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

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 qui l’a fait faire le tour de la Lune et revenir sur Terre, ouvrant la voie à Artemis II, la première mission d’équipage du programme.

Mais l’une des choses que les ingénieurs ont constatées sur Artemis I et qui ne correspondait pas tout à fait aux attentes était un problème avec le bouclier thermique du vaisseau spatial Orion. Alors que la capsule retournait dans l’atmosphère terrestre à la fin de la mission, le bouclier thermique s’est abîmé ou a brûlé d’une manière différente de celle prédite par les modèles informatiques.

Une plus grande quantité de matière carbonisée que prévu s’est détachée du bouclier thermique lors de la rentrée d’Artemis I, et la manière dont elle s’est détachée était quelque peu inégale, ont déclaré des responsables de la NASA. 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 par heure). En revenant de la Lune, Orion a rencontré des températures allant jusqu’à 5 000° Fahrenheit (2 760° Celsius), plus chaudes que ce qu’un vaisseau spatial voit lorsqu’il rentre dans l’atmosphère depuis une orbite terrestre basse.

Malgré un problème de bouclier thermique, le vaisseau spatial Orion s’est écrasé en toute sécurité dans l’océan Pacifique. Les ingénieurs ont découvert la carbonisation inégale lors des inspections après vol.

Pas encore de réponses

Amit Kshatriya, qui supervise le développement des missions 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. Les managers veulent être sûrs de bien comprendre la cause avant de procéder à Artemis II, qui enverra les astronautes Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch et Jeremy Hansen pour un vol 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 un retard dans le lancement d’Artemis II de fin 2024 à septembre 2025, en grande partie en raison de l’enquête non résolue sur le problème du bouclier thermique. .

“Nous sommes toujours au milieu de notre enquête sur les performances du bouclier thermique d’Artemis I”, 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 à jet d’arc pour mieux comprendre ce qui a conduit à la carbonisation inégale d’Artemis I. “Nous nous rapprochons de la réponse finale concernant cette cause”, a déclaré Kshatriya.

Les responsables de la NASA ont 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 n’ont pas exclu cette possibilité. Une refonte ou des modifications du bouclier thermique Orion sur Artemis II retarderait probablement la mission d’au moins un an.

Au lieu de cela, les ingénieurs analysent toutes les trajectoires possibles que le vaisseau spatial Orion pourrait suivre lors de son retour dans l’atmosphère à la fin de la mission Artemis II. Sur Artemis I, Orion a effectué un profil de rentrée, où il a plongé dans l’atmosphère, est retourné dans l’espace, puis a effectué une descente finale dans l’atmosphère, un peu comme un rocher sautant à travers un étang. Ce profil permet à Orion d’effectuer des amerrissages plus précis à proximité des équipes de récupération dans l’océan Pacifique et réduit les forces g sur le vaisseau spatial et l’équipage qui se trouve à l’intérieur. Il divise également la charge thermique du vaisseau spatial en deux phases.

Les missions Apollo ont effectué un profil de rentrée directe. Il existe également un mode de rentrée appelé entrée balistique, dans lequel le vaisseau spatial volerait dans l’atmosphère sans être guidé.

Les matériaux carbonisés ont commencé à s’envoler du bouclier thermique lors de la première phase de la rentrée dans la benne. Les ingénieurs étudient comment le profil de rentrée sautée a affecté les performances du bouclier thermique Orion. La NASA souhaite comprendre comment le bouclier thermique d’Orion fonctionnerait lors de chacune des trajectoires de rentrée possibles d’Artemis II.

« Ce que font les équipes d’analyse, c’est dire : « OK, quelles que soient les contraintes, que pouvons-nous tolérer ? » dit Kshatriya.

Une fois que les responsables auront compris la cause de la carbonisation du bouclier thermique, les ingénieurs détermineront le type de trajectoire dont Artemis II doit suivre lors de sa rentrée afin de minimiser les risques pour l’équipage. Ensuite, les gestionnaires examineront la construction de ce que la NASA appelle la justification du vol. Il s’agit essentiellement d’un processus visant à se convaincre que le vaisseau spatial peut voler en toute sécurité.

“Quand nous aurons tout assemblé, soit nous aurons une justification de vol, soit nous n’en aurons pas”, a déclaré Kshatriya.

En supposant que la NASA approuve la justification du vol d’Artemis II, 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 plus grande vitesse lorsque les astronautes reviendront de leurs atterrissages sur la Lune.

Pendant ce temps, les préparatifs sur le 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 accouplés plus tôt cette année, et l’ensemble du vaisseau spatial Orion se trouve désormais dans une chambre à vide pour des tests environnementaux.