Installation du bouclier thermique sur Orion EM-1

Au cours de la première mission d'exploration (EM-1), le vaisseau spatial Orion inhabité sera lancé sur la fusée SLS  et commencera un voyage de trois semaines dans l'espace. À son retour, le bouclier thermique devra résister à des températures de près de 3000°C lors de sa rentrée dans l’atmosphère terrestre avant d’amerrir dans l’océan Pacifique.

Des  ingénieurs et techniciens de Lockheed Martin au Kennedy Space Center de la NASA, en Floride, ont récemment fixé le bouclier thermique au bas du module d'équipage, en utilisant 68 vis. Conçu et fabriqué par l'entrepreneur principal Lockheed Martin, le bouclier thermique est comme un puzzle complexe avec des pièces qui doivent toutes s'adapter parfaitement. Avant l’installation finale, une vérification de l’ajustement a été effectuée pour s’assurer que tous les boulons sont correctement alignés.

« L’installation du bouclier thermique du module équipage EM-1 est une étape importante qui marque le début de la phase finale de l’assemblage du module équipage » a déclaré Jules Schneider, responsable chez Lockheed Martin des opérations sur Orion pour le KSC. « Lorsque le bouclier thermique est installé, l'accès aux composants devient plus difficile et, dans certains cas, impossible. Donc, en installant ce bouclier, il est crucial qu'un certain pourcentage du vaisseau spatial soit terminé."

Mesurant 5 mètres de diamètre, le nouveau bouclier thermique d'Orion est le plus grand du genre développé pour les missions qui transporteront des astronautes. La structure de base de l'écran thermique comporte une ferme en titane recouverte d'un substrat composite ou d’une peau, composée de couches de matériau en fibre de carbone.

Par un nouveau processus, plusieurs grands blocs d'un matériau ablatif appelé Avcoat ont été produits au Michoud Assembly Facility à la Nouvelle-Orleans par Lockheed Martin. Ils ont été expédiés au KSC où les techniciens de Lockheed Martin les ont usinés fin de réaliser plus de 180 blocs unitaires et les ont collés sur la surface du bouclier thermique.

Pour combler les minuscules espaces entre les blocs, des joints ont été remplis d'un mélange qui, avec le temps, deviendra solide. Les techniciens ont appliqué une couche de peinture époxy blanche sur la surface du bouclier, puis ont appliqué du ruban aluminisé après le séchage de la surface peinte. Ce matériau offre une résistivité superficielle et absorbe la chaleur solaire et les émissions infrarouges.

«L’assemblage, le test et l’installation du bouclier thermique du module d’équipage EM-1 ont permis d’apprécier ses techniques de conception et d’assemblage novatrices», a déclaré Amy Marasia, responsable des opérations de production de la NASA.

Bien que l'Avcoat ne soit pas nouveau dans les vaisseaux spatiaux - il était utilisé sur les boucliers thermiques d'Apollo et lors du vol-test EFT-1 - la technique consistant à utiliser des blocs au lieu d'injecter le matériau ablatif dans des alvéoles se révèle être un véritable gain de temps.

« L'avantage de passer du système en nid d'abeilles aux blocs est que nous pouvons maintenant installer les blocs d’Avcoat en même temps que la structure d'Orion se construit, ce qui fait gagner du temps », a déclaré John Kowal, directeur du système de protection thermique d’Orion de la NASA au Centre spatial Johnson à Houston. « Avant, lors d’EFT-1, nous devions attendre que le support soit terminé avant d’y appliquer directement l'Avcoat »

Lors de sa première mission autour de la Lune, les ingénieurs surveilleront les performances des systèmes d'Orion dans l'environnement spatial lointain et son retour sur Terre. Lors de la rentrée, le matériau ablatif des blocs d’Avcoat brûleront, dissipant essentiellement la chaleur grâce aux gaz créés pendant le processus d'ablation.