Après Starliner, la NASA doit prendre une autre décision importante concernant les vols spatiaux habités

Maintenant que la NASA a résolu la question du vaisseau spatial Starliner et de ses deux membres d’équipage à bord de la Station spatiale internationale, l’agence est confrontée à une autre décision à enjeux élevés concernant les vols spatiaux habités.

Le choix concerne le bouclier thermique du vaisseau spatial Orion et les modifications que la NASA apportera avant la mission Artemis II qui survolera la Lune. Bien que Starliner ait suscité beaucoup d’attention médiatique, il s’agira d’une décision encore plus médiatisée pour la NASA, avec des conséquences plus importantes : quatre astronautes seront à bord et des centaines de millions, voire des milliards, de personnes assisteront à la première mission dans l’espace lointain de l’humanité depuis plus de cinq décennies.

Le problème est la sécurité du bouclier thermique, situé à la base de la capsule, qui protège l’équipage d’Orion lors de son retour sur Terre. Lors de la mission Artemis I qui a envoyé Orion au-delà de la Lune fin 2022, sans astronautes à bord, des morceaux de matériaux carbonisés se sont fissurés et ébréchés du bouclier thermique d’Orion lors de la rentrée dans l’atmosphère terrestre. Une fois le vaisseau spatial atterri, les ingénieurs ont trouvé plus de 100 endroits où les contraintes de la rentrée ont endommagé le bouclier thermique.

Après avoir étudié la question pendant plus d’un an, la NASA a convoqué une « équipe d’évaluation indépendante » pour mener son analyse du travail de la NASA. Initialement, les travaux de cette équipe d’évaluation devaient être terminés en juin, mais ses délibérations se sont poursuivies pendant une grande partie de l’été et n’ont pris fin que récemment.

Les conclusions de l’équipe ne sont pas encore publiques, mais la NASA est essentiellement confrontée à deux choix avec le bouclier thermique : elle peut faire voler Artemis II avec un bouclier thermique similaire à celui utilisé par Orion sur Artemis I, ou l’agence peut revoir la conception et construire un nouveau bouclier thermique, retardant probablement Artemis II de sa date de lancement de septembre 2025 pendant plusieurs années.

Ce qu’ils disent

Dans des commentaires récents, les responsables de la NASA ont été relativement discrets lorsqu’on leur a demandé comment le problème du bouclier thermique serait résolu :

• L’administrateur de la NASA Bill Nelson, dans une interview avec Ars, début août : « Ils sont encore en train de décider. Je suis très confiant. [in a launch date of September 2025] « A moins qu’il y ait un problème avec le bouclier thermique. Évidemment, ce serait un gros problème. Mais je n’ai aucune indication à ce stade que la recommandation finale sera d’utiliser un autre bouclier thermique. »
• L’administrateur associé de la NASA, Jim Free, dans une conversation avec Ars, fin août : «C’est sur la bonne voie pour le moment.
• Catherine Koerner, administratrice adjointe de la NASA pour le développement des systèmes d’exploration, a déclaré dans une interview accordée à Ars à la mi-août : « Tout l’espace commercial est ouvert. Mais en ce qui concerne la mission Artemis II, nous maintenons pour l’instant la date de lancement du 25 septembre, sachant que nous avons encore beaucoup de travail à faire pour terminer l’enquête sur le bouclier thermique. »
• Amit Kshatriya, administrateur adjoint associé de la NASA pour le programme Lune-Mars, a déclaré au comité consultatif de la NASA fin août : « L’équipe d’évaluation indépendante vient de terminer son analyse, je m’attends donc à ce qu’elle soit terminée. Nous devrions avoir une disposition sur la manière dont ils intégreront ces résultats. »

En résumé, le travail de l’équipe d’évaluation indépendante est terminé et elle a commencé à informer les responsables de la NASA. Une décision finale sera ensuite prise par la haute direction de la NASA.

Que se passe-t-il maintenant

En préparation d’Artemis II, le vaisseau spatial Orion a subi des tests thermiques et sous vide cette année avant d’être empilé sur la fusée Space Launch System. Initialement, la NASA avait prévu de commencer le processus d’empilage ce mois-ci, mais a finalement retardé cette date jusqu’à ce que la question du bouclier thermique soit clarifiée. Le bouclier est déjà fixé au vaisseau spatial.

La plupart des personnes interrogées par Ars pensent que la NASA volera probablement avec le bouclier thermique tel quel. Des sources ont indiqué que les ingénieurs de la NASA pensent que la meilleure façon de préserver le bouclier thermique pendant Artemis II est de modifier sa trajectoire dans l’atmosphère terrestre.

Au cours de la mission Artemis I, le vaisseau spatial a suivi un profil de rentrée « par saut », dans lequel Orion a plongé dans l’atmosphère, est revenu dans l’espace par saut, puis a effectué une descente finale dans l’atmosphère. Cela a permis de contrôler avec précision le lieu d’amerrissage d’Orion et de réduire les forces g sur le véhicule. Il existe d’autres options, notamment une rentrée balistique, avec une trajectoire plus raide qui est plus dure pour l’équipage en termes de forces gravitationnelles, et une rentrée directe, qui implique un saut miniature.

Une trajectoire plus raide permettrait au bouclier thermique d’Orion d’être exposé au réchauffement atmosphérique et à la résistance de l’air pendant une période plus courte. Les ingénieurs de la NASA pensent que les problèmes de fissures observés pendant Artemis I étaient dus à la durée d’exposition au réchauffement atmosphérique. Ainsi, un temps plus court signifie théoriquement que les dommages observés lors de la rentrée d’Orion pendant Artemis II seraient moins importants.