mai 28, 2024

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

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 dans l'océan Pacifique le 11 décembre 2021, à la fin de la mission Artemis 1.

NASA

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 équipage qui les a fait faire le tour de la Lune puis est revenu sur Terre, ouvrant la voie à la mission Artemis 2, la première mission avec équipage du programme.

Mais une chose que les ingénieurs ont constatée sur Artemis I et qui ne correspondait pas tout à fait aux attentes était 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 diminué ou a brûlé d'une manière différente de ce que prédisaient les modèles informatiques.

Une plus grande quantité de matière carbonisée que prévu a quitté le bouclier thermique lors du retour d'Artemis 1, et la manière dont elle est sortie était quelque peu inégale, ont déclaré des responsables de la NASA. Le bouclier thermique d'Orion est constitué d'un matériau appelé AFCOT, 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 degrés Fahrenheit (2 760 degrés Celsius), plus chaudes que ce que le vaisseau spatial voit lorsqu'il rentre dans l'atmosphère depuis une orbite terrestre basse.

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Malgré le problème du bouclier thermique, le vaisseau spatial Orion a atterri en toute sécurité dans l’océan Pacifique. Les ingénieurs ont découvert une carbonisation inégale lors des inspections après vol.

Il n'y a pas encore de réponses

Amit Kshatriya, qui supervise le développement de la mission Artemis à la division Exploration de la NASA, a déclaré vendredi que l'agence recherchait toujours la cause profonde du problème du bouclier thermique. Les managers veulent s'assurer de bien comprendre pourquoi avant d'aller de l'avant avec le projet Artemis II, qui enverra les astronautes Reed Wiseman, Victor Glover, Christina Koch et Jeremy Hansen pour un voyage de 10 jours autour de la face cachée de la Lune.

Ce sera la première fois que des humains voleront près de la Lune depuis la dernière mission Apollo en 1972. En janvier, la NASA a annoncé que le lancement d'Artemis 2 serait reporté de fin 2024 à septembre 2025, en grande partie en raison de l'enquête non résolue sur la chaleur. problème de bouclier. .

« Nous sommes toujours au milieu de notre enquête sur les performances du bouclier thermique Artemis 1 », a déclaré Kshatriya vendredi lors d'une réunion avec un comité du conseil consultatif de la NASA.

Les ingénieurs ont effectué des tests de bouclier thermique à petite échelle dans des souffleries et des installations d'avions à réaction pour mieux comprendre ce qui a conduit à la carbonisation inégale d'Artemis I. « Nous nous rapprochons de la réponse finale quant à cette cause », a déclaré Kshatriya.

Les responsables de la NASA avaient précédemment déclaré qu'il était peu probable qu'ils aient besoin d'apporter des modifications au bouclier thermique déjà installé sur le vaisseau spatial Orion pour Artemis II, mais ils n'ont pas exclu cette possibilité. La refonte ou la modification du bouclier thermique d'Orion sur Artemis II retarderait probablement la mission d'au moins un an.

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Au lieu de cela, les ingénieurs analysent toutes les trajectoires possibles que le vaisseau spatial Orion pourrait parcourir lorsqu'il rentrerait dans l'atmosphère à la fin de la mission Artemis 2. À bord du vaisseau spatial Artemis 1, Orion a suivi une trajectoire de contournement de rentrée, a plongé dans l'atmosphère, puis a sauté en arrière. dans l'espace, puis fit une dernière descente dans l'atmosphère, comme un rocher sautant au-dessus d'un étang. Ce profil permet à Orion d'effectuer des atterrissages plus précis, plus près des équipes de secours dans l'océan Pacifique, et réduit les forces gravitationnelles sur le vaisseau spatial et sur l'équipage qui se trouve à l'intérieur. Il divise également la charge thermique du vaisseau spatial en deux phases.

Les missions Apollo ont volé selon le profil de rentrée directe. Il existe également un mode de rentrée appelé réentrée balistique, dans lequel le vaisseau spatial vole dans l’atmosphère sans guidage.

Les équipes au sol du Kennedy Space Center de la NASA en Floride ont déplacé le vaisseau spatial Orion pour la mission Artemis 2 dans la chambre de lévitation au début du mois.
Agrandir / Les équipes au sol du Kennedy Space Center de la NASA en Floride ont déplacé le vaisseau spatial Orion pour la mission Artemis 2 dans la chambre de lévitation au début du mois.

Des matériaux carbonisés ont commencé à s'échapper du bouclier thermique au cours de la première phase du processus de rentrée. Les ingénieurs étudient comment le profil du saut de rentrée affecte les performances du bouclier thermique Orion. La NASA souhaite comprendre comment le bouclier thermique d'Orion fonctionnera lors de chacune des voies de rentrée potentielles d'Artemis II.

« Ce qu’il faut faire, c’est dire aux équipes d’analyse : OK, quelles que soient les contraintes, qu’est-ce qu’on peut se permettre ? » dit Kshatriya.

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Une fois que les responsables auront compris ce qui a causé la carbonisation du bouclier thermique, les ingénieurs détermineront quel type de trajectoire Artemis II doit suivre à son retour afin de minimiser les risques pour l'équipage. Ensuite, les gestionnaires chercheront à élaborer ce que la NASA appelle des justifications de vol. Il s’agit essentiellement du processus consistant à se convaincre que le vaisseau spatial peut voler en toute sécurité.

« Lorsque nous mettons tout cela ensemble, soit nous avons une justification pour voler, soit nous ne le faisons pas », a déclaré Kshatriya.

En supposant que la NASA approuve la justification d'un vol Artemis 2, des discussions supplémentaires auront lieu sur la manière de garantir que les boucliers thermiques d'Orion peuvent voler en toute sécurité lors des missions Artemis en aval, qui auront des profils de rentrée à grande vitesse lorsque les astronautes reviendront des atterrissages lunaires.

Pendant ce temps, les préparatifs à bord 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 intégrés plus tôt cette année, et l'ensemble du vaisseau spatial Orion se trouve désormais dans une chambre à vide pour les tests environnementaux.