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Comment prévenir les catastrophes de la navette spatiale Columbia
Quand et si le Grand collisionneur de hadrons entre enfin en action, il produira une masse de données comme rien que les physiciens n'ont jamais vu. Ces données seront constituées des traces des débris d'environ un milliard de collisions par seconde, telles que mesurées par des détecteurs de particules regroupés autour des sites de collision.
C'est beaucoup trop de données à analyser en détail, donc la plupart seront simplement rejetées à l'aide d'un système de filtrage simple qui recherche les trajectoires d'intérêt et les stocke. Ce processus devrait finir par filtrer environ une centaine d'événements par seconde pour une analyse détaillée ultérieure. Et tout cela doit être fait en temps réel, car tout retard dépasserait rapidement la capacité de mise en mémoire tampon de l'accélérateur.
Alors, qu'est-ce que tout cela a à voir avec la navette spatiale ? Il s'avère qu'un groupe d'ingénieurs de la NASA souhaite utiliser un mécanisme similaire pour analyser la trajectoire des débris autour de la navette spatiale lors de son décollage. Leur objectif est d'utiliser la trajectoire de ces particules de débris pour déterminer leur masse et leur densité et aussi pour retracer leur origine. Avec le bon type d'analyse, il devrait être possible de signaler les trajectoires potentiellement dommageables au fur et à mesure qu'elles se produisent.
Il n'est pas nécessaire d'expliquer pourquoi c'est important, mais voilà. En 2003, l'impact de débris avec la navette spatiale Columbia lors du lancement, a tellement endommagé le véhicule qu'il n'a pas pu survivre à la rentrée. Une meilleure analyse de cet incident aurait pu identifier l'étendue des dommages et ainsi éviter la perte de cette navette.
Philip Metzger du Kennedy Space Center et ses amis ont construit la première étape d'un système de filtrage qui pourrait faire ce travail en temps réel à l'aide d'une paire de caméras qui prennent une haute résolution du lancement sous différents angles. Ensemble, ces images donnent une vue 3D du lancement permettant à un ordinateur de reconstituer la trajectoire de tout débris. Ce n'est pas sorcier mais, étrangement, il n'a jamais été utilisé pour analyser les lancements.
Metzger et co ont mis leur idée à l'épreuve en analysant un morceau de débris projeté lors du lancement de STS-124, en mai 2008. À l'époque, les ingénieurs de la NASA craignaient que ce débris ne soit une brique d'une tranchée incendiaire sous la navette. . Une brique heurtant la navette lors du lancement aurait pu causer des dommages importants.
La nouvelle technique, cependant, montre que la particule de débris est une mousse à faible densité, provenant presque certainement du bouchon de gorge du propulseur de fusée à poudre. Cela aurait posé peu de menace pour la navette.
Bien sûr, pour arriver à cette conclusion, un an plus tard est de peu d'utilité pour l'équipage de la navette qui doit évaluer l'état de son véhicule presque immédiatement et certainement avant de se lancer dans la rentrée.
C'est là qu'intervient le mécanisme de filtrage de type LHC. Metzger et al disent que les données sont faciles à collecter à l'aide de leurs deux caméras, mais le problème est de les parcourir pour obtenir des informations intéressantes et utiles. Un système de filtrage de type LHC le passerait simplement au peigne fin pendant le lancement et ne filtrerait que les traces de débris suffisamment denses et massives pour constituer une menace.
Cela pourrait sauver des vies et bien que la navette doive être retirée à la même époque l'année prochaine, le processus pourrait facilement être appliqué aux futurs lancements de fusées n'importe où dans le monde.
Réf : arxiv.org/abs/0910.4357 : Photogrammétrie et analyse balistique d'un projectile de haut vol lors du lancement de la navette spatiale STS-124