Matt Ashmore, un ingénieur au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, effectue une vérification de l'ajustement des trois outils externes du RRM3 (de gauche à droite :outil d'entretien cryogénique, VIPIR2, outil multifonction 2). Une fois le RRM3 installé à l'extérieur de la Station spatiale internationale, le bras robotique Dextre montera le piédestal et les outils, pré-assemblés par les astronautes sur la station spatiale. Crédit :Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Chris Gunn
La NASA jettera les bases de la prolongation de la durée de vie des engins spatiaux et de l'exploration spatiale de longue durée avec le lancement prochain de la mission de ravitaillement robotique 3 (RRM3), une mission qui mettra au point des techniques de stockage et de réapprovisionnement en carburant cryogénique des engins spatiaux.
La troisième phase d'une démonstration technologique en cours, RRM3 sera rattaché à la Station spatiale internationale et s'appuiera sur deux missions précédentes, RRM et RRM2. Ces deux premières phases ont mis en pratique les tâches robotiques de retrait des bouchons et des vannes sur les engins spatiaux, menant à l'acte de faire le plein de carburant, mais s'est arrêté avant le transfert de fluide cryogénique.
Le fluide cryogénique peut servir de carburant très puissant. En tant que propulseur, il produit une poussée ou une accélération élevée, permettant aux fusées d'échapper à la force gravitationnelle des corps planétaires. En tant que liquide de refroidissement, il maintient les engins spatiaux opérationnels et peut prolonger leur durée de vie de plusieurs années.
Outre ces utilisations, la capacité de ravitailler en carburant cryogénique dans l'espace pourrait minimiser la quantité de carburant que les engins spatiaux doivent transporter depuis la surface de la Terre, permettant de voyager plus loin dans l'espace pendant de plus longues périodes.
L'oxygène liquide est un autre type de fluide cryogénique, utilisé pour les systèmes de survie des astronautes. Avoir la capacité de stocker et de reconstituer efficacement ce type d'oxygène pourrait faciliter la capacité des astronautes à se lancer dans des missions d'exploration humaine de longue durée et à vivre sur d'autres planètes.
La capacité de reconstituer et de stocker le fluide cryogénique peut aider à l'exploration. Voici quelques façons dont les technologies démontrées par RRM3 pourraient être utilisées sur la Lune et sur Mars. Crédit :Goddard Space Flight Center de la NASA
"Chaque fois que nous prolongeons notre séjour dans l'espace est précieux pour la découverte, " a déclaré Beth Adams Fogle, Gestionnaire de mission RRM3 dans le bureau du programme des missions de démonstration technologique de la NASA au Marshall Spaceflight Center à Huntsville, Alabama. "La capacité de RRM3 à transférer et à stocker du fluide cryogénique pourrait modifier nos contraintes actuelles en matière de carburant pour l'exploration humaine."
Une autre possibilité consiste à extraire de l'eau sur la Lune afin de la séparer en ses éléments individuels, l'hydrogène et l'oxygène, qui peuvent tous deux être convertis en propulseurs cryogéniques. Les technologies RRM3 établiront des méthodes de transfert et de stockage de ces ressources pour ravitailler les engins spatiaux lors de missions d'exploration, jeter les bases de ce qui pourrait un jour être des stations-service lunaires.
Au-delà de la Lune, le dioxyde de carbone dans l'atmosphère martienne a également le potentiel d'être converti en méthane liquide, un fluide cryogénique. Les techniques RRM3 pourraient alors être appliquées pour ravitailler les fusées de départ de Mars.
Les astronautes en marche dans l'espace transfèrent avec succès le module RRM de la soute de la navette Atlantis vers une plate-forme temporaire sur le robot Dextre de l'ISS pour les phases 1 et 2 du RRM. Crédit :NASA
Aussi utiles que soient les cryogènes, leurs points d'ébullition extrêmement bas rendent leur stockage dans l'espace difficile, car ils s'évaporent avec le temps. RRM3 ne transférera pas seulement du fluide cryogénique, mais stocke 42 litres de cryogène sans perte de liquide pendant six mois, assez pour entretenir les instruments du vaisseau spatial pendant des années.
"Chaque fois que vous essayez quelque chose pour la première fois, il y a un élément de risque, " a déclaré Jill McGuire, chef de projet pour RRM3. "Nous espérons que notre démonstration technologique contribuera à réduire le risque de ravitaillement dans l'espace pour de futures missions d'exploration et de science."
Les ingénieurs de la NASA se sont appuyés sur les enseignements tirés de RRM et RRM2 pour concevoir du matériel de nouvelle génération. Pendant les opérations de la mission RRM3, le bras robotique Dextre de la station spatiale effectuera des tâches à l'aide d'une suite de trois outils principaux.
Module de transfert de fluide RRM3 avec le socle d'outil externe fixé sur le dessus lors d'une vérification de l'ajustement de l'outil dans la Ceinture de verdure, Maryland. Crédit :Centre de vol spatial Goddard de la NASA/Chris Gunn
La séquence de tâches commence avec l'outil multifonction 2, qui exploite des outils spécialisés plus petits pour préparer le transfert de fluide. Prochain, l'outil d'entretien cryogénique utilise un tuyau pour relier le réservoir rempli de méthane liquide au réservoir vide. Pour surveiller le processus, le Visual Inspection Poseable Invertebrate Robot 2 (VIPIR2) utilise une caméra robotique de pointe pour s'assurer que les outils sont correctement positionnés.
"On apprend en faisant, " dit Ben Reed, directeur adjoint de la division du projet d'entretien des satellites au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. « Pionnier des nouvelles technologies est difficile, mais quand nous faisons les choses correctement, les gains sont importants."
