Pour trouver l’emplacement exact de la fuite à Zvezda afin qu’elle puisse être réparée, Cassidy et ses coéquipiers devront passer un peu de temps à flotter autour du module avec un appareil portatif appelé détecteur de fuite à ultrasons, qui détecte les fréquences émises par le flux d’air au fur et à mesure. se précipite sur de petits trous et des fissures. Le bruit sur la station peut rendre plus difficile la détection de ces fréquences, et l’équipage peut avoir à parcourir des zones à plusieurs reprises pour trouver la source. Une entreprise souhaite améliorer cette stratégie en déployant un robot automatisé qui peut «écouter» les fuites et les identifier en temps réel, sans avoir besoin d’une main humaine. Une fois qu’ils ont trouvé la source de la fuite, ils la répareront avec un kit utilisant de la résine époxy.

Les fuites peuvent également se produire d’autres manières en plus d’une perte d’oxygène. L’ISS a déjà traité des fuites d’ammoniac provenant des boucles de refroidissement de la station. L’ammoniac étant toxique pour l’homme, de telles fuites nécessitent une action immédiate, impliquant de longues promenades dans l’espace pour identifier les trous dans le système de refroidissement et les réparer.

Le problème en cours montre que même un vaisseau spatial aussi bien conçu et protégé que l’ISS n’est pas invulnérable. Et comme nous voyons de plus en plus de pays et d’entreprises envoyer des humains sur des missions avec équipage en orbite, de telles fuites seront beaucoup plus fréquentes. Tous les vaisseaux spatiaux ne seront pas aussi résistants aux problèmes que l’ISS.

Il y a quelques coupables majeurs pour la formation d’une fuite sur un vaisseau spatial. La fuite de l’ISS la plus médiatisée de mémoire récente a été découverte en août 2018 – un trou de 2 millimètres sur un vaisseau spatial russe Soyouz amarré à la station à l’époque. Ce trou semble avoir été le résultat d’une erreur de forage commise lors de la fabrication (bien que l’agence spatiale russe ait été prudente sur la cause exacte). Le mystère de cette fuite était un excellent fourrage pour les théoriciens du complot, mais le fait que le trou ait été accidentellement fait par une perceuse était chanceux. Un trou comme celui-ci est propre et précis, et peu sensible aux fissures ou à l’expansion.

Mais lorsque l’ISS fait une fuite sans cause claire, le principal suspect est une collision accidentelle avec un micrométéoroïde ou un petit morceau de débris (certains millimètres ou moins). Les objets en orbite terrestre tournent à des vitesses extrêmement élevées. La Station spatiale internationale, par exemple, a une vitesse moyenne de 7,66 kilomètres par seconde, soit plus de 17 000 mph. Certains micrométéoroïdes dans l’espace traversent à plus de 20 000 mph. À ces vitesses ultra-élevées, même les objets minuscules de moins d’un centimètre peuvent absolument déchiqueter des objets plus gros, comme une balle d’une arme à feu. Ce type de destruction désordonnée peut laisser des fissures ou des dommages structurels qui se propagent à travers le reste de la coque de l’engin spatial ou transpercent le système de refroidissement à l’ammoniac.

Iss détecter les fuites
Une vue du détecteur de fuites à ultrasons sans fil à bord de la Station spatiale internationale.

NASA / SHANE KIMBROUGH / JSC

Les engins spatiaux sous pression, généralement conçus pour l’habitation humaine, sont plus vulnérables à ces problèmes, car la pression interne exerce une pression supplémentaire sur la coque de l’engin spatial. «Les fissures sont plus vulnérables à des facteurs de stress supplémentaires», déclare Igor Telichev, ingénieur à l’Université du Manitoba au Canada et expert en collision d’engins spatiaux avec des débris. «Un trou, même gros, est bien sûr mauvais, mais une fissure pourrait commencer à se propager dans toute la structure et menacer toute son intégrité.»

Les ingénieurs essaient de concevoir des engins spatiaux avec des boucliers capables de résister à certaines collisions de micrométéoroïdes et de petits débris spatiaux. Pour l’ISS, ils ont utilisé ce qu’on appelle un bouclier Whipple (du nom de son inventeur, le regretté astronome de Harvard Fred Whipple). C’est un mince pare-chocs extérieur espacé à quelques distances de la paroi principale du vaisseau spatial. Le pare-chocs n’arrête pas purement et simplement les micrométéoroïdes entrants ou d’autres petits débris, mais brise ces morceaux en un nuage de petites particules qui se déploient sur une grande surface et présentent moins de risque. Pour le mur, c’est la différence entre faire face à une seule grosse balle et une poignée de tir d’oiseau.

Il existe un certain nombre de variantes différentes sur le bouclier Whipple – certaines, par exemple, sont augmentées avec du Kevlar ou un remplissage en céramique entre les couches. L’ISS lui-même a plus de 100 configurations différentes de bouclier Whipple, car certaines zones sont plus vulnérables aux collisions de micrométéoroïdes que d’autres.

Mais comme en témoigne l’histoire de la station avec des impacts de micrométéoroïdes, les boucliers Whipple ne sont pas infaillibles. Les futurs véhicules d’équipage et les stations spatiales qui seront fabriqués pour beaucoup moins que l’ISS seront probablement plus vulnérables aux fuites causées par des collisions avec de petits débris et particules.

Lors de sa construction, il y a 20 ans, peu d’experts prévoyaient combien d’objets supplémentaires allaient parcourir l’orbite terrestre. Le problème ne fera qu’empirer à mesure que l’industrie spatiale se développe et que les humains lancent plus de vaisseaux spatiaux que jamais en orbite. Nous pouvons construire un blindage qui tient compte d’un environnement changeant, mais même les meilleurs modèles d’accumulation future de débris ne peuvent pas tout prévoir.

En février 2009, les satellites Iridium 33 et Kosmos-2251 sont entrés en collision, créant une énorme bande de débris qui a commencé à circuler sur l’orbite terrestre. Les plus gros morceaux ont été identifiés et suivis, mais des débris de moins de 10 centimètres de longueur – des morceaux qui représentent toujours une menace pour la coque du vaisseau spatial – ont été autorisés à traverser l’espace sans être détectés. L’accident a montré que des événements imprévus pourraient exacerber considérablement le problème de la protection des engins spatiaux. «Tout accident majeur pourrait changer radicalement la situation et augmenter les risques pour un certain nombre d’autres engins spatiaux en orbite», explique Telichev. «Ce que nous développons aujourd’hui ne sera peut-être pas assez bon demain.»

Le blindage peut aider à empêcher l’apparition de fuites, mais «ce problème est inévitable», déclare Telichev. Cela signifie qu’il sera encore plus critique de pouvoir isoler et réparer les fuites à mesure qu’elles surviennent.

Pour Telichev et d’autres, la solution se résume vraiment à une meilleure gestion de l’espace lui-même, et à la réduction de l’accumulation de débris petits et grands. «Si le gouvernement du monde ne prête pas attention au problème maintenant», dit-il, «il ne disparaîtra pas de lui-même.»

Cassidy et ses coéquipiers étaient toujours à la recherche de la fuite mercredi matin. Une mission de réapprovisionnement Northrop Grumman Cygnus est prévue pour le lancement jeudi soir, suivie d’une mission SpaceX Crew Dragon le 14 octobre pour amener deux autres cosmonautes et un astronaute à l’ISS. Entre le déballage des nouvelles fournitures et les expériences scientifiques, et l’accueil du nouvel équipage, il n’y aura pas beaucoup de temps pour trouver la fuite au cours des prochaines semaines, donc la pression est au sens figuré.

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