Les astronautes de l'ISS recherchent la source d'une autre fuite d'air mystérieuse

Chris Cassidy vérifie les fuites

L'astronaute Chris Cassidy vérifie les fuites à bord de l'ISS. NASA/JSC





Au milieu de la nuit lundi, les deux cosmonautes et un astronaute de la Station spatiale internationale ont été réveillés par un appel du contrôle de mission. On leur a dit qu'il y avait un trou dans un module du côté russe de la station, responsable de la fuite d'air précieux hors du vaisseau spatial de 150 milliards de dollars et dans le vide de l'espace. Ils étaient maintenant chargés de rechercher l'emplacement précis de la fuite et de voir s'ils pouvaient la réparer, car la fuite semblait avoir grossi de manière alarmante (une lecture erronée attribuée plus tard à un changement de température dans la cabine). Et c'était en fait la bonne nouvelle.

L'ISS s'occupe de la fuite d'air depuis plus d'un an. Découvert pour la première fois en septembre 2019 lorsque la NASA et ses partenaires ont observé une légère baisse de la pression atmosphérique, le problème n'a jamais constitué une menace pour les équipages à bord. Ce n'est qu'en août, après que les équipes au sol ont constaté que la fuite s'aggravait, qu'une enquête a été lancée pour enfin trouver la source et remédier au problème.

Depuis lors, l'astronaute américain Chris Cassidy et les cosmonautes russes Anatoly Ivanishin et Ivan Vagner ont passé plusieurs week-ends dans un seul module pendant qu'ils fermaient le reste des écoutilles de la station et effectuaient des mesures des changements de pression atmosphérique dans les autres modules. Après plusieurs de ces soirées pyjamas d'astronautes du week-end, le contrôle de mission a déterminé que l'emplacement de la fuite était le Zvezda module (qui fournit une assistance vitale au côté russe de la station), menant à l'équipe de recherche de lundi soir.



L'ISS perd toujours un peu d'air, et cela nécessite simplement remplacement des réservoirs d'azote et d'oxygène lors des missions régulières de ravitaillement. Mais le fait que la fuite s'aggravait obligeait à remplacer les réservoirs plus tôt que prévu. Cela signifie également que le trou qui permet la fuite peut avoir grossi et pourrait encore grossir s'il n'est pas traité rapidement.

'Ces fuites sont prévisibles', a déclaré Sergei Krikalyov, directeur exécutif du programme spatial russe avec équipage, dans des commentaires télévisés. Ce qui se passe maintenant est plus que la fuite standard et naturellement si cela dure longtemps, cela nécessitera des apports d'air supplémentaires à la station.

Pour trouver l'emplacement exact de la fuite à Zvezda afin qu'elle puisse être réparée, Cassidy et ses coéquipiers devront passer du temps à flotter autour du module avec un appareil portatif appelé un détecteur de fuite à ultrasons , qui repère les fréquences émises par le flux d'air lorsqu'il se précipite par de petits trous et fissures. Le bruit sur la station peut rendre plus difficile la détection de ces fréquences, et l'équipage peut avoir à traverser plusieurs fois des zones pour trouver la source. Une entreprise souhaite améliorer cette stratégie en déployant une robot automatisé capable d'écouter les fuites et de les identifier en temps réel , sans avoir besoin d'une main humaine. Une fois qu'ils auront trouvé la source de la fuite, ils la colmateront avec un kit à base de résine époxy.

Les fuites peuvent également se produire d'autres manières que la perte d'oxygène. L'ISS a déjà traité des fuites d'ammoniac provenant des boucles de refroidissement de la station. Étant donné que l'ammoniac est toxique pour l'homme, de telles fuites nécessitent une action immédiate, impliquant de longues sorties dans l'espace pour identifier les trous dans le système de refroidissement et les réparer.

Le problème persistant montre que même un vaisseau spatial aussi bien conçu et protégé que l'ISS n'est pas invulnérable. Et comme nous voyons de plus en plus de pays et d'entreprises envoyer des humains dans des missions avec équipage en orbite, de telles fuites seront beaucoup plus fréquentes. Tous les engins spatiaux ne seront pas aussi résistants aux problèmes que l'ISS.



Il y a quelques coupables majeurs pour la façon dont une fuite se forme sur un vaisseau spatial. La fuite de l'ISS la plus médiatisée de mémoire récente a été découverte en août 2018 - un trou de 2 millimètres sur un vaisseau spatial russe Soyouz amarré à la station à l'époque. Ce trou semble avoir été le résultat d'un erreur de perçage fait pendant la fabrication (bien que L'agence spatiale russe s'est méfiée de ce qui l'a causé ). Le mystère de cette fuite était un excellent fourrage pour les théoriciens du complot, mais le fait que le trou ait été accidentellement fait par une perceuse était une chance. Un trou comme celui-ci est propre et précis, et peu sensible aux fissures ou à l'expansion.

Mais lorsque l'ISS provoque une fuite sans cause claire, le principal suspect est une collision aléatoire avec un micrométéoroïde ou un petit morceau de débris (certains d'une taille de quelques millimètres ou moins). Les objets en orbite terrestre se déplacent à des vitesses extrêmement élevées. La Station spatiale internationale, par exemple, a une vitesse moyenne de 7,66 kilomètres par seconde, soit plus de 17 000 mph. Certains micrométéoroïdes dans l'espace passent à plus de 20 000 mph. À ces vitesses ultra-élevées, même de minuscules objets de moins d'un centimètre peuvent absolument déchiqueter des objets plus gros, comme une balle d'une arme à feu. Ce type de destruction désordonnée peut laisser des fissures ou des dommages structurels qui se propagent à travers le reste de la coque du vaisseau spatial ou traversent le système de refroidissement à l'ammoniac.

iss détecte les fuites

Une vue du détecteur de fuites à ultrasons sans fil à bord de la Station spatiale internationale.



NASA/SHANE KIMBROUGH/JSC

Les engins spatiaux pressurisés, généralement conçus pour l'habitation humaine, sont plus vulnérables à ces problèmes, car la pression interne exerce une pression supplémentaire sur la coque de l'engin spatial. Les fissures sont plus vulnérables aux facteurs de stress supplémentaires, explique Igor Telichev, ingénieur à l'Université du Manitoba au Canada et expert en collisions d'engins spatiaux avec des débris. Un trou, même important, est bien sûr mauvais, mais une fissure pourrait commencer à se propager dans toute la structure et menacer toute son intégrité.

Les ingénieurs essaient de concevoir des engins spatiaux avec des boucliers capables de résister à certaines collisions de micrométéoroïdes et de petits morceaux de débris spatiaux. Pour l'ISS, ils ont utilisé quelque chose appelé un bouclier Whipple (du nom de son inventeur, le regretté astronome de Harvard Fred Whipple). C'est un mince pare-chocs extérieur qui est espacé de quelques distances de la paroi principale du vaisseau spatial. Le pare-chocs n'arrête pas carrément les micrométéoroïdes entrants ou d'autres petits débris, mais brise plutôt ces morceaux en un nuage de petites particules qui se répandent sur une grande surface et présentent moins de risques. Pour le mur, c'est la différence entre faire face à une seule grosse balle et à une poignée de coups d'oiseau.

Il existe un certain nombre de variantes différentes sur le bouclier Whipple - certaines, par exemple, sont complétées par un remplissage en Kevlar ou en céramique entre les couches. L'ISS elle-même a plus de 100 configurations différentes de bouclier Whipple, car certaines zones sont plus vulnérables aux collisions de micrométéoroïdes que d'autres.

Mais comme en témoigne l'histoire de la station avec des impacts de micrométéoroïdes, les boucliers Whipple ne sont pas infaillibles. Futur véhicules de l'équipage et stations spatiales qui sera faite pour beaucoup moins cher que l'ISS sera probablement plus vulnérable aux fuites causées par des collisions avec de petits débris et particules.

Lors de sa construction il y a 20 ans, peu d'experts avaient prévu le nombre d'objets supplémentaires qui parcourraient l'orbite terrestre. Le problème est sur le point de s'aggraver à mesure que l'industrie spatiale se développe et que les humains lancent plus d'engins spatiaux que jamais en orbite. Nous pouvons construire un blindage qui tient compte d'un environnement changeant, mais pas même le meilleurs modèles pour l'accumulation future de débris peut tout prévoir.

En février 2009, les satellites Iridium 33 et Kosmos-2251 sont entrés en collision, créant une énorme bande de débris qui a commencé à circuler sur l'orbite terrestre. Les plus gros morceaux ont été identifiés et suivis, mais des débris de moins de 10 centimètres de long - des morceaux qui constituent toujours une menace pour la coque du vaisseau spatial - ont été autorisés à traverser l'espace sans être détectés. L'accident a montré que des événements imprévus pourraient considérablement aggraver le problème de la protection des engins spatiaux. Tout accident majeur pourrait changer radicalement la situation et augmenter les risques pour un certain nombre d'autres engins spatiaux en orbite, explique Telichev. Ce que nous développons aujourd'hui pourrait ne plus suffire demain.

Le blindage peut aider à prévenir les fuites, mais ce problème est inévitable, dit Telichev. Cela signifie qu'il sera encore plus critique de pouvoir isoler et réparer les fuites au fur et à mesure qu'elles se présentent.

Pour Telichev et d'autres, la solution se résume vraiment à une meilleure gestion de l'espace lui-même, et à la réduction de l'accumulation de débris petits et grands. Si le gouvernement mondial ne prête pas attention au problème maintenant, dit-il, il ne va pas disparaître tout seul.

Cassidy et ses coéquipiers cherchaient toujours la fuite mercredi matin. Une mission de réapprovisionnement Northrop Grumman Cygnus devrait être lancée jeudi soir, suivie d'une mission SpaceX Crew Dragon le 14 octobre pour amener deux autres cosmonautes et un astronaute à l'ISS. Entre le déballage des nouvelles fournitures et des expériences scientifiques, et l'accueil du nouvel équipage, il n'y aura pas beaucoup de temps pour trouver la fuite au cours des prochaines semaines, donc la pression est, au sens figuré, sur.

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