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Après des années de planification, la NASA lance enfin un nouvel effort pour renvoyer des astronautes sur la Lune et ensuite sur Mars. L’agence spatiale est en train de développer une nouvelle capsule spatiale, une fusée super-lourde pour booster la capsule dans l’espace, et une station orbitale lunaire qui, si elle se déploie comme prévu au milieu de l’année 2020, pourrait servir de station centrale pour des missions plus lointaines dans le système solaire. Mais il manque un élément important à toute cette impressionnante technologie: une nouvelle combinaison spatiale.

Les costumes spatiaux sont trop vieux

Cinquante-trois ans après que l’astronaute Ed White soit sorti de sa capsule Gemini 4 pour la première sortie dans l’espace pour un Américain, la NASA est coincée avec des costumes vieux de plusieurs décennies jugés trop vieux, trop volumineux, trop rigides et trop peu nombreux pour la nouvelle ère de l’exploration spatiale. « C’est un problème sérieux », a déclaré à The Daily Beast Pablo de León, concepteur de combinaisons spatiales et professeur à l’Université du Dakota du Nord à Grand Forks.

Les astronautes pourraient avoir besoin de trois types de combinaisons spatiales pour une même mission. Ils pourraient porter une combinaison de vol simple, de style militaire en toute sécurité à l’intérieur de leur vaisseau spatial. Pour les extravéhicules, l’activité extravéhiculaire ou l’EVA, dans le langage de l’espace, ils auraient besoin d’une combinaison qui leur fournirait de la pression, de l’air respirable et une protection contre les rayonnements.

Quant aux missions de surface vers la Lune ou Mars, elles ajoutent leurs propres exigences. Un costume EVA peut être assez rigide, par exemple, surtout dans le bas du corps. Mais si un astronaute se promène sur Mars, il devrait être capable de plier ses jambes. « Je veux que les gens utilisent la plus grande partie de leur énergie pour faire leur travail, et qu’ils ne se battent pas avec un vêtement sous pression. », a expliqué Dava Newman, ancien administrateur adjoint et concepteur de combinaisons spatiales de la NASA au MIT.

La NASA prévoit de lancer la mission d’exploration 1 dès 2020

La NASA a beaucoup d’options de vols, mais ses combinaisons d’EVA sont vieilles et diminuent en nombre. Et l’agence n’a pas de combinaisons spécifiques pour les missions de surface. Il ne reste plus beaucoup de temps pour rattraper ces pénuries de combinaisons spatiales. La NASA prévoit de lancer la mission d’exploration 1, le premier test d’Orion et de sa fusée lourde, dès 2020. La station de la passerelle lunaire pourrait être prête à être utilisée cinq ou six ans plus tard.

Malgré ces échéances imminentes, la NASA « reste à des années-lumières d’avoir une combinaison spatiale prête à voler, pouvant être utilisée lors de futures missions d’exploration », a averti l’inspecteur général de l’agence lors d’un audit en 2017. Aujourd’hui, la NASA utilise un mélange incomplet de combinaisons spatiales. Alors qu’ils conduisaient des capsules Soyuz russes vers la Station spatiale internationale, les astronautes portent des combinaisons Sokol russes, remplaçant les «combinaisons ordinairement utilisées» que les astronautes portaient à bord de la navette spatiale avant que la NASA ne retire la navette en 2011.

L’équipage à bord de la Station spatiale internationale porte des vêtements décontractés pour le travail de routine. Pour les sorties dans l’espace, la NASA stocke dans la station quelques combinaisons EVA de l’unité de mobilité extravéhiculaire de l’ère des navettes que l’agence a conçue pour la première fois au milieu des années 1970. Les équipages russes de la station ont leurs propres combinaisons Orlan EVA pour les sorties extravéhiculaires.

Les costumes Apollo restants sont des pièces de musée

Mais personne n’a marché sur la surface de la Lune ou d’autres planètes à part la Terre depuis que les astronautes Eugene Cernan et Harrison Schmitt enfilaient des combinaisons A7-LB pour la mission lunaire Apollo 17 en 1972. Les A7-LB se détérioraient rapidement dans les conditions lunaires. Aujourd’hui, les costumes Apollo restants sont des pièces de musée.

La NASA a construit 18 combinaisons EVA d’unité de mobilité extravéhiculaire pour le programme de navettes. En 2017, seulement 11 de ceux-ci étaient encore opérationnels, selon l’audit de la NASA. Plusieurs combinaisons ont été détruites dans les accidents du Challenger et de Columbia. Les efforts au cours des dernières années pour remplacer les combinaisons EVA ont coûté jusqu’à 200 millions de dollars sans produire de combinaisons spatiales opérationnelles. « Ce sont des équipements très sophistiqués », a déclaré Roger Launius, l’historien en chef de la NASA. « Ils sont en eux-mêmes de petits vaisseaux spatiaux. », et pendant des décennies, la NASA a conçu des combinaisons spatiales comme des vaisseaux spatiaux, c’est-à-dire, grande et rigide.

Le costume EVA actuel de l’agence est une monstruosité de 125 kilos avec 14 couches. Il vient en trois tailles: moyen, grand et extra-large. Un mauvais ajustement augmente le risque de blessures à l’épaule, selon l’audit de la NASA. Pour se préparer à la pression interne de 2 kilos-par-centimètres et à l’alimentation en oxygène pur, le porteur doit passer jusqu’à quatre heures en situation «pré-respiratoires» et s’ajuster lentement aux conditions de la combinaison.

Une nouvelle combinaison aurait dû être faite au début des années 90

La chose la plus proche que possède la NASA pour une combinaison spatiale de nouvelle génération est le Z-2, un prototype de combinaison pour les missions de surface qui emprunte des éléments de l’ancienne combinaison EVA des navettes, mais qui est plus léger et plus flexible. « Un nouveau programme pour développer un nouveau costume est quelque chose qui aurait dû être fait au début des années 90. », explique Pablo de León, concepteur de combinaisons spatiales et professeur à l’Université du Dakota du Nord à Grand Forks.

Mais la philosophie du design de la NASA « a certainement suivi son cours », a déclaré Dava Newman, un ancien administrateur adjoint de la NASA qui conçoit maintenant des combinaisons spatiales au MIT. Avec seulement un peu d’argent au départ, Newman et son équipe ont développé une nouvelle combinaison spatiale qui remplace l’atmosphère gazeuse interne pressurisée de la combinaison EVA actuelle, par une pression mécanique directe que la combinaison elle-même applique directement au corps du porteur.

Cette combinaison de Newman est plus légère que le costume actuel de la NASA, et est faite sur mesure pour chaque porteur. « Je veux que les gens utilisent la plus grande partie de leur énergie pour faire leur travail, et non pour combattre un costume sous pression de gaz », a-t-elle dit. La NASA pourrait incorporer des éléments du design de Newman dans une nouvelle génération de combinaisons pour les sorties dans l’espace et les missions de surface. Mais l’agence n’a pas encore largement demandé l’avis d’experts indépendants tels que Newman pour le moment. « Je veux juste être prête », a déclaré Newman.

De León a ses propres idées pour la prochaine combinaison spatiale de la NASA. Il a déclaré que, en plus d’être plus léger, plus souple et plus facile à mettre et à enlever, un nouveau costume devrait être pressurisé dans un vaisseau spatial dont l’atmosphère est de 3,6 kilos par centimètres carré, comparé à 6,7 psi aujourd’hui, afin de raccourcir le temps de pré-respiration.

Les rotules métalliques ne dureront pas longtemps

Et si ça marche pour des sorties dans l’espace et des missions de surface avec seulement des modifications minimes – par exemple, des bottes supplémentaires pour le travail de surface – une nouvelle combinaison spatiale devrait avoir le moins de rotules possible. « Les rotules métalliques ne devraient pas durer longtemps dans les environnements poussiéreux de la lune et de Mars », explique M. de León.

Le prototype Z-2 de la NASA a plusieurs rotules métalliques, dont une grande autour de la taille. « Cela peut vous apporter des problèmes », a déclaré de León. L’agence spatiale aurait dû s’attaquer à ces problèmes il y a des décennies, mais elle ne l’a pas fait, a déclaré M. de León. « Un nouveau programme pour développer un nouveau costume est quelque chose qui aurait dû être fait au début des années 90. »

Les retards pourraient devenir une crise dès 2024

Les retards dans le développement d’une nouvelle combinaison spatiale pourraient devenir une crise dès 2024. C’est à ce moment-là que l’administration Trump veut retirer la Station spatiale internationale. Dans le meilleur des cas, la station Lunar Gateway en orbite autour de la lune devrait être encore en construction en 2024.

Dans cet espace entre les stations, la NASA pourrait avoir du mal à tester une nouvelle conception de combinaison dans l’espace réel. De façon réaliste, l’agence a d’ici 2024 pour concevoir, construire et tester de nouvelles combinaisons spatiales. Il y a « peu de marge pour les retards », a averti l’audit de la NASA.

Source : The Daily Beast