Les astronautes qui ont embarqué sur le vaisseau spatial Starliner de Boeing pour se rendre à la Station spatiale internationale le mois dernier ne savent toujours pas quand ils reviendront sur Terre.
Les astronautes Butch Wilmore et Suni Williams sont dans l’espace depuis 51 jours, soit six semaines de plus que prévu initialement, tandis que les ingénieurs sur le terrain résolvent des problèmes avec le système de propulsion de Starliner.
Les problèmes sont de deux ordres. Les propulseurs à réaction du vaisseau spatial ont surchauffé et certains d’entre eux se sont arrêtés lorsque Starliner s’est approché de la station spatiale le 6 juin. Un autre problème, bien que peut-être lié, concerne les fuites d’hélium dans le système de propulsion du vaisseau.
Jeudi, les responsables de la NASA et de Boeing ont déclaré qu’ils prévoyaient toujours de ramener Wilmore et Williams à bord du vaisseau spatial Starliner. Au cours des dernières semaines, les équipes au sol ont terminé les tests d’un propulseur sur un banc d’essai à White Sands, au Nouveau-Mexique. Ce week-end, Boeing et la NASA prévoient d’allumer les propulseurs du vaisseau spatial en orbite pour vérifier leurs performances une fois amarré à la station spatiale.
« Je pense que nous commençons à nous rapprocher de ces derniers éléments de la logique de vol pour nous assurer que nous pouvons rentrer chez nous en toute sécurité, et c’est notre objectif principal en ce moment », a déclaré Stich.
Ces problèmes ont donné lieu à des spéculations selon lesquelles la NASA pourrait décider de ramener Wilmore et Williams sur Terre à bord d’un vaisseau spatial Crew Dragon de SpaceX. Un vaisseau Crew Dragon est actuellement amarré à la station, et un autre devrait être lancé avec un nouvel équipage le mois prochain. Steve Stich, responsable du programme d’équipage commercial de la NASA, a déclaré que l’agence avait étudié des plans de secours pour ramener l’équipage de Starliner à la maison à bord d’une capsule SpaceX, mais l’objectif principal reste de faire rentrer les astronautes à bord de Starliner.
« Notre première option est de terminer la mission », a déclaré Stich. « Il y a de nombreuses bonnes raisons de terminer cette mission et de ramener Butch et Suni à bord de Starliner. Starliner a été conçu, en tant que vaisseau spatial, pour avoir l’équipage dans le cockpit. »
Le Starliner a été lancé depuis la base spatiale de Cap Canaveral, en Floride, le 5 juin. Wilmore et Williams sont les premiers astronautes à voler dans l’espace à bord de la capsule d’équipage commerciale de Boeing, et ce vol d’essai est destiné à ouvrir la voie à de futurs vols opérationnels pour faire tourner des équipages de quatre personnes vers et depuis la Station spatiale internationale.
Une fois que la NASA aura pleinement certifié Starliner pour des missions opérationnelles, l’agence disposera de deux vaisseaux spatiaux adaptés aux humains pour les vols vers la station. Le Crew Dragon de SpaceX transporte des astronautes depuis 2020.
Des tests, des tests et encore des tests
La NASA a prolongé la durée du vol d’essai de Starliner pour effectuer des tests et analyser des données dans le but de renforcer la confiance dans la capacité du vaisseau spatial à ramener son équipage à la maison en toute sécurité et de mieux comprendre les causes profondes de la surchauffe des propulseurs et des fuites d’hélium. Ces problèmes se situent à l’intérieur du module de service de Starliner, qui est largué pour brûler dans l’atmosphère lors de la rentrée, tandis que le module d’équipage réutilisable, avec les astronautes à l’intérieur, se parachute pour un atterrissage amorti par un airbag.
Le plus important de ces tests a consisté en une série de tirs d’essai d’un propulseur Starliner au sol. Ce propulseur a été prélevé sur un ensemble de matériel prévu pour voler lors d’une future mission Starliner, et les ingénieurs l’ont soumis à un test de résistance, en le tirant à plusieurs reprises pour reproduire la séquence d’impulsions qu’il verrait en vol. Les tests ont simulé deux séquences de vol vers la station spatiale, et cinq séquences que le propulseur exécuterait pendant le désamarrage et une combustion de désorbitation pour le retour sur Terre.
« Ce propulseur a subi un certain nombre d’impulsions, peut-être même plus que ce que nous anticiperions en cas de vol, et plus agressives en termes de deux montées et cinq descentes », a déclaré Stich. « Ce que nous avons observé dans le propulseur est le même type de dégradation de poussée que nous observons en orbite. Dans un certain nombre de propulseurs (sur Starliner), nous constatons une poussée réduite, ce qui est important. »
L’ordinateur de vol de Starliner a éteint cinq des 28 propulseurs du système de contrôle de réaction du vaisseau spatial, produits par Aerojet Rocketdyne, lors du rendez-vous avec la station spatiale le mois dernier. Quatre des cinq propulseurs ont été récupérés après une surchauffe et une perte de poussée, mais les responsables ont déclaré l’un des propulseurs inutilisable.
Le propulseur testé au sol a montré un comportement similaire. Les inspections du propulseur à White Sands ont montré un gonflement dans un joint en Téflon d’une vanne d’oxydant, ce qui pourrait restreindre le débit du propulseur au tétroxyde d’azote. Les propulseurs, qui génèrent chacun environ 85 livres de poussée, consomment l’oxydant au tétroxyde d’azote, ou NTO, et le mélangent avec du carburant à base d’hydrazine pour la combustion.
Une soupape à clapet, semblable à une valve de gonflage sur un pneu, est conçue pour s’ouvrir et se fermer afin de permettre au tétroxyde d’azote de s’écouler dans le propulseur.
« Ce clapet est doté d’un joint en Téflon à son extrémité », a expliqué Nappi. « Sous l’effet de la chaleur et du vide naturel qui se produit lors de la mise à feu du propulseur, ce joint s’est déformé et s’est même légèrement bombé. »
Stich a déclaré que les ingénieurs évaluent l’intégrité du joint en Téflon pour déterminer s’il pourrait rester intact pendant le désamarrage et la désorbitation du vaisseau spatial Starliner. Les propulseurs ne sont pas nécessaires tant que Starliner est attaché à la station spatiale.
« Ce phoque en particulier pourrait-il survivre au reste du vol ? C’est la partie importante », a déclaré Stich.