Le bouclier thermique Adept testé au sol. © NASA / Centre de recherche Ames

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Spatial : un bouclier thermique en forme de parapluie testé par la Nasa

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Une fusée suborbitale d'UP Aerospace a lancé trois charges utiles de démonstration de la Nasa, dont un bouclier thermique qui s'ouvre et se ferme comme un parapluie. Ce bouclier est destiné aux missions de retour d'échantillons et aux atterrissages planétaires de la prochaine décennie. Avec cet essai atmosphérique, la Nasa voulait s'assurer du bon fonctionnement du système d'ouverture et de fermeture ainsi que l'avionique pour piloter le « parapluie ».

Le parapluie est un des objets du quotidien qui inspire les ingénieurs de la Nasa, notamment son mécanisme d'ouverture et de fermeture, pour mettre au point un bouclier thermique de nouvelle génération.

Il faut savoir que dans le domaine des vols habités et d'exploration, la taille des boucliers thermiques est contrainte par le diamètre de la coiffe du lanceur. Or, dans un avenir proche, la Nasa aura besoin de boucliers thermiques suffisamment grands pour poser des charges utiles de grande taille sur d'autres planètes et objets du Système solaire, notamment des cargaisons à fort tonnage et très volumineuses comme des habitats martiens par exemple.

Le démonstrateur de bouclier thermique s'inspirant d'un parapluie. © Nasa / Centre de recherche Ames

L'idée de la Nasa est donc de réaliser un bouclier thermique qui se plie comme un parapluie et qui, ouvert, formerait un bouclier capable de résister à un retour d'orbite ou un atterrissage sur une autre planète. Cette technologie intéressante permet d'envisager des boucliers de très grande taille sans avoir besoin d'adapter la taille des coiffes des lanceurs.

Un bouclier utile à de nombreuses missions habitées

La Nasa travaille depuis plusieurs années sur un bouclier thermique de type parapluie dans le cadre du programme Adept (Adaptable, deployable, entry and placement technology). La toile du bouclier, soutenue par des armatures semi‐rigides, est constituée de tissus de fibre de carbone cousus. Les coutures sont protégées par une résine sacrificielle dont la composition est gardée secrète. Après des essais au sol, en 2015, reproduisant un environnement représentatif d'une mission vers Vénus, sous un flux de l'ordre de 250 W/cm², et une entrée dans l'atmosphère de Mars à 1.700 °C, la Nasa vient de tester en vol un démonstrateur de petite taille.

Il a été testé lors d'un vol suborbital d'une durée d'environ 15 minutes et a atteint une vitesse supérieure à trois fois celle du son. Ce n'est évidemment pas suffisant pour générer une chaleur importante mais l'objectif n'était pas là. L'essai était d'observer la séquence initiale du déploiement du bouclier, donc son ouverture, et d'évaluer la stabilité aérodynamique pendant que le parapluie entrait dans l'atmosphère terrestre et la traversait jusqu'à son point d'atterrissage.

Le prochain essai sera beaucoup plus ambitieux. Il consistera à effectuer un retour d'orbite suivi d'une rentrée atmosphérique à très vive allure, plus de 27.000 kilomètres par heure pour simuler des scénarios de missions à destination de Mars, Vénus, Titan et un retour d'échantillons lunaires.

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