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mercredi 10 novembre 2010

Discovery : début des réparations

source: http://www.enjoyspace.com/fr/news/discovery-debut-des-reparations

Au centre spatial Kennedy en Floride, techniciens et ingénieurs travaillent d’arrache-pied pour que la doyenne des navettes soit prête le 30 novembre prochain.

Discovery sur son pas de tir, au centre Kennedy en Floride. Seuls le réservoir externe orange et les boosters blancs sont visibles sur cette photo car la partie avion spatial, située derrière, est protégée par la structure RSS (Rotating Service Structure) qui la recouvre.
Crédit : NASA

Après des problèmes de fuites au sein des moteurs de manoeuvre orbitale et une météo capricieuse, la tentative de lancement de Discovery du 5 novembre a été annulée en raison d’une fuite d’hydrogène. Devant son ampleur, les responsables de la NASA avaient même décidé qu’il n’était pas raisonnable d’espérer résoudre le problème avant la fermeture de la fenêtre de tir.

Le «Beta Angle» dicte le 30 novembre

Qu’est-ce qu’une fenêtre de tir ? Il s’agit du moment où les conditions pour le lancement d’une fusée sont réunies. Lorsqu’une navette doit rejoindre la Station Spatiale Internationale (ISS), et pour simplifier, elle doit décoller alors que la Station passe au-dessus de son port d’envol floridien afin de pouvoir la «rattraper» plus facilement. En raison de plusieurs facteurs, il n’y a chaque jour qu’un seul créneau d’environ 5 à 10 minutes utilisable par les navettes. Mais ce n’est pas tout : il existe des périodes où ce qu’on appelle le «Beta Angle» s’avère défavorable.


Lorsqu’une navette est amarrée à la Station, il faut concilier leurs contraintes thermiques vis-à-vis de l’ensoleillement. Lors de certaines périodes, cela s’avère impossible.
Crédit : NASA

Le «Beta Angle» désigne l’angle avec lequel le Soleil illumine la Station (pour être précis, l’angle entre le plan orbital de la Station et une ligne imaginaire qui rejoint le Soleil). Or, parfois, cet angle atteint ou dépasse les 60° et fait qu’une navette amarrée à la Station recevrait trop d’ensoleillement et subirait alors des contraintes thermiques excessives. Bien entendu, on pourrait orienter la Station de façon à ce que la navette se retrouve sous un angle d’ensoleillement correct, mais à ce moment-là c’est la Station qui aurait, soit des problèmes thermiques, soit un mauvais alignement de ses panneaux solaires et du coup plus assez d’électricité ! Les périodes où il est ainsi impossible de «faire plaisir» à la fois à la navette et à la Station sont appelées «Beta cutout» dans le jargon de la NASA et surviennent autour du solstice d’été et d’hiver. Ce sont ces contraintes qui expliquent que Discovery ne peut pas s’envoler vers l’ISS avant le 30 novembre. Après cette date, le fameux «Beta Angle» redeviendra inférieur à 60° et permettra donc à nouveau de concilier les exigences d’orientation de la Station et d’une navette.

Le GUCP en cause
Ce délai imposé par la mécanique céleste va être mis à profit par les équipes du centre spatial Kennedy pour résoudre le problème posé par la fuite d’hydrogène du 5 novembre. Lorsqu’une navette va décoller, on remplit son réservoir externe d’oxygène et d’hydrogène liquides. L’opération démarre plusieurs heures avant le décollage car les quantités sont énormes : un peu plus d’un demi-million de litres d’oxygène liquide et un million et demi de litres d’hydrogène liquide ! Lors de ce remplissage, il est nécessaire d’évacuer les gaz d’hydrogène en excès, ce qui est accompli par un tuyau connecté au réservoir externe qui véhicule ceux-ci au pied du pas du tir où ils sont brûlés en toute sécurité. La connexion entre cette «tuyauterie d'évacuation» et le réservoir est assurée par le GUCP, le Ground Umbilical Carrier Plate (la NASA adore les acronymes...). Un dispositif qui est loin d’être simple puisqu’il doit à la fois être étanche et se détacher rapidement lors de l’envol de la navette.


GUCP - Discovery
Emplacement du bras qui amène le tuyau d’évacuation des gaz d’hydrogène au réservoir. La fuite du 5 novembre s’est produite sur le GUCP qui est le dispositif de connexion au réservoir. Lors du lancement, ce bras de 15 m de long pivote pour laisser la navette s’envoler.
Crédit : NASA/Enjoy Space

Le GUCP regorge de capteurs, car toute fuite excessive est potentiellement dangereuse, l’hydrogène étant hautement inflammable. Mettre à feu les moteurs de la navette alors que se produit une fuite d’hydrogène n’est donc bien évidemment pas souhaitable ! Tel fut le cas le 5 novembre dernier. Le GUCP avait précédemment fait parler de lui lors de la mission STS-127 et causé le report du lancement de ce vol du mois de juin à celui de juillet 2009 (un délai imposé d’ailleurs, là aussi, par une contrainte de «Beta Angle»). Du coup, même si la fuite de novembre 2010 est plus importante que celle de juin 2009, les techniciens du centre Kennedy espèrent pouvoir appliquer les «recettes» de réparation qui ont fait leur preuve voici un peu plus d’un an. L’avantage est que ces interventions peuvent normalement se dérouler sur le pas de tir et ne nécessitent pas de ramener la navette dans le gigantesque hangar VAB (Vehicle Assembly Building). Dès lors, la date du 30 novembre reste un objectif raisonnable.


Des techniciens inspectent le GUCP qui connecte un tuyau d’évacuation des gaz d’hydrogène en excès et le réservoir externe de la navette. Le personnel travaille ici à 50 m au-dessus du sol !
Crédit : NASA/Troy Crider

La mousse isolante sous surveillance
Cependant, le réservoir externe souffre d’un autre problème. Après l’annulation du décollage du 5 novembre, les équipes d’inspection ont remarqué une fissure de 50 cm de longueur sur la mousse isolante qui recouvre le réservoir (c’est cette mousse qui lui donne sa couleur orange). Les techniciens de la NASA savent que le remplissage et la vidange (en cas de report de l’envol) du réservoir provoquent sur sa mousse de petites fissures à cause des contractions et dilatations entraînées par l’arrivée puis le retrait de milliers de litres d’oxygène et hydrogène liquide à respectivement -184 °C et -252 °C. Toutefois, avec 50 cm de longueur, cette «lézarde» incite les ingénieurs à faire preuve de la plus grande prudence en raison de la tragédie de Columbia en 2003. Lors du décollage de cette navette, un morceau de mousse isolante du réservoir s’était détaché et avait heurté son aile gauche, y causant une brèche non détectée pendant la mission. Au cours du retour dans l’atmosphère, l’air chaud (environ 2.000 °C) qui entoure l’avion spatial s’était engouffré par ce trou, détruisant l’aile. Incapable dès lors de maintenir une attitude de vol correcte, la navette se désagrégea, entraînant la mort des 7 astronautes à bord.


La fissure remarquée sur la mousse isolante du réservoir externe de Discovery. Pour analyser au mieux la situation, un scanner à rayons X sera utilisé et des portions de mousse isolante seront prélevées avec précaution.
Crédit : NASA TV/Enjoy Space

La fissure sur le réservoir de Discovery doit donc être analysée en détail. Dans le meilleur des cas, une «rustine» d’isolant pourrait être appliquée sur le pas de tir, même si cette opération demande une logistique lourde, à savoir protéger la zone de travail avec une structure d’isolation temporaire afin de contrôler hygrométrie et température et se mettre à l’abri d’éventuels caprices météos. Si cette stratégie ne suffit pas, alors il sera peut-être nécessaire de ramener Discovery au VAB, ce qui compromettrait sérieusement les chances d’un décollage le 30 novembre prochain.

Publié le 10 novembre 2010source: http://www.enjoyspace.com/fr/news/discovery-debut-des-reparations