Lorsque la capsule Orion de la NASA s’est écrasée dans l’océan Pacifique hier après-midi, cela a marqué la fin d’un voyage commencé il y a des décennies. Les origines de la capsule Orion remontent à une proposition de Lockheed Martin du début des années 2000, et le développement de l’imposante fusée Space Launch System qui l’a envoyée dans son voyage historique autour de la Lune a commencé en 2011 – bien que peu à l’époque le pouvaient ont imaginé que c’est ce à quoi il finirait par être utilisé. La mission prévue pour la fusée incroyablement puissante dérivée de la navette a changé tellement de fois au fil des ans que pendant un certain temps, elle a été appelée la «fusée vers nulle part», car il semblait que l’agence ne pouvait pas décider exactement où elle voulait envoyer son véhicule d’exploration phare.
Mais aujourd’hui, pour peut-être la première fois, l’avenir de la SLS et de l’Orion semble radieux. La mission Artemis I n’était pas seulement un succès technique pour à peu près toutes les mesures que vous voudriez utiliser, c’était aussi une aubaine pour les relations publiques comme celle que la NASA a rarement vue en dehors des atterrissages spectaculaires de leurs rovers martiens. Des dizaines de millions de personnes ont regardé la mission sans pilote décoller vers la Lune, prélude à l’excitation mondiale qui entourera le vol de suivi en équipage actuellement prévu pour 2024.
Comme les commentateurs de la NASA l’ont rappelé aux téléspectateurs lors des segments diffusés en direct de la mission de près de 26 jours autour de la Lune, le vol d’essai a officiellement inauguré ce que l’agence spatiale appelle le Génération Artémis, une nouvelle ère d’exploration lunaire qui reprend là où l’Apollo s’était arrêtée. Plutôt que des visites hâtives occasionnelles à sa belle désolation, Artemis vise à jeter les bases d’une présence humaine permanente sur notre satellite naturel.
Avec la conclusion réussie de l’Artemis I, la NASA a maintenant démontré efficacement les deux tiers du matériel et des techniques nécessaires pour ramener les humains à la surface de la Lune : SLS a prouvé qu’il avait le pouvoir d’envoyer de lourdes charges utiles au-delà de l’orbite terrestre basse, et le Le vol de longue durée qu’Orion a effectué autour de notre voisin céleste le plus proche s’est assuré qu’il était plus que suffisant pour transporter les explorateurs humains sur une route plus courte et plus directe.
Mais bien sûr, il serait déraisonnable de s’attendre à ce que le premier vol d’un véhicule aussi complexe se déroule sans accroc. Bien que les principaux objectifs de la mission aient tous été atteints et que l’architecture ait généralement atteint ou dépassé les attentes de pré-lancement, il reste encore beaucoup de travail à faire avant que la NASA ne soit prête pour Artemis II.
Apprivoiser le SLS
L’idée derrière le SLS était d’utiliser du matériel éprouvé en vol de la navette spatiale, à savoir les moteurs RS-25 et les propulseurs à fusée solide (SRB), comme mesure d’économie de temps et d’argent. Malheureusement, tout comme les rêves de réutilisation rapide de la navette elle-même, la réalité de la situation s’est avérée considérablement plus compliquée. Alors que les moteurs et les boosters SLS ont commencé leur vie en tant que pièces de la navette, leur forme finale était suffisamment différente pour qu’il ait fallu des années de tests et de recherches pour s’assurer que les nombreuses modifications apportées au matériel hérité fonctionneraient comme prévu.
Ces retards se sont prolongés jusqu’au lancement lui-même, qui a été retardé à plusieurs reprises en raison de problèmes techniques. Il convient de noter en particulier les difficultés rencontrées lors du chargement des propulseurs sur le véhicule, qui allaient de nombreuses fuites à des soupapes bloquées. Ces retards sont devenus de plus en plus inquiétants, car certains composants de la fusée n’étaient censés rester viables que pendant un certain temps. Si la fusée n’était pas lancée avant la fin de l’année, certains composants clés devraient être retirés, examinés et éventuellement remplacés, ce qui retarderait encore la mission.
En fin de compte, après plusieurs voyages vers et depuis le pad, les problèmes ont été résolus et le SLS s’est envolé vers le ciel depuis le complexe de lancement 39B le 16 novembre à 1 h 37, heure de l’Est. Le lancement a été spectaculaire à tous points de vue, alors que la fusée opérationnelle la plus puissante du monde a brièvement transformé la nuit en jour au-dessus de la côte de la Floride.
Bien sûr, de tels problèmes de démarrage avec une nouvelle conception de fusée ne sont guère inattendus, et les connaissances acquises lors de ce lancement aideront sûrement à rationaliser les opérations au sol pendant Artemis II. Mais ce ne sont pas les seuls problèmes rencontrés par les équipes au sol – il s’avère que les gaz d’échappement du SLS ont considérablement endommagé la rampe de lancement, notamment en faisant sauter les portes des ascenseurs de l’équipage.
Heureusement, il y a beaucoup de temps pour faire des réparations. Il faudra au moins un an et demi avant qu’un autre SLS ne décolle du complexe 39B, et d’ici là, ils auront probablement trouvé des moyens de renforcer les parties du coussin qui ont été les plus durement touchées. Ce qui est important, c’est que la mégafusée souvent décriée a parfaitement fonctionné, avec un écart de moins de 0,3 % par rapport aux projections de la NASA.
Auto-stoppeurs gênés
Comme nous l’avons signalé précédemment, dix CubeSats étaient emballés à l’intérieur de l’adaptateur d’étage qui reliait l’étage de propulsion cryogénique provisoire (ICPS) à la capsule Orion. Une fois que la capsule s’est éloignée à une distance de sécurité, ces vaisseaux spatiaux indépendants ont été automatiquement distribués afin qu’ils puissent poursuivre leurs propres missions. Du moins, c’était l’idée.
Entre la nature relativement fragile des CubeSats et le fait que certains d’entre eux ne pouvaient pas recharger leurs batteries une fois installés dans la fusée, il était toujours peu probable que tous les engins survivent. Au moment d’écrire ces lignes, six sept des dix CubeSats embarqués sur Artemis I sont actuellement opérationnels, et malheureusement certaines des missions les plus ambitieuses font partie des victimes.
L’OMOTENASHI du Japon a été conçu pour démontrer la capacité d’atterrir de petites charges utiles scientifiques sur la surface lunaire à un coût extrêmement bas, mais les contrôleurs de mission n’ont pas été en mesure d’établir des communications stables avec l’engin après sa séparation de l’ICPS.
On pense que le CubeSat n’a pas réussi à orienter correctement ses panneaux solaires et n’a donc pas pu charger ses batteries. Si tel est le cas, il peut encore y avoir une chance de rétablir le contact avec l’engin à une date ultérieure alors qu’il voyage dans l’espace lointain, mais la fenêtre pour effectuer un atterrissage lunaire est déjà passée.
Le propre Near-Earth Asteroid Scout (NEA Scout) de la NASA a malheureusement été un échec complet, car les contrôleurs au sol n’ont jamais été en mesure d’établir une communication avec l’engin. Un signal d’urgence a été émis qui aurait dû déclencher le déploiement des 85 m du CubeSat2 (910 pieds carrés) de voile solaire, mais les observations au télescope ont confirmé qu’elle n’a jamais été déroulée. Il est également rapporté que les contrôleurs au sol ont perdu les communications avec le CubeSat pour étudier les particules solaires (CuSP) et le vaisseau spatial Team Miles.
Mise à jour: Depuis le 9 décembre, les stations au sol ont capté un signal du Team Miles CubeSat.
Alors que la perte de ces missions est décevante, les engins survivants tels que le démonstrateur ArgoMoon de l’Agence spatiale italienne, le japonais EQUULEUS et le BioSentinel de la NASA promettent de fournir des données fascinantes dans les mois à venir.
L’épreuve du feu d’Orion
Comme la capsule Orion a déjà effectué un vol de démonstration réussi en 2014 dans le cadre de l’Exploration Flight Test-1, la NASA était déjà assez confiante dans les capacités de son dernier vaisseau spatial à cote humaine. Mais il y avait encore un composant du système qui n’avait pas encore été mis à l’épreuve : le bouclier thermique.
Au cours du test orbital de 2014, Orion est rentré dans l’atmosphère terrestre à environ 8,9 km / s (20000 mph), ce qui a entraîné l’exposition du bouclier thermique à des températures pouvant atteindre 2200 ° C (4000 ° F). Mais comme il revenait d’une orbite beaucoup plus élevée pour Artemis I, la vitesse de rentrée a été considérablement augmentée. Cette fois-ci, le matériau ablatif au bas de la capsule, connu sous le nom d’Avcoat, a été chauffé à 2 800 ° C (5 000 ° F) tout en frappant l’atmosphère à 11,2 km / s (25 000 mph).
De plus, la NASA a également utilisé Artemis I pour tester une nouvelle « manœuvre de saut » lors de l’entrée. Plutôt que de simplement parcourir l’atmosphère comme l’a fait la navette spatiale, cette approche voit la capsule rebondir littéralement sur la haute atmosphère pour tuer une partie de sa vitesse initiale, avant de se réinstaller pour un deuxième événement de rentrée. L’avantage de cette approche est qu’elle réduit non seulement les forces g subies par l’équipage, mais permet une plus grande précision lors de l’amerrissage. Les équipages d’Artemis termineront leurs missions plus près des côtes des États-Unis que leurs prédécesseurs Apollo, ce qui permettra des opérations de récupération plus rapides.
Plonger dans les données
De toute évidence, le fait que la capsule Orion ait voyagé autour de la Lune et soit revenue en toute sécurité sur Terre signifie que la mission Artemis I a été un succès global. Mais il reste encore une quantité incroyable de données à analyser avant que les ingénieurs sachent vraiment comment le véhicule s’est comporté et où des améliorations peuvent être apportées. Il existe également des données provenant d’expériences scientifiques à bord de l’engin, telles que le mannequin chargé de capteurs assis dans le siège du commandant, sur lesquelles la NASA n’a jusqu’à présent pas commenté. Alors que nous passons des visites rapides d’Apollo aux séjours de longue durée des missions Artemis ultérieures, les informations sur l’impact de l’environnement spatial profond sur le corps humain seront essentielles.
Ainsi, alors qu’aujourd’hui les gens de la NASA prennent probablement une pause bien méritée pour célébrer le retour d’Orion et l’achèvement de la première mission officielle Artemis, leur travail est loin d’être terminé. Attendez-vous à voir de nombreuses annonces et rapports publiés tout au long de 2023 alors que les équipes d’ingénierie donnent un sens aux téraoctets d’informations qui ont été collectées au cours de ce vol spatial sans précédent. Nous sommes enthousiasmés par la promesse de la génération Artemis et avons hâte de voir quelles découvertes se profilent à l’horizon.
