La NASA a lancé une soucoupe volante gonflable, puis l’a posée dans l’océan

La NASA a envoyé jeudi un engin gonflable géant dans l’espace, puis l’a ramené d’orbite, éclaboussant dans l’océan près d’Hawaï.

Vous pouvez le considérer comme un château gonflable depuis l’espace, même si les responsables de la mission ne vous préféreraient pas.

“Je dirais que ce n’est pas exact”, a déclaré Neil Cheatwood, chercheur principal pour le test de vol en orbite terrestre basse d’un décélérateur gonflable, ou LOFTID, à propos de la comparaison dans une interview.

LOFTID peut sembler être une astuce amusante, mais le projet de 93 millions de dollars présente une technologie intrigante qui pourrait aider la NASA dans son objectif d’amener un jour les humains en toute sécurité à la surface de Mars. L’agence a fait atterrir une série de vaisseaux spatiaux robotiques sur Mars, mais les techniques actuelles ne fonctionnent que pour des charges utiles pesant jusqu’à 1,5 tonne, soit environ la taille d’une petite voiture.

Ce n’est pas suffisant pour les plus gros atterrisseurs, qui transportent 20 tonnes ou plus, qui sont nécessaires pour les gens et les fournitures dont ils auront besoin pour survivre sur la planète rouge.

Une description plus précise de l’appareil pourrait être qu’il s’agit d’une soucoupe de 20 pieds de diamètre lorsqu’elle est gonflée. Il est fait de couches de tissu qui peuvent survivre à une chute dans l’atmosphère à 18 000 mph et à des températures proches de 3 000 degrés Fahrenheit.

Cependant, un écran thermique gonflable a une caractéristique importante par rapport à un château gonflable : il ne se renverse pas, il peut être plié et emballé de manière étanche. Le LOFTID s’insère dans un cylindre d’un peu plus de 4 pieds de large et 1 1/2 pieds de haut. Pour un bouclier thermique rigide traditionnel, il n’y a aucun moyen d’entasser quelque chose de 20 pieds de diamètre dans une fusée qui n’est pas si large.

Une surface plus grande comme celle du LOFTID provoque plus de friction de l’air – dans l’ensemble, c’est un meilleur frein car il tranche à travers la haute atmosphère, et la plus grande traînée permet aux charges utiles plus lourdes de ralentir. Pour les futures missions sur Mars, le bouclier thermique gonflable sera intégré à d’autres systèmes tels que des parachutes et des rétrofusées pour guider l’atterrisseur vers un atterrissage en douceur.

Cela nécessiterait un bouclier thermique d’environ 30 pieds de large, a déclaré Cheatwood, “parce que c’est une masse très élevée que nous essayons d’amener sur Mars pour les humains.”

Jeudi, l’équipe LOFTID n’a pas eu grand-chose à faire dans le compte à rebours du décollage à 1h49 heure du Pacifique à bord de la fusée Atlas V. Pour éviter la possibilité de causer des problèmes avec la mission principale – le déploiement d’un satellite météorologique – les systèmes LOFTID n’ont été activés qu’une heure plus tard, après le lancement du satellite.

La NASA a signalé plus tard un problème possible avec le panneau solaire du satellite, Joint Polar Satellite System-2, qui doit mesurer l’énergie provenant de la planète à travers l’atmosphère pour améliorer les prévisions météorologiques. Mais le déploiement de LOFTID s’est déroulé sans accroc.

Le deuxième étage de la fusée, avec le LOFTID toujours attaché, a brièvement allumé son moteur deux fois pour orienter correctement le LOFTID pour la rentrée dans l’atmosphère.

Au cours des prochaines minutes, de l’azote gazeux comprimé gonfle le bouclier thermique du LOFTID, un ensemble de tubes imbriqués en forme de beignet qui ressemblent à des champignons ou des parasols qui dépassent du haut de l’étage de la fusée. Pour ajouter de la stabilité à LOFTID, l’étage de la fusée a commencé à tourner comme une toupie à trois tours par minute en douceur avant de libérer le vaisseau d’essai pour son voyage dans l’atmosphère.

Quelques heures après le décollage, l’appareil LOFTID a dérivé au-dessus de l’océan Pacifique à environ 500 milles d’Hawaï. Une vidéo infrarouge granuleuse prise à partir d’un navire de récupération montrait le LOFTID descendant sous un parachute puis éclaboussant dans l’eau.

“Tout le monde est soulagé et excité”, a déclaré Greg Swanson, responsable de l’instrumentation pour LOFTID, lors de l’émission télévisée de la NASA. Il était dans un navire de récupération en route vers le véhicule pour le sortir de l’eau.

L’idée des boucliers thermiques gonflables remonte à un demi-siècle, mais aucun matériau ne possède la résistance et la résistance à la chaleur nécessaires.

Cheatwood a déclaré qu’il y a deux décennies, Steve Hughes, l’un des ingénieurs principaux de LOFTID, avait lu plusieurs articles décrivant les efforts russes en matière de boucliers thermiques gonflables. “J’ai pensé que c’était une bonne idée”, a-t-il déclaré. “Entre nous deux, c’est nous qui nous serrons les coudes.”

Cela a conduit à trois procès il y a dix ans. Ces boucliers gonflables de 10 pieds de large sont lancés sur des fusées suborbitales, remontant essentiellement puis retombant. Le test LOFTID double le diamètre, et lorsque le véhicule atteint l’orbite, la rentrée est plus rapide, générant plus de chaleur.

Le succès signifie que la technologie est maintenant prête à être utilisée dans des missions, a déclaré Cheatwood.

En plus de Mars, des boucliers thermiques gonflables pourraient aider à atterrir sur d’autres mondes avec des atmosphères comme Vénus et Titan, la plus grande lune de Saturne.

Plus près de chez nous, une douzaine d’entreprises ont manifesté leur intérêt pour la technologie, a déclaré Cheatwood. “Et ce n’est pas moi qui sors et le leur vends”, a-t-il déclaré. « Ce sont eux qui me contactent.

L’un est United Launch Alliance, fabricant de la fusée Atlas V qui a lancé LOFTID.

Porté par le succès de SpaceX, qui atterrit régulièrement sur les étages d’appoint de ses fusées Falcon 9, United Launch Alliance, une joint-venture de Boeing et Lockheed Martin, veut réutiliser des pièces du Vulcan, la fusée de nouvelle génération, qui est devrait voler pour la première fois l’année prochaine.

Contrairement à SpaceX, la société ne cherche pas à atterrir toute la première étape.

Au lieu de cela, le compartiment arrière du booster Vulcan contenant les pièces les plus chères – les moteurs – sera retiré puis renvoyé sur Terre, d’abord ralenti par un bouclier thermique gonflable, puis parachute. Un hélicoptère récupérera le compartiment moteur abaissé et le transportera jusqu’à un navire. (Une autre société de fusées, Rocket Lab, teste une méthode similaire pour attraper des pièces de fusée dans les airs.)

Une petite startup nommée Outpost Space cherche à créer une nouvelle entreprise dans l’espace qui peut utiliser la technologie de bouclier thermique gonflable. Ces dernières années, de nouvelles sociétés de fusées ont fait baisser le coût du lancement de satellites en orbite. Mais ramener quoi que ce soit sur Terre – comme des échantillons de médicaments ou de nouveaux matériaux produits dans l’environnement presque en apesanteur de l’orbite terrestre basse – reste limité et délicat. Pour l’instant, cela ne peut se faire qu’avec des charges utiles transportées vers la Station spatiale internationale ou éventuellement la nouvelle station spatiale chinoise.

Outpost, cependant, pense que de nombreux chercheurs et entreprises seraient heureux d’éviter les voyages vers et depuis une station spatiale, optant pour des voyages plus courts en orbite.

Dunn a déclaré qu’Outpost visait à lancer la première démonstration orbitale de son système l’année prochaine.

“Il s’agit essentiellement d’une petite plate-forme qui permet à la charge utile de fonctionner et d’être exposée à l’environnement spatial”, a déclaré Jason Dunn, PDG d’Outpost. “Et puis ça revient. Donc c’est presque comme une toute petite station spatiale qui revient juste après votre mission.”

L’équipe d’Outpost est tombée sur des boucliers thermiques gonflables de la NASA et a signé un contrat avec la NASA pour construire des versions qu’elle pourrait utiliser. Une fois que le bouclier thermique gonflable protège le vaisseau spatial Outpost de la chaleur de la rentrée, un deuxième système gonflable – un parapente – se déploiera et la charge utile sera guidée avec précision vers un point d’atterrissage.

Les clients potentiels de l’avant-poste “ne peuvent pas se permettre la rotation de la station spatiale ou ils doivent l’accélérer plus rapidement”, a déclaré Dunn. “Ce que nous avons mis au point, c’est un système qui peut effectuer de courtes missions qui peuvent nous emmener dans l’espace et revenir en un mois.”