L’une des phases les plus critiques de la mission habitée Artemis 2 sera la rentrée atmosphérique. Elle implique en effet de ralentir le vaisseau spatial à partir de sa vitesse orbitale élevée, de résister à la chaleur intense générée par le frottement avec l’atmosphère et de garantir une descente contrôlée et sûre jusqu’à l’atterrissage final. Pour ce faire, les astronautes vont devoir faire confiance à leur bouclier thermique. Où en est l’installation de cette pièce essentielle ?
La mission Artemis 2
Le programme Artemis de la NASA vise à établir une présence humaine permanente sur la Lune. Ce retour sur notre satellite se fera par étapes. Il y a quelques mois, la mission non habitée Artemis 1 avait d’abord permis de confirmer l’efficacité de la fusée SLS et du vaisseau spatial Orion. Désormais, la NASA souhaite effectuer un survol habité de la Lune dans le cadre de la mission Artemis 2, avant le retour en surface prévu dans quelques années.
Au cours de cette mission de dix jours, qui doit décoller au plus tôt en novembre 2024, les astronautes Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch et Jeremy Hansen s’approcheront à moins de 10 427 km de la surface lunaire, avant de s’éloigner à plus de 10 000 km au-delà de sa face cachée. L’équipe visera ensuite la Terre pour entamer le voyage de retour. Enfin, ils devront subir la phase de rentrée atmosphérique, considérée comme l’une des plus critiques.
L’importance du bouclier thermique
Pendant la rentrée atmosphérique, le vaisseau spatial va devoir freiner considérablement pour surmonter la vitesse orbitale élevée et pénétrer dans l’atmosphère terrestre. Au moment de rentrer, Orion filera en effet à plus de 40 000 km/h. Cette phase mettra la capsule et son équipage à rude épreuve en raison des forces et des conditions extrêmes auxquelles ils seront soumis. Pour résister à cette chaleur d’environ 2 700°C, le vaisseau sera équipé d’un bouclier thermique. Ce dernier est conçu pour absorber et dissiper la chaleur tout en assurant la stabilité aérodynamique du vaisseau pendant la descente. Grâce à lui, les astronautes pourront vivre cette incroyable descente en supportant des températures beaucoup plus confortables.
Dans le détail, ce bouclier est composé de trois couches principales. La couche externe est faite d’un matériau composite de carbone renforcé capable de résister à des températures très élevées et à l’abrasion causée par le frottement avec l’atmosphère. La couche intermédiaire est faite d’un matériau ablatif. Ce dernier se décomposera progressivement dans le but de dissiper la chaleur. Enfin, la couche interne est constituée d’un matériau isolant (généralement la fibre de verre ou de la mousse de céramique), le but étant de prévenir la transmission de chaleur vers l’intérieur de la capsule.
Le retour de l’équipage sain et sauf dépendra naturellement de nombreux facteurs, du lancement de la fusée jusqu’à l’amerrissage de la capsule dans le Pacifique. Cependant, la bonne tenue de ce bouclier sera probablement l’un des facteurs les plus déterminants.
Les prochaines étapes
Côté calendrier, les équipes de la NASA ont terminé l’installation du bouclier thermique de la capsule d’Artemis 2 le 25 juin 2023 au Kennedy Space Center de la NASA (Floride). Le vaisseau spatial sera ensuite équipé de certains de ses panneaux externes avant les tests acoustiques prévus plus tard cet été. Ces tests valideront la capacité du module d’équipage à résister aux vibrations qu’il subira tout au long de la mission lors du lancement, du vol et de l’atterrissage.
Une fois les tests acoustiques terminés, les techniciens attacheront le module d’équipage au module de service d’Orion. Développé par Airbus et supervisé par l’Agence spatiale européenne (ESA), ce module est conçu pour fournir la propulsion, l’énergie, le contrôle thermique et les systèmes de soutien vital nécessaires à la mission.
