vendredi 5 avril 2013

La Vacuum Chamber A du Johnson Space Center de la NASA à Houston


La Vacuum Chamber A du Johnson Space Center

Le Space Environment Simulation Laboratory (SESL) du Johnson Space Center possède deux chambres à vide thermique (Thermal Vacuum Chamber) : Chambre A et Chambre B.
Le SESL est situé dans le fameux Building 32. Et les travaux de construction débutèrent il y a 50 ans.
 
 
L’ensemble du SESL a été construit entre 1963 et 1965.

Avancement des travaux en 1963, 64 et 65

(Crédit Photos : NASA d'après photos de presse officiels / Collection Space Quotes - Souvenirs d'espace)
 
Ces chambres à vide thermique permettent de recréer au sol les conditions extrêmes (chaud et froid) du vide spatial, et donc de tester le matériel, les combinaisons, et aussi d’entraîner les astronautes (voir en bas de l’article).

Le principe est de vider l’air à l’intérieur en pompant et en faisant donc un vide identique à celui rencontré dans l’espace. On pouvait simuler le froid grâce à de l’azote liquide, remplacée depuis par de l’hélium.

On simulait la température engendré par le soleil grâce à des lampes spéciales (à arc de carbone) déjà utilisées pour les tests de combinaisons des pilotes de l’armée et des combinaisons des astronautes Mercury et Gemini.

Ces lampes étaient placées sur une sorte de plate-forme mobile qui pouvait se déplacer et éclairer ainsi toutes les surfaces des engins testés.

Un système d’attaches pour les engins permettait la rotation de ceux-ci dans la chambre à vide thermique afin de tester au mieux les conditions du vol spatial.

De l’azote liquide circulant au niveau des parois permettait également de dissiper rapidement la chaleur ou le froid engendrés dans ceux-ci.

Une salle de contrôle spéciale était à proximité pour surveiller les opérations de la chambre à vide thermique.
 
(Collection privée)
Des normes et des procédures spéciales étaient prévues (et le seront encore) pour faire face à un incident grave, de type dépressurisation.

La chambre A est ainsi la plus grande chambre à vide thermique au monde. Elle a la forme d’un énorme cylindre avec une porte d’un diamètre extérieur de 13,7 mètres, un diamètre intérieur de 12,2 mètres pour une hauteur de 9,4 mètres.

Ce cylindre a été fabriqué à base d’acier spécialement traité pour résister à ce que l’on faisait subir à celui-ci, notamment pour être totalement inoxydable, et auquel on a ajouté du carbone.

Cette chambre A a été essentielle dans la préparation du programme Apollo, en testant dans toutes les conditions thermiques les capsules Apollo (et leur CSM) et les hommes aussi. Elle a également servi à préparer les programmes Skylab, Apollo-Soyouz et navette spatiale.

Elle a subi plusieurs modifications afin d’être opérationnelle pour les tests de vide thermique du James Webb Space Telescope (SWST). Il a fallu plus de trois ans de travaux et de modifications de la chambre afin de la préparer aux tests du JWST
 
(L'équipe du JWST devant la Chambre A et dessin d'artiste du JWST et du satellite Cocoa dans la Chambre A)
(Crédit Photos : NASA)
 
Caractéristiques                                                               

Dimensions : 19,8 mètres de diamètre
                      36,6 mètres de hauteur

Dimensions : 16,8 mètres de diamètre
de travail       27,4 mètres de haut

On peut mettre un engin en test pesant jusqu’à 68 tonnes.

L’accès ce fait donc par cette porte géante de 12,2 mètres de diamètre et mesurant 9,4 mètres.

Il y a deux plateformes de circulation situées respectivement à 9,4 mètres et 18,9 mètres.

Pour pouvoir tester le James Webb Space Telescope, les pompes d’origines qui permettaient le vide thermique spatial ont été remplacées.

De plus, la température pouvant être atteinte à l’intérieur a été baissée de 90 kelvin (- 183°) à moins de 20 kelvin (- 261° / très proche du Zéro Absolu) en changeant le système de refroidissement d’origine à base d’azote liquide par de l’hélium.

Parmi les nombreuses modifications et ajouts de matériel, il y a des spectromètres de masse, des caméras infra-rouge, et nombreuses caméras vidéo.

 
Les tests habités à bord de la Vacuum Chamber A

Pour la préparation du Programme Apollo, plusieurs tests avec des astronautes ou des ingénieurs se sont déroulés à l’intérieur de la Vacuum Chamber. Des tests avec soit des capsules, des LEM, les deux à la fois, ou bien des tests justes avec des hommes.

Plein d’autres tests ont eu lieu dans la deuxième chambre à vide du Johnson Space Center : Vacuum Chamber B.

Quelques exemples de ces tests ‘’humains’’ quelques peu oubliés :

1 au 9 août 1966 – Test CSM-008 (Block I) / 1er test avec des hommes
Equipage : Donald Garrett, Neil Anderson et Joe Rosenweig, tous les trois ingénieurs Grumman. Un équipage de réserve était même composé.

26 octobre au 1er novembre 1966 – Test CSM-008
Avec les astronautes Ed Givens, Joe Kerwin et l’ingénieur Joseph Gagliano

16 au 24 juin 1968 – Apollo 2TV-1 (Block II) / Test CSM-008
Avec les astronautes Joe Kerwin (Commanant), Vance Brand (Pilote Module Commande) et Joe Engle (Pilote Module Lunaire). Test au sol de 177h00 à bord du CSM. Cette simulation a été déterminante pour le programme Apollo. C’est lors de ce test que la capsule Apollo a été qualifiée pour le premier vol spatial habitée d’une capsule Apollo : Apollo 7.

Cette simulation pour la future mission Apollo 7 avait commencé par des tests inhabités entre le 8 et le 11 juin 1968.

Puis pendant 8 jours, l’équipage procéda à plusieurs tests pour qualifier la capsule et vérifier l’intégrité structurelle des parois de la capsule. On valida également pendant ce test le bouclier thermique et les systèmes de conservation de la chaleur à l’intérieur de la capsule pensant que l’extérieur était soumis aux températures extrêmes du vide spatial.

La mission Apollo 2TV-1 fera l’objet d’un article spécial.

(Crédit Photos : NASA)

4 au 9 septembre 1968 – Apollo 2TV-1 (Block II)

Avec les ingénieurs Turnage Lindsey, Lloyd Reader et Alfred Davidson.

Décembre 1968 – Test combinaison

L’astronaute Russell Schweikart teste la combinaison qui sera utilisée lors de la mission EVA pour la sortie extra-véhiculaire.


Le SESL est visitable par le grand public lors de la visite du Houston Space Center de Houston (un tram vous emmène à l’intérieur du Johnson Space Center). Se renseigner sur le site du Houston Space Center.
 
La Vacuum Chamber A est considéré comme Monument National aux Etats-Unis.

(Crédit Photos : Stéphane Sebile / Space Quotes - Souvenirs d'espace)
 
 
Quelques vues extérieures inhabituelles que j'ai prises du Building 32 il y a quelques semaines. Vous y verrez les installations avec les cuves d'azote liquide et d'hélium, ainsi qu'un dispositif de secours d'urgence.
 
(Crédit Photos : Stéphane Sebile / Space Quotes - Souvenirs d'espace)


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