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28/04/2011

Navette spatiale : de plus ou moins bons et loyaux services (2)

    Le premier vol a lieu le 12 avril 1981, soit 20 ans pile après le voyage historique de Gagarine. John Young, vétéran des missions Gemini et ex-commandant de bord d'Apollo-XVI, s'envole avec Bob Crippen durant deux jours pour tester l'ensemble du système autour de la Terre. Mais déjà, des tuiles de protection thermique de la dérive s'égaient autour du pas de tir sous la pression dynamique du décollage de Cap Canaveral (Floride). Mauvais présage...

Une exploitation en dents de scie

STS-PalapaB2.jpgLe Shuttle aura – presque – tout fait : équipages entre 2 et 8 astronautes, mise sur orbite terrestre de satellites de télécommunications ou de sondes interplanétaires (Galileo, Ulysse, Cassini), emport de ravitaillement et d'astronautes vers les stations orbitales Mir puis ISS, récupération de satellites mal lancés (Palapa B2) ou mise à niveau d'instruments sur orbite (Hubble Space Telescope), missions secrètes pour le Pentagone, expérimentations et observations médicales sur les personnels, observation de l'Univers... et même vedette de cinéma (Moonraker, Armageddon, Space Cowboys).

Mais très rapidement, la NASA note que l'engin n(atteint pas les objectifs imposés à Boeing-Rockwell, Tiokol-Alliant et Martin-Marietta, les industriels de l'orbiter, des boosters à poudre et du réservoir extérieur ventral. Le nettoyage des fusées secondaires à poudre prend plus de temps que prévu, même après un séjour de quelques heures seulement à la surface de l'océan Atlantique. La remise en état de la navette elle-même est plus longue que planifié. Les délais entre deux missions s'allongent et toute la politique de lancement de satellites et de recrutement d'astronautes est remise en cause. Surtout, l'agence spatiale américaine identifie, sans vouloir l'avouer officiellement, le véritable maillon faible de la navette : le bouclier thermique de rentrée.

Une tuile, des chalumeaux

STS-2.jpgEn rentrant dans l'atmosphère à 28 125 km/h, la navette va transformer sa vitesse (son énergie) en chaleur. Mais pour survivre à ce plongeon, elle est recouverte de 24 000 tuiles de céramique, toutes différentes en forme, taille (10 à 15 cm) et épaisseur (1 à 10 cm). Ce bouclier thermique radiatif – qui renvoie une grande partie de la chaleur produite par le frottement de l'engin sur les couches de l'atmosphère – est collé, morceau par morceau, sur l'engin et selon un schéma très précis. Mais température, pression et vibrations mettent ces tuiles à rude épreuve. Au décollage ou à la rentrée, certains cèdent, d'autres se décollent.

Le 1er février 2003, la navette Columbia et ses sept astronautes débutent leurSTS-Columbia.jpg rentrée. A 100 km d'altitude, deux langues de feu à 1 650°C s'introduisent dans l'aile gauche, au niveau du compartiment des roues. Elles profitent de l'absence à cet endroit de tuiles, détachées par le choc d'un bloc de mousse isolante tombé du réservoir extérieur au moment du décollage. Alors que les sondes d'alarme se déclenchent, les deux chalumeaux percent et fondent l'aluminium de la structure. L'aile se détache, puis l'autre, avant que la carlingue se disloque avec ses occupants. Plus de 70 000 débris seront ramassés entre la Californie et le Texas.

Unests51L_Challenger.jpg autre tragédie a emporté les 7 astronautes de Challenger, le 28 janvier 1986, alors que la sonde Voyager 2 photographie les anneaux d'Uranus. Après plusieurs jours de gel, la navette décolle. Fragilisé par le froid, l'un des joints du booster de gauche cède sous la pression brûlante des gaz chauds. Un énorme chalumeau se forme, qui attaque la paroi du réservoir externe. Un peu plus de 103 secondes après le décollage, le réservoir explose, brisant la navette. Une partie de ses occupants mourront lorsque le cockpit heurtera l'océan...

(à suivre)

 

27/04/2011

Navette spatiale : de plus ou moins bons et loyaux services (1)

     espace, navette, columbia, challenger, spatial, Un demi-siècle après le premier vol spatial de Gagarine, le rideau va tomber bientôt sur une autre épopée : celle du Shuttle américain. Cette navette, comme son nom l'indique, avait pour mission d'être le tramway ou le camion de l'espace, avec des allers-retours réguliers entre le sol et l'orbite terrestre. L'avant-dernier vol de l'avion spatial Endeavour est programmé pour vendredi 29 avril. L'ultime lancement d'Alantis devrait avoir lieu le 28 juin prochain.

Ce projet est fomenté à la NASA à la fin des années 60, alors que les « Allemands » – surnom quelque peu dédaigneux donné par les Américains aux ingénieurs de Wernher von Braun – règnent en maîtres sur l'astronautique des Etats-Unis. L'ancien maître de Peenemünde, qui a construit les missiles balistiques V1 et V2 pour bombarder la Grande-Bretagne durant la Seconde Guerre mondiale, a placé sur orbite le premier satellite made in USA en 1958, puis offert la Lune aux Américains avec la promenade des astronautes d'Apollo-XI le 20 juillet 1969.

Le terme « fomenté » n'est pas de trop. L'agence spatiale américaine veut construirenavette, spatial, nasa, challenger, discovery, columbia, palapa b2, astronautes un véhicule spatial 100 % born in the USA. Von Braun est placé systématiquement en dehors de ce programme, dont l'objectif est d'asseoir la primauté américaine dans l'espace face à l'Union soviétique. D'où un concept révolutionnaire à l'époque : laisser tomber les fusées, gourmandes, lourdes, onéreuses et perdues, pour un véhicule spatial entièrement réutilisable. Il doit assurer l'accès permanent à l'orbite basse – environ 350 km d'altitude –, transporter des satellites, « monter » des hommes pour travailler dans le vide, préparer l'exploration des autres planètes du système solaire. Bref, dessiner les étapes « durables » de la conquête spatiale selon la vision de la première puissance mondiale.

Le grand bond en avant

Le Shuttle est un engin fascinant. Un gros avion à aile delta – l'orbiter – est fixé à la verticale sur un réservoir externe, lui-même flanqué de deux fusées d'appoint à poudre – les boosters. Avec les trois moteurs SSME de la navette, cet ensemble propulsif lui procure l'accélération suffisante pour les deux premières minutes de vol. L'engin atteint l'orbite terrestre six minutes plus tard, effectue sa mission avec ses astronautes et sa charge utile – environ 24 tonnes – durant deux semaines maximum, puis rentre dans el'atmosphère pour se poser sur une piste d'aviation au terme d'un vol plané impressionnant. Si le réservoir externe brûle dans l'atmosphère, les boosters sont récupérés par parachutes. Nettoyé, reconditionné, réapprovisionné, l'ensemble est préparé pour une autre mission avec un réservoir neuf. L'objectif est de lancer une navette chaque semaine. Ce qui implique un total de 350 sièges d'astronautes chaque année... donc le recrutement massif de pilotes, d'ingénieurs et de scientifiques pour les 400 vols prévus.

La décision de construire la navette est prise par le président américain Richard Nixon en 1972. Plusieurs impératifs l'y poussent : cette année-là ont lieu les deux derniers vols lunaires d'Apollo, le prestige de l'Amérique est en jeu face à l'URSS, la fin du programme de vols habités pousserait des centaines de milliers d'Américains au chômage... et Nixon hors de la Maison-Blanche. L'équation n'a donc qu'une solution possible. Pourtant, d'autres projets stimulants pourraient tout aussi bien convenir pour ce grand bond en avant : une base permanente sur la Lune, le premier voyage humain vers Mars, une incursion en direction des astéroïdes... L'espace semble tendre les bras aux humains, avec les Soviétiques qui exploitent les premières stations spatiales et les Américains qui regardent vers les planètes.

(à suivre)