore de réponses

Amit Kshatriya, qui supervise le développement de la mission Artemis au sein de la division Exploration de la NASA, a déclaré vendredi que l'agence recherchait toujours la cause profonde du problème du bouclier thermique. Avant de procéder à Artemis II, les responsables veulent s'assurer qu'ils comprennent la logique qui enverra les astronautes Reed Wiseman, Victor Glover, Christina Koch et Jeremy Hansen pour un vol de 10 jours autour de la face cachée de la Lune.

C'est la première fois que des humains volent près de la Lune depuis la dernière mission Apollo en 1972. En janvier, la NASA a annoncé que le lancement d'Artemis II serait reporté de fin 2024 à septembre 2025, en grande partie en raison d'une enquête non résolue sur le problème du bouclier thermique.

« Nous sommes toujours au milieu de notre enquête sur l'efficacité du bouclier thermique d'Artemis I », a déclaré Kshatriya vendredi lors d'une réunion avec le conseil consultatif de la NASA.

Les ingénieurs ont effectué des tests de bouclier thermique à petite échelle dans des souffleries et des installations à jet d'arc pour mieux comprendre ce qui a conduit à la combustion inégale d'Artemis I.

Les responsables de la NASA ont précédemment déclaré qu'ils n'auraient peut-être pas besoin d'apporter des modifications au bouclier thermique déjà installé sur le vaisseau spatial Orion pour Artemis II, mais n'ont pas exclu cette possibilité. La refonte ou les modifications du bouclier thermique Orion sur Artemis II pourraient retarder la mission d'au moins un an.

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Au lieu de cela, les ingénieurs analysent tous les chemins possibles que le vaisseau spatial Orion pourrait emprunter lors de sa rentrée dans l’atmosphère à la fin de la mission Artemis II. Sur Artemis I, Orion a effectué un vol de rentrée où il a plongé dans l'atmosphère, a sauté de nouveau dans l'espace, puis a effectué une descente finale dans l'atmosphère, comme un rocher sautant à travers un étang. Ce profil permet à Orion d'effectuer des amerrissages plus précis à proximité des équipes de secours dans l'océan Pacifique et de minimiser les forces G sur le vaisseau spatial et l'équipage à bord. Cela divise la charge thermique du vaisseau spatial en deux phases.

Les missions Apollo ont effectué un profil de rentrée directe. Il existe également une méthode de rentrée appelée entrée balistique, dans laquelle le vaisseau spatial vole sans guidage dans l'atmosphère.

Les équipes au sol du centre spatial Kennedy de la NASA en Floride ont déplacé le vaisseau spatial Orion dans une chambre d'altitude au début du mois pour la mission Artemis II.
Agrandir / Les équipes au sol du centre spatial Kennedy de la NASA en Floride ont déplacé le vaisseau spatial Orion dans une chambre d'altitude au début du mois pour la mission Artemis II.

Au cours de la première étape de la rentrée par saut, les matériaux brûlés ont commencé à s'échapper du bouclier thermique. Les ingénieurs étudient comment le profil de saut de rentrée a affecté les performances du bouclier thermique d'Orion. La NASA souhaite comprendre comment le bouclier thermique d'Orion fonctionnera lors de chacune des trajectoires de rentrée possibles d'Artemis II.

« Ce que font les équipes d'analyse, c'est dire : 'D'accord, en fonction des contraintes, que pouvons-nous tolérer ?' dit le Kshatriya.

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Une fois que les responsables auront compris la cause de l'épuisement du bouclier thermique, les ingénieurs détermineront quel type de trajectoire Artemis II devrait suivre lors de sa rentrée afin de minimiser le risque pour l'équipage. Plus tard, les managers chercheront à développer ce que la NASA appelle la rationalité du vol. Essentiellement, il s’agit de se convaincre que le vaisseau spatial peut voler en toute sécurité.

« Lorsque nous assemblons tout cela, soit nous avons une logique de vol, soit nous n'en avons pas », a déclaré Kshatriya.

En supposant que la NASA approuve la justification du vol d'Artemis II, d'autres discussions auront lieu sur la façon de garantir que les boucliers thermiques d'Orion volent en toute sécurité lors des missions Artemis de niveau inférieur, qui ont des profils de rentrée à grande vitesse lorsque les astronautes reviennent d'un atterrissage sur la Lune.

Pendant ce temps, les préparatifs du vaisseau spatial Orion pour Artemis II se poursuivent au Kennedy Space Center de la NASA. L'équipage et les modules de service d'Artemis II ont été assemblés plus tôt cette année, et l'ensemble du vaisseau spatial Orion se trouve désormais dans une chambre à vide pour des tests environnementaux.

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