La NASA teste des matériaux de bouclier thermique dans 12 capsules à bord d’un cargo quittant la station

La NASA profite du vol de désorbitation d’un vaisseau cargo pour essayer des matériaux destinés à de futurs boucliers thermiques, selon un article de l’Ames Research Center de l’agence. Lorsque le véhicule Cygnus XL de la 24e mission de ravitaillement de Northrop Grumman pour la NASA a quitté la Station spatiale internationale, il contenait 12 petites capsules expérimentales. Selon la NASA, les matériaux embarqués pourraient devenir la base de boucliers thermiques protégeant les astronautes lors de leur retour de la Lune et de Mars.

KREPE-3, abréviation de Kentucky Reentry Probe Experiment, est la troisième mission d’une série que la NASA qualifie de peu coûteuse et qui recueille des données lors des derniers instants de la vie d’un véhicule cargo. Elle est menée conjointement par la University of Kentucky et l’État du Kentucky, avec le programme EPSCoR de la NASA (Established Program to Stimulate Competitive Research), plusieurs centres de la NASA et d’autres partenaires fédéraux et commerciaux. Des étudiants de la University of Kentucky ont conçu les capsules, qui embarquent des capteurs de température, de pression, de mouvement, de champ magnétique et de lumière.

Avant le départ du Cygnus XL, les astronautes l’ont chargé de déchets et ont mis les capsules sous tension. Le véhicule doit se désintégrer dans l’atmosphère terrestre ; selon la NASA, les capsules seront alors éjectées et enregistreront la tenue de chaque ensemble de matériaux de bouclier thermique, les données étant transmises en direct aux chercheurs par satellite. Keith Peterson, ingénieur en matériaux à Ames, a qualifié cette approche de « moyen astucieux d’obtenir des données de vol sur des matériaux encore en développement ».

Selon la NASA, les capsules emportent des technologies éprouvées, par exemple le matériau des tuiles céramiques ayant volé sur la navette spatiale, aux côtés d’options plus récentes comme un bouclier thermique imprimé en 3D, développé par NASA Johnson et l’Oak Ridge National Laboratory dans le cadre du projet Additive Manufacturing of Thermal Protective Systems. Ames a fourni plusieurs matériaux, dont deux capsules avec MERINO (Materials Engineered for Re-entry using Innovative Needling Operations), une famille de revêtements constitués de couches de fibres de carbone et phénoliques cousues ensemble, un peu comme du feutre. La NASA indique qu’ils sont plus souples, plus rapides à produire et moins chers que les matériaux traditionnels, ce qui en fait des candidats pour des missions vers Mars, où l’atmosphère plus ténue implique des charges thermiques plus faibles et permet une protection plus légère.

Une troisième capsule, la Kentucky Instrumented Conical Hypersonic Experiment, présente une forme à double cône avec une pointe en tungstène et un cône arrière enveloppé de MERINO ; elle doit permettre de confronter des modèles informatiques à des données mesurées. Une autre reproduit la forme de l’aérocoque de la future mission Dragonfly de la NASA vers Titan, la lune de Saturne, teste la stabilité de cette conception et est recouverte de Phenolic Impregnated Carbon Ablator, un matériau développé à Ames qui a volé sur Stardust, Mars Science Laboratory et Mars 2020. Une autre encore teste l’Adaptable Deployable Entry and Placement Technology, en forme de parapluie, et les capsules de partenaires nationaux et internationaux comprennent un capteur de flux thermique de la University of Stuttgart, en Allemagne.