SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT

 

Une analyse rigoureuse confirme les performances du bouclier thermique de la mission Artemis II de la NASA

par la NASA

Édité par Gaby Clark, révisé par Alexander Pol

Notes de la rédaction

L'essentiel

Ajouter aux sources favorites

Une comparaison, effectuée après la mission, des boucliers thermiques du vaisseau spatial Orion utilisés lors des missions Artemis I (à gauche) et Artemis II (à droite), après leur retrait des modules habités. Les deux boucliers thermiques sont présentés en position pivotée pour inspection au sein du bâtiment « Operations and Checkout » (bâtiment des opérations et des vérifications) au centre spatial Kennedy de la NASA, en Floride. Crédit : NASA

La mission Artemis II de la NASA a permis à quatre astronautes de faire le tour de la Lune et de revenir sur Terre en toute sécurité, jetant ainsi les bases de futurs vols habités vers la surface lunaire.

Une analyse approfondie des données techniques concernant le bouclier thermique du vaisseau Orion a confirmé les premières observations : le bouclier a fonctionné comme prévu.

La NASA a notamment vérifié si le système de protection thermique avait efficacement préservé l'équipage et les systèmes du vaisseau Orion lors de sa rentrée dans l'atmosphère terrestre. Ce vol d'essai marquait la première fois que des astronautes voyageaient à bord d'Orion.

Orion a atteint une vitesse maximale équivalente à 39 fois la vitesse du son et a été exposée à des températures extérieures dépassant les 2 200 °C (4 000 °F). Malgré cela, les quatre astronautes à bord sont restés dans des conditions relativement confortables, la température à l'intérieur de la cabine se maintenant autour de 24 °C (environ 75 °F) durant leur retour vers la Terre depuis la Lune.

À la suite de l'analyse des résultats concernant le bouclier thermique de la mission Artemis I — enrichie par des essais approfondis sur les matériaux réalisés dans des souffleries à plasma (arc jets) au centre de recherche Ames de la NASA, dans la Silicon Valley (Californie) — l'agence a modifié la trajectoire de rentrée d'Orion pour la mission Artemis II. Cette modification a consisté à réduire la distance maximale parcourue par le vaisseau entre son entrée dans l'atmosphère terrestre et son amerrissage dans l'océan Pacifique. Les analyses effectuées avant la mission ont montré que cette limitation permettait de réduire la durée pendant laquelle le bouclier thermique était exposé aux plages de température ayant causé certains phénomènes observés sur le bouclier thermique d'Artemis I.

Peu après l'amerrissage de la mission Artemis II, le 10 avril 2026, des plongeurs de la marine américaine (U.S. Navy) ont capturé des images sous-marines du bouclier thermique du vaisseau Orion. Crédit : U.S. Navy

Le vaisseau spatial a effectué sa rentrée atmosphérique avec précision, atteignant sa cible à moins de 59 mètres (192 pieds) près du point d'entrée prévu, et a amerri à 0,95 kilomètre (0,59 mile) du lieu d'atterrissage anticipé, au large de San Diego. Les premières inspections du système de protection thermique — incluant des images prises par des plongeurs juste après l'amerrissage, suivies d'examens approfondis à bord du navire de récupération — ont confirmé que le système a fonctionné comme prévu. On a notamment constaté une réduction significative du nombre de fissures et de la perte de matériau carbonisé par rapport à la mission Artemis I.

Après le retour du vaisseau au Centre spatial Kennedy de la NASA, en Floride, au terme de sa mission lunaire, des experts en systèmes de protection thermique ont procédé à un examen complémentaire du bouclier thermique, composé de 186 blocs distincts d'un matériau ablatif appelé « Avcoat ». Le bouclier a ensuite été transféré au Centre de vol spatial Marshall de la NASA, à Huntsville (Alabama) ; en août, des travaux d'extraction d'échantillons et des examens par rayons X ont été entrepris afin d'approfondir les connaissances techniques sur le système et le comportement du matériau.

L'évaluation post-vol a révélé que les performances aérodynamiques et aérothermiques d'Orion — incluant le bouclier thermique et le système de protection thermique de la coque arrière — étaient conformes aux prévisions établies lors des analyses et des essais au sol effectués avant le vol. La réduction de la distance parcourue durant la phase de rentrée a permis de diminuer, d'un facteur 10, les fissures et la perte de matériau carbonisé observées sur le bouclier thermique d'Artemis II par rapport à celui d'Artemis I, démontrant ainsi l'efficacité de la modification de trajectoire. Les ingénieurs n'ont relevé que neuf zones de perte de matériau carbonisé, de tailles variables, sur la surface du bouclier thermique d'Artemis II, contre 103 lors de la mission Artemis I.

L'analyse a également confirmé la cohérence de la conception du bouclier thermique d'Orion entre les missions Artemis I et Artemis II. Cette continuité est attestée par le comportement de certains éléments, tels que les joints entre les blocs d'Avcoat constituant le bouclier, ainsi que le matériau entourant les boulons de séparation des plots de compression du bouclier thermique. Le module d'équipage Orion de la mission Artemis II, après avoir été débarqué du pont inondable de l'USS John P. Murtha à la base navale de San Diego et extrait de son berceau de récupération le 18 avril 2026. La zone grise, visible au niveau de la jonction entre le bouclier thermique et la coque arrière du vaisseau, résulte des opérations de récupération. Crédit : NASA/Kevin Davis

L'inspection après vol de la coque arrière d'Orion — le revêtement protecteur recouvrant les parois inclinées du module d'équipage et composé de 1 300 tuiles en céramique — a confirmé que les performances étaient conformes aux attentes sur toute la surface du module. Les examens visuels ont montré que les éléments de la coque arrière, conçus pour assurer l'étanchéité et protéger les ouvertures — telles que les hublots, les évents, les propulseurs et le sas latéral — ont également répondu aux attentes, sans aucun signe de surchauffe.

Découvrez les dernières avancées en matière de science, de technologie et d'espace, aux côtés de plus de 100 000 abonnés qui font confiance à Phys.org pour s'informer au quotidien. Inscrivez-vous à notre lettre d'information gratuite pour rester au courant des découvertes et des innovations.

XXXXXXXXX

RESUME

Une analyse rigoureuse confirme les performances du bouclier thermique de la mission Artemis II de la NASA.

Le bouclier thermique et la coque arrière du vaisseau Orion, lors de la mission Artemis II, ont fonctionné conformément aux prévisions techniques durant la rentrée atmosphérique, protégeant ainsi l'équipage et les systèmes embarqués. Une distance de rentrée plus courte a permis de réduire par dix la fissuration du bouclier thermique et la perte de matériau carbonisé par rapport à la mission Artemis I : on a ainsi observé neuf zones de perte de matériau, contre 103 lors de la mission précédente.

XXXXXXXX

COMMENTAIRES

 Bravo mais quelle est la mission d'Artemis 1 ???

Artemis 1 était la toute première mission du programme Artemis de la NASA, lancée avec succès le 16 novembre 2022. Il s'agissait d'un vol d'essai non habité (sans astronaute à bord) dont l'objectif principal était de tester la sécurité et les capacités techniques des nouveaux systèmes de la NASA avant d'y envoyer des humains.

Voici les objectifs majeurs de cette mission :

• Tester la fusée SLS : Valider la puissance et les performances du Space Launch System (SLS), la fusée la plus puissante jamais construite par la NASA au moment de son envol.

• Valider le vaisseau Orion : S'assurer que la capsule spatiale pouvait voyager en toute sécurité jusqu'à la Lune, y rester en orbite, puis revenir vers la Terre.

• Évaluer le bouclier thermique : Tester la résistance du bouclier d'Orion lors de sa rentrée dans l'atmosphère terrestre à une vitesse record de près de 40 000 km/h, générant une chaleur extrême de 2 800 °C.

• Déployer des mini-satellites (CubeSats) : Libérer de petits satellites scientifiques pour étudier l'environnement spatial et le rayonnement solaire.

La mission s'est terminée avec succès le 11 décembre 2022 après un voyage de 25 jours, ouvrant officiellement la voie aux futures missions habitées du programme (Artemis 2 et Artemis 3).