NASA : un bouclier thermique pourrait faire atterrir des humains sur Mars

Lorsqu’un grand bouclier thermique expérimental s’est gonflé dans l’espace et a fait face à la rentrée brutale de l’atmosphère terrestre la semaine dernière, l’aéroshell a survécu – et les responsables de la NASA l’ont considéré comme un “énorme succès”.

La démonstration technologique pourrait être la base d’une technologie d’atterrissage qui placerait des humains à la surface de Mars.

Le test de vol en orbite terrestre basse d’une démonstration de technologie de décélérateur gonflable, ou LOFTID, a fait du stop le 10 novembre dans l’espace en tant que charge utile secondaire avec le Joint Polar Satellite System-2, un satellite météorologique polaire.

Après que LOFTID se soit séparé du satellite polaire et gonflé, l’aéroshell est rentré dans l’atmosphère depuis l’orbite terrestre basse.

À sa rentrée, LOFTID a fait face à des températures atteignant 3 000 degrés Fahrenheit (1 649 degrés Celsius) et atteint des vitesses de près de 18 000 miles par heure (28 968 kilomètres par heure) – le test ultime pour les matériaux utilisés pour construire la structure gonflable, qui comprend une céramique tissée tissu appelé carbure de silicium.

Le bouclier thermique et l’enregistreur de données de sauvegarde se sont écrasés dans l’océan Pacifique environ deux heures après le lancement, à des centaines de kilomètres au large des côtes d’Hawaï, où une équipe sur un bateau était stationnée pour récupérer les objets.

Les données préliminaires ont aidé l’équipe à déterminer si l’aéroshell était efficace pour ralentir et survivre à la plongée abrupte de l’orbite terrestre basse vers l’océan. Le résultat: “un oui assez retentissant”, a déclaré Trudy Kortes, directrice des démonstrations technologiques à la Direction des missions de technologie spatiale de la NASA.

Une étude complète des performances de LOFTID devrait prendre environ un an.

La mission vise à tester la technologie du bouclier thermique gonflable qui pourrait également faire atterrir des missions robotiques plus importantes sur Vénus ou Titan, la lune de Saturne, ou renvoyer de lourdes charges utiles sur Terre. Les aeroshells actuels, ou boucliers thermiques, utilisés dépendent de la taille du carénage d’une fusée. Mais un aeroshell gonflable pourrait contourner cette dépendance – et ouvrir l’envoi de missions plus lourdes sur différentes planètes.

La démonstration LOFTID mesurait environ 20 pieds (6 mètres) de diamètre.

Lorsqu’un vaisseau spatial pénètre dans l’atmosphère d’une planète, il est frappé par des forces aérodynamiques, qui contribuent à le ralentir. Sur Mars, où l’atmosphère est inférieure à 1% de la densité de l’atmosphère terrestre, une aide supplémentaire est nécessaire pour créer la traînée nécessaire pour ralentir et atterrir en toute sécurité un vaisseau spatial.

C’est pourquoi les ingénieurs de la NASA pensent qu’un grand aeroshell déployable comme LOFTID, qui se gonfle et est protégé par un bouclier thermique flexible, pourrait freiner tout en voyageant dans l’atmosphère martienne. L’aéroshell est conçu pour créer plus de traînée dans la haute atmosphère afin d’aider le vaisseau spatial à ralentir plus tôt, ce qui empêche également une partie du chauffage super intense.

Actuellement, la NASA peut atterrir 1 tonne métrique (2 205 livres) sur la surface martienne, comme le rover Perseverance de la taille d’une voiture. Mais quelque chose comme LOFTID pourrait atterrir entre 20 et 40 tonnes métriques (44 092 à 88 184 livres) sur Mars, a déclaré Joe Del Corso, chef de projet LOFTID au Langley Research Center de la NASA à Hampton, en Virginie.

Lorsque l’équipe de récupération a sorti l’aérocoque de l’océan, elle a été surprise de constater que l’extérieur “avait l’air absolument vierge”, a déclaré John DiNonno, ingénieur en chef LOFTID à la NASA Langley. “Vous n’auriez pas su qu’il y avait une rentrée très intense”, a-t-il déclaré.

En fait, la structure gonflable est en si bon état qu’il semble qu’elle pourrait être réutilisée et volée à nouveau, a déclaré DiNonno, mais elle nécessite des tests rigoureux avant de prendre une telle décision.

Il reste encore une énorme quantité de données à traiter, y compris les températures spécifiques auxquelles LOFTID a été confronté à différents moments de son vol.

Une fois l’étude complète terminée, les scientifiques pourraient utiliser les résultats pour travailler sur la prochaine génération plus importante de LOFTID. L’expérience a été conçue pour s’adapter comme une démonstration avec le satellite polaire. Ensuite, LOFTID doit être mis à l’échelle pour tester ses performances lors d’une mission sur Mars, ce qui pourrait nécessiter d’augmenter sa taille globale de trois à quatre fois.

La mission, qui a été lancée quelques jours seulement avant le décollage de la méga fusée lunaire Artemis I pour un voyage vers la lune et retour, est un “énorme succès” qui partage un objectif commun avec le programme Artemis, qui vise à ramener les humains sur la lune et finalement atterrir des équipages sur Mars.

“Afin d’envoyer des gens dans l’espace sur la Lune ou de les envoyer sur Mars, nous avons besoin de beaucoup de choses, ce qui signifie que nous devons mettre beaucoup de masse dans l’espace”, a déclaré Del Corso.

“Nous avons maintenant la capacité à la fois de mettre de lourdes charges utiles dans l’espace et de les faire redescendre. Ces deux succès sont des étapes énormes pour permettre l’accès et l’exploration humains. Nous allons dans l’espace et nous voulons pouvoir y rester.”