xEMU : la Nouvelle Combinaison de la NASA

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La NASA a pour objectif de retourner sur la Lune en 2024.

Pour r√©ussir ce projet gigantesque, ils ont besoin d’une fus√©e (la SLS), d’un atterisseur lunaire ainsi que des combinaisons spatiales.

Dans cet article de blog, nous allons vous présenter la future combinaison de la NASA, la xEMU.

Bonne exploration ! ūüöÄ

L’anc√™tre de la combinaison EMU :¬†¬†l’A7L

L’actuelle combinaison spatiale de la Station spatiale internationale, con√ßue il y a 40 ans pour les activit√©s extrav√©hiculaires de la navette spatiale, frustrerait tout moonwalker. Tom Jones, un v√©t√©ran de l’espace, examine comment la NASA va construire une combinaison lunaire √† temps pour le retour lunaire pr√©vu en 2024.ūüĆĎ

Les combinaisons spatiales A7L de Neil Armstrong et de Buzz Aldrin ont permis la premi√®re marche sur la Lune, mais pr√©sentaient des lacunes importantes en termes de flexibilit√©, de confort interne, de la maniabilit√© des¬†gants et de capacit√© de survie. Armstrong, lors d’un d√©briefing technique apr√®s son¬†retour sur Terre, a d√©clar√© : ¬ę¬†Nous devrions am√©liorer cette combinaison pour que l’on puisse s’agenouiller¬†et il faudrait travailler davantage sur la mobilit√© des gants afin de pouvoir faire plus de chose sur la surface de notre satellite¬†¬Ľ.

Si le programme Artemis de la NASA r√©ussit √† renvoyer des astronautes sur la Lune, ces explorateurs auront besoin d’une nouvelle combinaison performante, b√©n√©ficiant de l’exp√©rience d’Apollo, de la navette spatiale et int√©grant les fruits de plus de deux d√©cennies d’investissement technologique de la NASA.

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À gauche : la combinaison spatiale de Neil Armstrong pour Apollo 11.

√Ä droite :¬†Andrew Morgan dans une EMU lors d’une sortie extrav√©hiculaire depuis l’ISS.

Un pass√© enrichissant :¬†l’EMU

L’actuelle unit√© de mobilit√© extrav√©hiculaire, ou EMU, a √©t√© con√ßue √† la fin des ann√©es 1970 pour les sorties dans l’espace¬†depuis¬†la navette spatiale.

Tom Jones a port√© une EMU lors de trois sorties dans l’espace¬†depuis la Station spatiale internationale. Il explique que la combinaison est robuste, mais rigide et offre une mobilit√© limit√©e.

Un astronaute de 73 kg √† l’int√©rieur p√®se 145 kg. Cette masse est toujours pr√©sente dans l’espace, et l’astronaute doit se d√©placer et ensuite s’arr√™ter. Les jambes du scaphandre n’ont pas √©t√© con√ßues pour la marche ; sur l’ISS, elles servent simplement d’ancrage¬†pour les reposes-pieds.¬†

De plus, le tissu ext√©rieur et les syst√®mes de survie ont √©t√© con√ßus pour fonctionner dans le vide spatial, et non sur une Lune ou une surface plan√©taire poussi√©reuse.ūüĆė

Le premier prototype de l’xEMU : la s√©rie Z

En 2012, la NASA a commencé à developper la combinaison Z-1. La deuxième version (Z-2) est apparue quelques temps après. Ces premiers prototypes sont les ancêtres de la xEMU.

La nouvelle combinaison de la NASA : la xEMU

Voici une courte vid√©o d’introduction sur la combinaison xEMU.

L’objectif de la NASA est donc de ¬ę¬†d√©velopper une combinaison spatiale de type exploration¬ę¬†, explique par courriel Liana Rodriggs, responsable du projet xEMU du centre spatial Johnson. Des variantes de la conception permettront aux astronautes d’Artemis de marcher sur la lune ou de travailler √† l’ext√©rieur de la passerelle lunaire pr√©vue ou de l’ISS actuelle. L’agence pr√©voit de construire trois combinaisons xEMU en interne chez Johnson, √† temps pour les essais sur l’ISS et le retour lunaire en 2024.

Le xEMU tirera parti des le√ßons d’Apollo, des d√©cennies d’exp√©rience de l’EMU √† bord de la navette spatiale et de l’ISS, et des essais en laboratoire et sur le terrain des concepts de combinaisons de surface remontant au moins √† 1989. La nouvelle conception rem√©diera aux insuffisances de l’EMU de l’ISS, int√©grera les progr√®s en mati√®re de mobilit√© et de syst√®mes de survie et pourra √™tre maintenue¬†dans le vide spatial¬†ou √† un avant-poste lunaire.La conception de la phase I de l’xEMU sera destin√©e √† l’ISS ou √† la station lunaire.

Le torse de la combinaison sera une coque en aluminium avec une trappe d’entr√©e par l’arri√®re, comme celle de la combinaison russe Orlan. L’entr√©e par l’arri√®re r√©duit les contorsions n√©cessaires pour enfiler la combinaison, et les √©paules sont inclin√©es vers l’avant, s’alignant ainsi plus naturellement avec les bras et les √©paules de l’astronaute. En revanche, l’EMU d’aujourd’hui doit √™tre enfil√©e en se tortillant par le bas, ce qui oblige les √©paules √† √™tre tourn√©es davantage vers la gauche et la droite, une orientation qui a contribu√© aux blessures √† long terme des √©paules des astronautes.ūüĎ®‚ÄćūüöÄ

Artémis xEMU

La phase I de la combinaison des astronautes de la NASA introduira un casque redessin√© avec une meilleure visibilit√© vers le bas et un syst√®me int√©gr√© de micro et de haut-parleurs, √©liminant la ¬ę¬†casquette Snoopy¬†¬Ľ transpirante qui semblait toujours glisser sur les yeux des astronautes. Pour les missions loin de la Terre, le casque pourra √©galement int√©grer des infographies projet√©es affichant les param√®tres des syst√®mes de survie, les proc√©dures et le mat√©riel de r√©f√©rence.

Amy Ross, responsable du sous-syst√®me de pression de la xEMU, a dit que la combinaison de la phase I sera test√©e pour la premi√®re fois √† l’ext√©rieur de l’ISS au milieu de l’ann√©e 2023. Cette combinaison de test sera un hybride, int√©grant le nouveau torse et le syst√®me de survie, mais avec des gants, des jambes et des bottes transf√©r√©s des EMU actuels. Un astronaute de l’unit√© xEMU mettra la nouvelle combinaison √† l’√©preuve alors qu’il sera accompagn√© d’un membre d’√©quipage de l’unit√© EMU standard de l’ISS.

Un équipement mis à niveau

Les astronautes ne peuvent pas survivre et travailler efficacement √† l’ext√©rieur d’un vaisseau spatial sans un syst√®me de survie portable pour fournir de l’oxyg√®ne, alimenter les batteries, refroidir et √©liminer le CO2 contenu dans¬†la combinaison.

Le sac √† dos PLSS d’aujourd’hui, pi√®ge le CO2 en faisant circuler l’air dans une bo√ģte de particules d’oxyde d’argent. Cette bo√ģte peut √©liminer le CO2 pendant huit heures. De retour √† l’int√©rieur de l’ISS, une chambre de chauffage force les cartouches r√©utilisables √† lib√©rer¬†leur CO2, qui est √©vacu√© par-dessus bord. En revanche, le nouveau PLSS sera dot√© d’un absorbeur, constamment renouvelable, compos√©¬†d’amines¬†(compos√©s organiques contenant de l’azote).

Un système de refroidissement amélioré

Ensuite, il y a la question du refroidissement. Le PLSS de l’EMU d’aujourd’hui pompe l’eau de refroidissement √† travers d’un rev√™tement int√©rieur compos√© de fins tubes. L’eau qui circule autour du torse et des membres absorbe la chaleur g√©n√©r√©e par le travail de l’astronaute et le m√©tabolisme cellulaire. Cette eau chauff√©e circule dans un sublimateur situ√© dans le sac √† dos, o√Ļ¬†la source d’eau s√©par√©e s’√©coule dans un bloc de m√©tal poreux, o√Ļ elle refroidit et g√®le en se sublimant directement en vapeur dans le vide spatial. Cette glace form√©e par sublimation refroidit l’eau chauff√©e de la combinaison, qui recircule ensuite pour refroidir l’astronaute.ūüí¶

Cependant, les minuscules pores de ce sublimateur et le s√©parateur air-eau sont sensibles aux impuret√©s de l’eau ; l’obstruction peut entra√ģner une perte de refroidissement et m√™me forcer l’eau √† p√©n√©trer dans le casque.

Le xEMU PLSS r√©sout ce¬†probl√®me et √©vite d’avoir recours √† une alimentation en eau s√©par√©e en laissant une partie de l’eau du rev√™tement de refroidissement s’√©vaporer directement dans l’espace √† travers une membrane perm√©able. Ce dispositif est appel√© ¬ę¬†SWME¬ę¬†. Le SWME ¬ę¬†a d√©j√† pass√© des centaines d’heures en tests et n’est pas aussi sensible √† la qualit√© de l’eau¬†¬Ľ, explique M. Ross.

Si son √©quipe peut atteindre la qualit√© de fabrication requise, le SWME devrait √™tre un refroidisseur fiable et robuste qui fonctionne¬†dans l’espace¬†et dans la fine atmosph√®re de Mars.

Direction Lune pour la combinaison xEMU

Voici la présentation complète de la nouvelle combinaison spatiale de la NASA.

La combinaison de la phase II (pour la surface lunaire) est d√©velopp√©e en parall√®le avec la phase I. L’√©quipe industrielle de la NASA pr√©voit d’adapter la conception de la phase I pour la surface de la Lune en ajoutant un rev√™tement sur la partie inf√©rieure du corps qui offrira une mobilit√© de surface beaucoup plus grande que la conception d’Apollo. ¬ę¬†Nous travaillons sur des prototypes de combinaisons depuis au moins 1989, ce qui nous donne une bonne id√©e de la mani√®re dont ces composants peuvent √™tre assembl√©s. Nous nous baserons sur ce que nous avons – probablement une hanche √† deux roulements avec des mat√©riaux souples entre les deux roulements qui vous permettront de marcher comme vous le souhaitez¬†¬Ľ, explique M. Ross.

Les moonwalkers devraient √™tre capables de marcher, sauter, s’accroupir, se pencher et m√™me de s’agenouiller sur la surface lunaire. Mais Ross dit que ¬ę¬†mettre une coquille sur un humain et lui demander de se d√©placer comme un humain est un grand d√©fi. Nous ne serons probablement jamais capables de faire des sauts p√©rilleux en arri√®re¬ę¬†.ūüĆĎ

Bloquer la poussière lunaire

En plus des protections au niveau des jambes,¬†la nouvelle combinaison de la NASA¬†aura besoin d’un rev√™tement de protection environnementale, une couche externe pour prot√©ger le porteur des extr√™mes thermiques, des microm√©t√©orites et de l’intrusion de la poussi√®re. Les combinaisons Apollo ont √©t√© rapidement d√©grad√©es par des grains de poussi√®re microscopiques s’infiltrant dans les m√©canismes de leurs articulations.

La couche de protection ext√©rieure blanche de l’EMU actuelle est constitu√©e d’un tissu orthop√©dique, un m√©lange de Gore-Tex, de Kevlar et de Nomex. Selon M. Ross, l'¬†¬ĽOrtho-Fabric¬†¬Ľ est un mat√©riau tiss√© plein de trous – ce n’est pas ce que vous voulez pour repousser la poussi√®re. Son √©quipe cherche des rev√™tements textur√©s et bio-inspir√©s, comme les petits poils autonettoyants des pieds de geckos, pour aider √† repousser la poussi√®re.

Gants et bottes renforcés

Les gants de la phase VI de l’ISS EMU, comme ceux que portait Tom Jones √† la Station spatiale internationale, ne sont pas parfaits, mais ils ont assez de dext√©rit√© pour les premi√®res missions lunaires.ūüĎ®‚ÄćūüöÄ

Pour les transf√©rer sur les nouvelles combinaisons, il faut ajouter une couche ext√©rieure suppl√©mentaire pour les missions scientifiques¬†lunaire. Quant aux bottes, des ann√©es d’essais sur le terrain sur des prototypes de combinaisons ont donn√© √† l’√©quipe un coup de pouce pour leur conception.

Combinaison xEMU

Un calendrier serré pour le projet xEMU

En 2023, le projet xEMU doit livrer trois unit√©s de vol : deux pour le premier alunissage d’Artemis en 2024 et une pour la d√©monstration de la nouvelle combinaison sur l’ISS. Rodriggs, le chef de projet, affirme que les essais de l’ISS en 2023 pourraient ¬ę¬†s’√©tendre jusqu’√† un an afin de prouver les capacit√©s du xEMU¬†¬Ľ. Elle pr√©cise que les deux combinaisons xEMU pour le retour¬†sur la Lune seront termin√©es au d√©but de l’ann√©e 2023.ūüöÄ

Pour respecter ce calendrier, Mme Rodriggs a sous sa direction 45 employ√©s et 170 entrepreneurs, une √©quipe qui continuera de s’agrandir¬†au fil des mois¬†pour int√©grer les nouvelles capacit√©s des combinaisons et respecter l’√©ch√©ance d’Artemis.

Il y a d√©ja des dizaines d’entreprises r√©parties dans tout les USA qui d√©veloppent des composants pour l’xEMU. Apr√®s les tests en orbite et la mission initiale de retour sur la Lune, la NASA pr√©voit de rechercher un ou plusieurs partenaires industriels au sein de cette √©quipe pour construire¬†plusieurs¬†combinaisons et les entretenir sur l’ISS et lors de futures exp√©ditions lunaires et sur Mars.

La combinaison xEMU a un belle avenir

xEMU Concept Artist

Concept d’un artist, Nasa.

La NASA tente depuis une vingtaine d’ann√©es de mettre en place une nouvelle combinaison spatiale, efforts qui ont √©t√© bloqu√©s par manque de financement (pour des raisons majoritairement politiques). L’argent est toujours le facteur critique dans l’industrie spatiale. Cependant, dit Ross, ¬ę¬†Aujourd’hui, notre situation financi√®re a chang√©. La bo√ģte budg√©taire s’ouvre, et nous avons suffisamment de ressources pour donner la confiance n√©cessaire afin de respecter le calendrier. La NASA est s√©rieuse et veut le faire – et le faire √† temps¬†¬Ľ.ūüĆĎ

 

En esp√©rant que vous avez appris tout ce qu’il fallait savoir sur la combinaison spatiale xEMU.

Découvez la nouvelle combinaison de SpaceX, celle qui a volée à bord du Crew Dragon. 

Si vous √™tes int√©ress√© par d’autres sujets sur la NASA, n’h√©sitez pas √† visiter notre blog.

√Ä bient√īt chez Le Petit Astronaute ! ūüöÄ

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