LOFTID, le prototype de bouclier thermique gonflable de la NASA, est de retour sur Terre

Nous avons eu deux événements orbitaux intéressants cette semaine. Le lancement de Cygnus vers l’ISS s’est avéré problématique de manière inattendue, mais la chose la plus intéressante s’est produite lors de la mission Atlas V, où un bouclier thermique gonflable a été testé pour les futures fusées et engins spatiaux.

Test LOFTID

La mission menée par United Launch Alliance consistait à lancer en orbite le satellite météorologique Joint Polar Satellite System 2 (JPSS 2). Mais il y avait autre chose dans la soute de l’Atlas V qui a décollé de la base spatiale de Vandenberg. 15 minutes après que Centaur (la partie supérieure de la fusée Atlas) ait placé la charge utile principale sur l’orbite cible, le vaisseau spatial ULA a lancé le démonstrateur LOTFID. Un petit navire équipé d’appareils de mesure a fait exploser un prototype de bouclier thermique de 6 mètres de large, qui est ensuite entré dans l’atmosphère terrestre.

Sa tâche était de ralentir un appareil équipé de nombreux capteurs de la vitesse orbitale à Mach 0,7 et de survivre dans des conditions de chauffage jusqu’à une température allant jusqu’à 1400°C. La NASA n’a pas indiqué quels matériaux exacts ont été utilisés dans sa création, nous savons qu’il existe plusieurs options, parmi lesquelles on peut choisir en fonction du profil d’atterrissage.

LOTFID a terminé sa mission, a ouvert le parachute, a éjecté la sauvegarde des données stockées sous la forme d’une bouée spéciale et l’a lancée dans l’océan Pacifique. Là, il a été sorti de l’eau par le navire ULA. Bien sûr, nous saurons si tout s’est déroulé comme prévu dans un moment, lorsque les scientifiques analyseront les données recueillies par les instruments qui y ont été installés.

La couverture se compose d’anneaux concentriques tissés à partir de fibres synthétiques et 15 fois plus résistants que l’acier, qui, lorsqu’ils sont remplis d’air, créent la forme appropriée. De l’avant et des côtés, ils sont protégés par une structure flexible, composée d’une couche externe extrêmement résistante de fibres céramiques, et de deux couches supplémentaires, qui agissent comme des couches isolantes supplémentaires. La construction doit résister à des températures allant jusqu’à 1600°C.

La taille compte-t-elle ?

Pourquoi la NASA teste-t-elle une telle solution alors que les revêtements d’ablation actuels de type Dragon PICA-X fonctionnent ? Il y a plusieurs raisons, comme le fait que les revêtements solides, contrairement à l’apparence, ne sont pas faciles à fabriquer ou à installer, et posent à ce jour des problèmes majeurs aux entreprises spatiales.

Mais avant tout, la taille du couvercle. Aujourd’hui, ils sont limités au diamètre du navire, estimé à environ 4 à 5 mètres. Pendant ce temps, plus le diamètre est grand, plus le freinage est efficace et, par conséquent, la vitesse limite finale sera plus faible. C’est ce qui a conduit les scientifiques à tenter de créer des coques gonflables qui, une fois gonflées, seraient capables d’augmenter significativement la surface du visage.

Fait intéressant, leur utilisation n’est pas seulement observée pour les navires qui reviennent sur Terre, l’une des hypothèses est d’améliorer l’efficacité de l’atterrissage sur d’autres corps célestes, tels que Mars, Vénus ou Titan. Sur Terre, ULA, l’opérateur de la fusée utilisée pour le test, sera le premier à l’utiliser.

La société spatiale de Boeing et Lockheed Martin se prépare à lancer la nouvelle fusée Vulcan. Au départ, ce sera un véhicule entièrement jetable, mais ULA travaille sur un système SMART (Sensible Modular Autonomous Return Technology) qui lui permettra de restituer le module contenant les moteurs BE-4 dans le futur. On estime que le carter du moteur Vulcan, une fois gonflé, devra mesurer environ 12 à 14 mètres de diamètre.

En parlant de taille, bien qu’un bouclier de 6 mètres ait été testé dans le test actuel, sa taille peut varier en fonction de ce qui sera freiné. La NASA prévoit que les sondes plus petites, comme celles qui reviennent des expériences en orbite, auront des boucliers de 3 à 6 mètres. L’atterrissage d’une sonde moyenne sur Mars, en raison de sa mince atmosphère, peut nécessiter des boucliers jusqu’à 16 mètres de diamètre.

Globalement, en dehors de la sphère matérielle, le concept LOFTID semble simple et très efficace à la fois. Le test semble aujourd’hui passé, même si les données de mesure seront ici déterminantes. En tout cas, je me promets beaucoup après et j’attends avec curiosité un rapport détaillé sur cette mission.

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