La combinaison extravéhiculaire de SpaceX : réinventer les combinaisons spatiales

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Lorsque SpaceX a présenté sa combinaison intervéhiculaire pour le vaisseau spatial Crew Dragon en septembre 2017, elle a fait forte impression grâce à son design futuriste. Bien qu’à l’intérieur elle ne soit pas sensiblement différente des autres combinaisons intravéhiculaires (IVA) destinées à protéger l’équipage contre une éventuelle dépressurisation du véhicule ou la présence de fumées et de gaz toxiques, l’aspect extérieur de la combinaison marque un tournant dans la « mode ». ” espace”. Aujourd’hui, après plus de deux ans de développement, SpaceX a présenté la version extravéhiculaire (EVA) de la combinaison, destinée à être utilisée pour la première fois dans le cadre de la mission Polaris Dawn, financée par le milliardaire Jared Isaacman, au cours de laquelle la première sortie commerciale dans l’espace en histoire. Et le résultat ? Eh bien, le plus surprenant, c’est qu’il y a peu de surprises. En d’autres termes, cela ressemble beaucoup à la poursuite IVA.

La nouvelle combinaison EVA de SpaceX (Polaris Dawn).

Et pourquoi est-ce surprenant ? Eh bien, car même si les deux types de combinaisons sont conçues pour le vide, la combinaison EVA doit offrir une plus grande mobilité et un système de contrôle de la température plus complexe, en plus de garantir un approvisionnement continu en oxygène en cas d’urgence. Bien entendu, une combinaison de plongée EVA peut également fonctionner comme une combinaison IVA (mais pas l’inverse). C’est ce qui s’est passé dans les missions Gemini, Apollo et Skylab, qui utilisaient une atmosphère d’oxygène pur. Par exemple, les combinaisons A7L et A7LB de l’Apollo ont été utilisées pour l’IVA et l’EVA, mais avec des différences : pour l’utiliser dans la version extravéhiculaire, les gants IVA ont été remplacés par des plus résistants et une housse de protection et une visière pour le casque ont été ajoutés, des bottes lunaires (uniquement pour les promenades sur la surface lunaire) et bien sûr un sac à dos PLSS avec assistance respiratoire (plus une réserve d’oxygène d’urgence sur le sac à dos). De plus, les astronautes devaient porter une combinaison avec des tubes d’eau pour se rafraîchir lors des promenades extravéhiculaires, une pièce inutile dans la version IVA.

Différence entre la combinaison SpaceX (SpaceX) IVA et EVA.
L’équipage de Polaris Dawn au sein du Crew Dragon avec les nouvelles combinaisons (Polaris Dawn).
Crew-6 avec les combinaisons IVA (NASA).

Alors pourquoi est-il frappant que la combinaison EVA de SpaceX ressemble à l’IVA ? Eh bien, d’une part, parce que la combinaison de plongée SpaceX ne semble pas trop encombrante pour pouvoir incorporer toutes les couches de matériau isolant nécessaires pour protéger un astronaute à l’extérieur de son vaisseau et, en même temps, suffisamment souple pour lui permettre de se déplacer efficacement. (une combinaison spatiale dans le vide c’est essentiellement un ballon sous pression avec un être humain à l’intérieur qui doit exercer une force importante pour bouger les membres ; par exemple, il n’est pas rare que les astronautes se retrouvent avec le bout des doigts violets et des blessures sous les ongles après des heures d’activité. en luttant contre les gants de votre scaphandre en essayant de manipuler des objets). Comme nous l’avons mentionné, les combinaisons Apollo étaient en EVA et IVA, mais dans leur version IVA, elles étaient encore relativement volumineuses. En revanche, la similitude de la nouvelle combinaison EVA avec l’IVA est frappante car l’atmosphère du Crew Dragon est composée d’azote et d’oxygène, comme sur Terre et dans le reste des vaisseaux spatiaux actuels. En effet, les Gemini et Apollo pourraient utiliser la même combinaison IVA pour des sorties dans l’espace grâce au fait que l’atmosphère qu’ils utilisaient dans l’espace était de l’oxygène pur, mais si vous avez besoin d’une procédure de décompression, utiliser le même type de combinaison n’est ni si trivial ni si banal. Tellement confortable.

Recréation de la sortie dans l’espace Polaris Dawn. L’astronaute reposera sur la structure nommée Skywalker (Polaris Dawn).
Combinaison extravéhiculaire EMU utilisée sur la navette et sur l’ISS (ici pour la mission STS-118) (NASA).

Dans la mission Polaris Dawn, Jared Isaacman, Scott Poteet, Sarah Gillis et Anna Menon voleront à bord du Crew Dragon Resilience lors de la deuxième mission solo du vaisseau spatial habité SpaceX et seront placés sur une orbite elliptique avec un apogée de 1 400 kilomètres, le le plus élevé pour une mission habitée de l’histoire (en laissant de côté les missions Apollo). Ils descendront ensuite sur une orbite de 700 kilomètres, où ils effectueront la sortie dans l’espace. L’activité extravéhiculaire durera environ une heure et demie – deux heures, dépressurisation comprise – et pendant celle-ci, Jared Isaacman et Sarah Gillis ouvriront la trappe avant du navire et sortiront à tour de rôle à l’extérieur sans, apparemment, retirer complètement leur corps de la capsule. . Pendant la marche, les astronautes s’appuieront sur une structure métallique appelée Skywalker, conçue en tenant compte du fait qu’elle doit supporter l’échappement des moteurs Draco avant. Les astronautes seront reliés au vaisseau par un ombilical similaire à celui actuellement utilisé dans les combinaisons IVA, qui se connecte à la cuisse droite, bien que dans la version EVA il aura des contrôles pour réguler les conditions de la combinaison, y compris un contrôle de température. . Étonnamment, ils ne disposeront pas d’un système d’alimentation en oxygène de secours (cela est possible car ils n’iront pas loin, mais pour les versions ultérieures de la combinaison, il faudra ajouter ce système essentiel ; dans tous les cas, il est prévu qu’une connexion de secours soit disponible pour un autre ombilical en cas de problème).

L’équipage de Polaris Dawn dans la capsule avec les combinaisons EVA (Polaris Dawn).
Comparaison de la combinaison EVA (à gauche) et de la TVA. Vous pouvez voir la différence de design sur le cou (Polaris Dawn/NASA).

Lorsque SpaceX a montré en janvier dernier un rendre simulant la sortie dans l’espace Polaris Dawn, la similitude entre la combinaison EVA et la combinaison IVA était frappante. Même si beaucoup pensaient qu’il s’agissait d’une licence artistique, les différences externes sont finalement minimes. Evidemment la combinaison EVA apparaît renforcée à certains endroits et comprend désormais une visière dorée pour protéger l’équipage du rayonnement solaire (la teinte dorée est principalement due à une couche de cuivre, et non d’or, ainsi qu’à l’oxyde d’étain et d’indium). La visière, outre sa couleur dorée, comprend un HUD qui projettera des informations à l’astronaute sur l’état de la combinaison (quantité d’oxygène, humidité, température, etc.). Les casques auront également une caméra intégrée. Les combinaisons EVA sont dotées de nouvelles « fermetures éclair en spirale » pour faciliter leur enfilage et leur retrait. Les bottes sont fabriquées à partir du même matériau que celui utilisé dans la section intermédiaire du Falcon 9 et dans le coffre du Crew Dragon. Logiquement, les gants de la combinaison EVA ont été renforcés par rapport à la version IVA (leur extérieur est blanc, tandis que ceux de la combinaison IVA sont noirs). L’utilisation de vêtements avec des tubes de refroidissement ou la pression interne précise (plus la pression est élevée, plus la combinaison est rigide) n’a pas été discutée.

L’équipage de Polaris Dawn avec les combinaisons EVA (Polaris Dawn).
Détail du casque EVA (Polaris Dawn).

Lors de la conférence de presse donnée par l’équipage de Polaris Dawn le 4 mai au cours de laquelle le design de la combinaison EVA a été dévoilé, la procédure de sortie dans l’espace a également été annoncée et est essentielle pour comprendre la similitude entre les deux combinaisons. Comme il n’y a pas de sas sur la mission Polaris Dawn, la méthode de purge de l’azote du sang est différente de ce que l’on connaît sur la Station spatiale internationale ou la Station spatiale chinoise, où l’équipage respire de l’oxygène pur pendant des heures, au repos ou en exercice. , avant d’enfiler les combinaisons, qui ont une atmosphère d’oxygène pur. Dans le cas du Polaris Dawn, le Crew Dragon va d’abord réduire sa pression interne totale progressivement au fil des jours tout en augmentant le pourcentage d’oxygène dans l’atmosphère, mais sans atteindre une atmosphère à 100% d’oxygène comme dans le Gemini ou l’Apollo. En partant d’un pourcentage d’azote relativement faible (qui n’a pas été précisé), les astronautes pourront purger l’azote restant de leur sang pendant la période de dépressurisation de la capsule en respirant de l’oxygène pur dans leur combinaison.

Jared Isaacman avec le casque EVA (Polaris Dawn).
Combinaison SpaceX EVA (SpaceX).
Costume IVA de SpaceX (SpaceX).

Profitant de la présentation de la combinaison, Elon Musk a publié quelques messages sur X indiquant que la future combinaison de SpaceX sera encore meilleure et que la prochaine combinaison EVA de l’entreprise comprendra un sac à dos motorisé pour faciliter la mobilité. Les commentaires de Musk sont frappants car, rappelons-le, pour le moment, ces combinaisons ne sont pas nécessaires : les combinaisons EMU et Orlán continuent d’être utilisées sur l’ISS et les combinaisons de la société Axiom seront utilisées dans le programme Artemis. Les seules missions qui pourraient en profiter sont les vols commerciaux en solo de Crew Dragon, les stations spatiales commerciales, ou les futures missions Starship autres que celles liées au programme Artemis. Naturellement, il se pourrait aussi que Musk profite de l’occasion pour suggérer à la NASA d’opter pour ses combinaisons pour l’Artemis HLS et d’oublier celles de l’Axiom. Quoi qu’il en soit, la combinaison SpaceX EVA sera bientôt la quatrième combinaison spatiale extravéhiculaire en service avec l’EMU, Orlán et Feitian. Et de tous, ce sera le moins volumineux. Il faudra cependant attendre de voir une version entièrement autonome avec un sac à dos de survie pour apprécier les différences avec les autres combinaisons de plongée actuelles.

À l’intérieur de la capsule (Polaris Dawn).

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