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Une fenêtre sur l'espace

24 Avril 2018 , Rédigé par De Martino Alain

Une fenêtre multicouche sur un vaisseau spatial fournit aux astronautes la vue dont ils ont besoin pour naviguer dans l'espace et effectuer leur mission d'exploration à l’aide, aussi, de données visuelles. La NASA s'efforce donc d'améliorer la durabilité de ces hublots et d’en réduire leurs coûts et poids, tout en conservant la netteté dont les astronautes ont besoin pour accomplir leurs tâches, voir la Terre ou d'autres destinations, plus loin dans le système solaire. 

La fenêtre sur le monde d'Atlantis

La navette spatiale utilisait uniquement des vitres pour ses fenêtres principales. Alors que celles-ci fournissaient une bonne qualité optique, elles ajoutaient un surpoids coûteux pour l'engin spatial. De nos jours, les fenêtres des vaisseaux spatiaux incorporent de l'acrylique et d'autres plastiques plus légers, plus résistants et moins cassants, mais qui fournissent souvent des propriétés optiques de qualité inférieure. 

Il y a quelques années, la NASA a donc décidé d’entreprendre des études pour assurer une qualité optique des vitres utilisées sur les vaisseaux spatiaux, privés ou de l’agence. Chaque fenêtre doit permettre aux astronautes d'avoir une vue claire et ainsi permettre à leurs appareils de capturer les meilleures photos possibles. 


Récemment, une équipe du programme de recherches et de technologies d'exploration du Centre spatial Kennedy a effectué les premiers tests de qualité optique sur une fenêtre prête à être installée sur l’écoutille du vaisseau spatial Orion. Sur ce vaisseau, trois types de vitres forment la fenêtre de la trappe. Cette combinaison hybride de verre et de plastique est une première pour la NASA et protégera les astronautes dans l'engin spatial, car le rôle d’une des vitres est de protéger de la chaleur de la rentrée atmosphérique, une autre en acrylique du vide spatial, la troisième servant de redondance.

Vue de l'écoutille d'Orion EM-1

Le problème est que lorsque vous utilisez plusieurs couches de matériau pour une fenêtre, l'image que vous voyez en dehors peut être déformée. Les tests récemment effectués déterminent la quantité de distorsion de l'image - les variations de l'image observées à travers un matériau optique. Ce sont des variations dites de "front d'onde" que l’on pourrait comparer à ce que l’on voit lorsqu’on regarde quelque chose dans l'eau quand la surface bouge. 

Cependant, selon Mark Nurge du KSC, cette fenêtre conçue pour Orion ne devrait pas être un problème. « L'assemblage de la fenêtre s’est révélé environ 10 fois meilleur que les exigences du front d'onde », a-t-il déclaré. 

Les données de ces tests aident à améliorer les exigences de qualité optique sur les fenêtres d'Orion et à vérifier comment elles devraient fonctionner dans l'espace. L'équipe du KSC est responsable des tests de toutes les fenêtres d’Orion, et travaille également avec les fournisseurs du Commercial Crew Program afin de tester les hublots de leurs vaisseaux spatiaux prévus pour la desserte de la Station spatiale internationale. 

Les premières expérimentations mesurent les variations de la planéité de la vitre avec une précision allant jusqu'au niveau de dizaines de nanomètres. Le dispositif utilisé dans le test permet de montrer des différences minimes entre les nouvelles fenêtres et celles qui ont été soumises aux pressions simulées de l'espace. Le but ultime est de déterminer s'il y a des distorsions en dehors du seuil prescrit, afin que les astronautes à bord du vaisseau spatial puissent prendre des images les plus précises possibles.

Ci-dessous, dans un laboratoire du Neil Armstrong Operations and Checkout Building au Kennedy Space Center de la NASA en Floride, Mark Nurge, à gauche, physicien au Laboratoire de physique appliquée du programme de recherches et de technologies d'exploration du KSC, et Bence Bartha, spécialiste des tests non destructifs, effectuent les premiers essais de qualité optique sur une fenêtre complète prête à être installée dans l'écoutille du vaisseau spatial Orion.

Les données issues de ces essais permettront d'améliorer les exigences de tolérances de fabrication des hublots et vérifieront leurs performances dans l'espace.

Une fenêtre sur l'espace

Ci-dessous, Mark Nurge examine les données lors du premier test de qualité optique sur une fenêtre prête à être installée sur Orion.

Une fenêtre sur l'espace
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