Une nouvelle technologie
Pour les prochains voyages à destination de planètes avec une atmosphère, la NASA reste confrontée à la problématique de savoir comment livrer de lourdes charges utiles qu’il s’agisse d’équipements ou de personnes. La NASA utilise actuellement des aérocoques rigides qui sont limitées par la taille du carénage d’une fusée.
Une réponse est une coque gonflable qui peut être déployée à une échelle beaucoup plus grande que le carénage. Cette technologie permet une variété de missions proposées par la NASA vers des destinations telles que Mars, Vénus, Titan ainsi que le retour sur Terre.
Le Bernard Kutter Low-Earth Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator, appelé LOFTID, de la NASA, est une aérocoque transversale, une structure gonflable protégée par un bouclier thermique flexible qui forme une sorte de bouclier thermique, est conçu pour pallier à cette problématique.
Le projet LOFTID fait partie du programme de missions de démonstration technologique au sein de la Direction des missions de technologie spatiale de la NASA. Le projet est géré par le Langley Research Center de la NASA avec des contributions du Ames Research Center de la NASA dans la Silicon Valley en Californie, du Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alabama, et du Armstrong Flight Research Center de la NASA à Edwards, en Californie.
Comment fonctionne-t-il ?
Lorsqu’un vaisseau spatial pénètre dans une atmosphère, des forces aérodynamiques agissent sur elle. Plus précisément, la traînée aérodynamique aide à le ralentir, convertissant son énergie cinétique en chaleur. L’utilisation de la traînée atmosphérique est la méthode la plus efficace en masse pour ralentir un vaisseau spatial.
L’atmosphère de Mars est beaucoup moins dense que celle de la Terre et constitue donc un défi extrême pour la décélération aérodynamique. L’atmosphère est assez épaisse pour fournir une certaine traînée, mais trop mince pour ralentir le vaisseau spatial aussi rapidement qu’elle le ferait dans l’atmosphère terrestre.
Dans ces circonstances, la grande coque aérodynamique déployable de LOFTID agit comme un frein géant lorsqu’elle traverse l’atmosphère martienne. La grande coque aérodynamique crée plus de traînée qu’une aérocoque rigide traditionnelle et plus petite. Il commence alors à ralentir dans les parties supérieures de l’atmosphère, ce qui permet au vaisseau spatial de décélérer plus tôt, à une altitude plus élevée, tout en subissant un réchauffement moins intense.
Quelles sont ses caractéristiques techniques ?
LOFTID est une grande aérocoque de 6 mètres de diamètre. Cette technologie est prévue pour de nombreuses applications potentielles. Les avantages de l’utilisation de la conception du décélérateur gonflable pour une variété d’applications spatiales prévoient :
- Retour en orbite terrestre basse pour des matériaux manufacturés dans l’espace
- Masse descendante de la Station spatiale internationale supérieure à celle possible actuellement
- Accès à l’espace à moindre coût grâce à la récupération des actifs des lanceurs
Crédits : NASA
La technologie peut évoluer pour prendre en charge les missions robotiques avec équipage et même les grandes missions robotiques vers Mars. Les applications commerciales pourraient être proposées pour des retours en orbite terrestre basse de matériaux manufacturés dans l’espace ou pour la Station spatiale internationale pour des masses supérieures à celles possibles actuellement.
Mise en pratique cette année
L’entrée en vigueur du LOFTID est prévue, au plus tôt, le 1er novembre 2022. Il sera transporté à bord du lanceur Atlas V de United Launch Alliance, la coentreprise de Lockheed Martin et Boeing, en tant que charge utile secondaire avec le Joint Polar Surveyor System-2 (JPSS-2), un satellite météorologique en orbite polaire. Une fois que JPSS-2 aura atteint l’orbite, LOFTID sera placé sur une trajectoire de rentrée depuis l’orbite terrestre basse pour démontrer la capacité de l’aérocoque gonflable à ralentir et à survivre à la rentrée.
Mise à jour du 06 octobre
La NASA et United Launch Alliance (ULA) tiendront un point de presse le mardi 11 octobre avant la démonstration de la technologie LOFTID.
LOFTID devrait être lancé mardi 1er novembre en tant que charge utile secondaire avec le satellite en orbite polaire JPSS-2 de la National Oceanic and Atmospheric Administration depuis la base spatiale vandenberg en Californie.
Après avoir fait un tour dans l’espace à bord d’une fusée ULA Atlas V, LOFTID se gonflera puis redescendra sur Terre depuis l’orbite terrestre basse pour démontrer comment la conception du bouclier thermique gonflable peut ralentir un vaisseau spatial pour survivre à l’entrée atmosphérique. Cette technologie pourrait soutenir l’équipage d’atterrissage et les grandes missions robotiques sur Mars, ainsi que le retour de charges utiles plus lourdes sur Terre.
Mise à jour du 11 novembre
Après le retour sur terre, les membres de l’équipe de récupération ont récupéré avec succès le bouclier thermique LOFTID de l’océan Pacifique jeudi 10 novembre au matin. Avec le bouclier thermique à bord, le navire de récupération s’est dirigé ensuite pour récupérer le module de données éjectable de LOFTID , qui contient une sauvegarde des données de démonstration qui sont également stockées sur le bouclier thermique.