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Nouvelles combinaisons spatiales conçues pour le prochain moonwalk de la NASA

Écrit par Megan Marples, CNN

Les humains ont exploré l’abîme infini au-delà de l’atmosphère terrestre pendant plus d’un demi-siècle.

Lorsque les astronautes explorent la vaste étendue de l’espace, ils doivent porter des combinaisons spatiales de haute technologie pour les protéger des conditions glaciales du cosmos.

Les films hollywoodiens ont glamourisé le costume emblématique, son design faisant croire aux masses qu’il s’agit d’une tenue qui peut être enfilée en quelques minutes.

En fait, la combinaison spatiale est son propre vaisseau spatial entièrement fonctionnel qui prend des heures à mettre en place et nécessite l’aide de ses collègues, a déclaré Cathleen Lewis, conservatrice des programmes spatiaux internationaux et des combinaisons spatiales au National Air and Space Museum de la Smithsonian Institution.

“Le but de la combinaison spatiale est d’exister essentiellement en tant que vaisseau spatial de forme humaine qui permet à l’être humain d’explorer de manière autonome et de faire un travail significatif en dehors du confort du vaisseau spatial ou de la station spatiale”, a déclaré Lewis.

Du début à la fin, cela peut prendre jusqu’à quatre heures pour qu’un astronaute s’habille, a déclaré Lewis. Avant de faire une sortie dans l’espace, les astronautes doivent vérifier chaque pièce d’équipement et s’assurer qu’ils disposent de suffisamment de fournitures essentielles, telles que de l’oxygène et de l’eau.

Tout au long du processus de sortie dans l’espace, une équipe au sol de retour sur Terre soutient les astronautes. Les contrôleurs de vol suivent un plan de procédure d’environ 30 pages, mais d’autres plans sont en place en cas de problème, a déclaré Sarah Korona, contrôleur de vol EVA au Johnson Space Center de la NASA à Houston. “EVA” signifie activité extravéhiculaire.

L’anatomie d’une combinaison spatiale

Une combinaison spatiale est composée de près d’une demi-douzaine de composants différents et peut avoir jusqu’à 16 couches, selon la NASA.

Les astronautes sur le Missions Artémis, le prochain programme de la NASA pour envoyer la première femme et la première personne de couleur vers la lune, portera la dernière combinaison spatiale, appelée unité de mobilité extravéhiculaire d’exploration, également connue sous le nom de xEMU. Avant que les combinaisons spatiales n’atteignent la lune, certaines d’entre elles seront testées sur la Station spatiale internationale.
La NASA a dévoilé un prototype au sol de la nouvelle unité de mobilité extravéhiculaire d'exploration (xEMU) en 2019 au siège de la NASA à Washington.

La NASA a dévoilé un prototype au sol de la nouvelle unité de mobilité extravéhiculaire d’exploration (xEMU) en 2019 au siège de la NASA à Washington. Crédit: Joël Kowsky/NASA

L’un des principaux composants est le vêtement de refroidissement, a déclaré Richard Rhodes, responsable adjoint du développement des vêtements de pression xEMU à la NASA. Le vêtement est composé de tubes qui font circuler l’eau autour de l’astronaute, régulant la température corporelle et éliminant l’excès de chaleur pendant qu’il termine son travail.

Chaque combinaison spatiale dispose d’un système de survie portable, qui comprend un réservoir d’eau pour le vêtement de refroidissement, un système d’élimination du dioxyde de carbone et plus encore, selon la NASA. Ce composant comprend également un système radio bidirectionnel pour que les astronautes puissent communiquer.

Les combinaisons spatiales originales utilisées pendant les missions Apollo étaient moins flexibles que celles d’aujourd’hui.

“Quand les astronautes d’Apollo marchaient sur la lune, ils ne pouvaient pas se pencher et ramasser une pierre”, a déclaré l’astronaute de la NASA Mike Fincke. “Ils devaient avoir un petit outil spécial avec une poignée dessus.”

Heureusement, les combinaisons spatiales ont parcouru un long chemin depuis lors et ont une structure plus flexible avec des gants.

Les gants sont l’une des parties les plus compliquées de la combinaison spatiale, et ils sont souvent la principale source de plaintes que les astronautes ont à propos de leurs combinaisons, a déclaré Lewis.

“Les gants sont très difficiles à concevoir pour être protecteurs et permettent également la dextérité manuelle dont les astronautes ont besoin pour effectuer un travail significatif”, a-t-elle noté.

Les gants pressurisés peuvent sembler contraignants, surtout après des heures de travail dans l’espace, a-t-elle déclaré. Leurs doigts deviennent également froids, donc des éléments chauffants doivent être intégrés dans les gants.

Ce gant fait partie d'une unité de mobilité extravéhiculaire de la NASA, terme technique désignant une combinaison spatiale.

Ce gant fait partie d’une unité de mobilité extravéhiculaire de la NASA, terme technique désignant une combinaison spatiale. Crédit: Nasa

Lorsque les astronautes s’entraînent pour aller dans l’espace, l’un de leurs exercices d’entraînement consiste à ramasser un centime dans leur combinaison spatiale sous l’eau, a déclaré Lewis. Ces explorateurs ont besoin d’une dextérité extrême lorsqu’ils travaillent dans l’espace, et les gants sont un défi supplémentaire.

Une grande partie de la formation de combinaison spatiale d’un astronaute se déroule dans une piscine du laboratoire de flottabilité neutre de la NASA à Houston. L’eau simule la sensation d’apesanteur, qui est similaire à ce que l’on ressent dans l’espace.

Les scientifiques ont expérimenté différents matériaux et ont eu des degrés de succès variables au fil des ans. À un moment donné, Lewis a déclaré que les chercheurs avaient expérimenté le bout des doigts en Kevlar sur les gants.

“Le Kevlar est très bon pour arrêter les balles mais pas très bon pour arrêter les couteaux – il se coupe facilement”, a-t-elle déclaré.

Les astronautes utilisent actuellement des gants en plastique synthétique, mais les scientifiques sont toujours à la recherche de meilleures options, a ajouté Lewis.

À l’extérieur d’une combinaison spatiale, il y a des rayures colorées uniques à chaque combinaison. C’est ainsi que les astronautes peuvent savoir qui est dans chaque combinaison lorsqu’ils sont dans l’espace, a déclaré Lewis.

Ce système éprouvé sera utilisé pour les combinaisons spatiales Artemis, a confirmé Rhodes.

Fabrication des combinaisons spatiales Artemis

La première étape de la conception d’une combinaison spatiale est de “comprendre pour qui vous concevez la combinaison, ce que vous voulez qu’ils puissent faire et où vous voulez qu’ils puissent le faire”, a déclaré Rhodes.

Pour le programme Artemis, la NASA a besoin de ses astronautes pour pouvoir explorer en toute sécurité la surface de la lune.

Au cours des quatre dernières années, la NASA a investi plus de 300 millions de dollars dans le développement du xEMU, a déclaré Rhodes. Son équipe a testé des dizaines de composants et pesé les avantages et les inconvénients de chaque option.

Il a déclaré que le plus grand défi pour les combinaisons Artemis est de s’assurer qu’elles sont optimisées pour l’exploration lunaire.

Les combinaisons doivent être “assez légères pour soutenir la mission lunaire et assez robustes pour protéger l’astronaute tout en travaillant dans l’environnement lunaire très dangereux”, a déclaré Rhodes.

Il y a des milliers de pièces qui entrent dans la fabrication des combinaisons spatiales Artemis, et elles proviennent de partout aux États-Unis, a déclaré Rhodes. Certaines pièces peuvent prendre jusqu’à un an à construire, mais la NASA s’efforce de raccourcir la durée, a-t-il ajouté.

Les combinaisons spatiales recevront également des améliorations pour la dernière mission lunaire. Les unités de mobilité extravéhiculaire actuelles et passées, le terme technique pour les combinaisons spatiales de la NASA, permettent un mouvement minimal de la taille, des hanches ou des chevilles, a déclaré Rhodes.

Les astronautes de la mission Artemis doivent avoir plus de mobilité pour pouvoir explorer le terrain accidenté de la lune, a-t-il déclaré. Son équipe travaille donc sur une combinaison qui permettra plus de mouvement tout en étant suffisamment solide pour protéger le porteur.


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