Pour préparer son lancement en août, le vaisseau spatial Psyche a été testé pour s’assurer qu’il peut fonctionner dans les conditions extrêmes auxquelles il sera confronté lors de son voyage vers un astéroïde riche en métaux.
Les conditions endurées par un vaisseau spatial de la NASA sont extrêmes : les secousses violentes et la cacophonie d’un lancement de fusée, la secousse de la séparation du lanceur, les fluctuations extrêmes de température dans et hors des rayons du soleil, le vide impitoyable de l’espace.
Avant le lancement, les ingénieurs font de leur mieux pour reproduire ces conditions difficiles dans une série de tests rigoureux pour s’assurer que le vaisseau spatial peut y résister. Le vaisseau spatial Psyche de la NASA vient de terminer son propre gant de tests électromagnétiques, de vide thermique, de vibration, de choc et acoustique au Jet Propulsion Laboratory de l’agence en Californie du Sud. Psyche a été jugé en bonne santé et prêt à procéder au lancement.
« C’est la preuve que tout le monde a bien fait son travail. Non seulement ceux qui ont apporté du matériel de vol dans les opérations d’assemblage, de test et de lancement [ATLO] mais aussi l’équipe ATLO pour tout mettre en place « , a déclaré Randy Lindemann, l’ingénieur du JPL qui a supervisé les tests dynamiques de Psyche, qui comprennent les tests de vibration, de choc de séparation et acoustiques. « Les tests montrent que oui, le vaisseau spatial est en état de vol. »
Ce printemps, le vaisseau spatial sera expédié du JPL au Kennedy Space Center de la NASA en Floride, où il sera prêt à être lancé depuis Cap Canaveral. La période de lancement s’ouvre le 1er août et neuf mois après avoir quitté l’atmosphère terrestre, Psyché passera devant Mars. Il utilisera la force gravitationnelle de la planète rouge pour la propulser vers sa cible, un astéroïde riche en métaux, également nommé Psyché, qui se trouve dans la ceinture principale d’astéroïdes.
C’est un voyage d’environ 1,5 milliard de miles (2,4 milliards de kilomètres). Le vaisseau spatial atteindra l’astéroïde en 2026 et passera 21 mois à collecter des données scientifiques sur des orbites progressivement plus basses. Les scientifiques pensent que l’astéroïde pourrait être constitué en grande partie de métal provenant du noyau d’un planétésimal, un élément constitutif des planètes rocheuses de notre système solaire. En savoir plus à ce sujet pourrait nous en dire plus sur la formation de notre propre planète.
Mettre à l’épreuve
Mais pour en savoir plus sur l’astéroïde, l’orbiteur doit d’abord y arriver, c’est pourquoi les tests sont si critiques. Les ingénieurs appellent ce régime particulier des « tests environnementaux », car le vaisseau spatial est soumis à une simulation de l’environnement difficile auquel il devra survivre.
La campagne a commencé en décembre par des tests électromagnétiques, pour s’assurer que le vaisseau spatial fonctionnera correctement dans les conditions électriques et magnétiques de l’espace et que les composants électriques et magnétiques qui composent le vaisseau spatial sont compatibles et n’interfèrent pas les uns avec les autres.
L’équipe a ensuite roulé le vaisseau spatial dans la chambre à vide ultra-robuste de 85 pieds de haut et 25 pieds de large (26 mètres sur 8 mètres) du JPL pour les tests de vide thermique (TVAC). Tout l’air a été aspiré hors de la chambre pour reproduire le vide sans air de l’espace. Ce test garantit que le vaisseau spatial peut survivre au vide de l’espace, et il aide les ingénieurs à voir comment le vaisseau spatial se chauffe et se refroidit sans le mouvement de l’air pour l’aider à réguler la température.
« Ici sur Terre, quand vous avez de l’air autour du vaisseau spatial, cela change la façon dont la chaleur se déplace autour de lui. Imaginez avoir un ventilateur soufflant sur vous qui change votre température. Dans l’espace, nous n’avons pas ce genre de mouvement de chaleur », a déclaré le JPL. Kristina Hogstrom, une ingénieure en systèmes de vol qui a aidé à diriger les tests TVAC de Psyche.
Les températures autour du vaisseau spatial fluctueront énormément. Le matériel sera chaud dans les heures suivant le lancement, lorsqu’il est encore proche de la Terre et face au soleil, en particulier avec son électronique en marche. Plus tard, lorsque le vaisseau spatial s’éloigne du soleil, il fait face à un froid intense, en particulier lorsqu’il vole dans l’ombre de l’astéroïde.
Pendant 18 jours de tests TVAC, les ingénieurs ont exposé le vaisseau spatial aux conditions les plus froides et les plus chaudes qu’il connaîtra en vol, pour prouver qu’il est capable de réguler sa propre température. L’orbiteur a des persiennes qui s’ouvrent et se ferment, des couvertures isolantes, des radiateurs électriques et un réseau de tubes qui transportent le fluide pour déplacer la chaleur; tous ces appareils sont testés pour s’assurer qu’ils fonctionneront en vol.
TVAC n’est pas seulement un test d’endurance. Les données sur les performances du vaisseau spatial aident les ingénieurs à affiner les modèles qu’ils utiliseront lorsque Psyché sera en vol afin qu’ils puissent mieux comprendre les performances du vaisseau spatial.
Après l’épreuve de Psyché dans la chambre TVAC, il y a eu des tests dynamiques, qui comprenaient les vibrations, les chocs et l’acoustique. Lors des tests de vibration, le vaisseau spatial est secoué à plusieurs reprises, de haut en bas et d’un côté à l’autre. Les tests de choc garantissent que le vaisseau spatial ne sera pas endommagé par la poussée soudaine que l’orbiteur recevra lorsqu’il se séparera de la fusée après le lancement.
Enfin, les tests acoustiques garantissent que Psyche peut résister au bruit du lancement, lorsque le grondement de la fusée est si fort qu’il peut en fait endommager le matériel si un vaisseau spatial n’est pas assez solide. Dans la chambre acoustique du JPL, le vaisseau spatial était attaché et soufflé avec un bruit cent fois plus fort qu’un concert de rock typique.
Pour plus d’informations sur la mission Psyche de la NASA, rendez-vous sur : www.nasa.gov/psyche et psyche.asu.edu/