((Traduction automatisée par Reuters, veuillez consulter la clause de non-responsabilité https://bit.ly/rtrsauto)) par Nivedita Bhattacharjee
Deux astronautes de la Nasa à bord du BA.N Starliner de Boeing resteront à bord de la Station spatiale internationale pendant des mois en raison d'un système de propulsion défectueux dont les problèmes comprenaient des fuites d'hélium. Sur Terre, la mission Polaris Dawn de SpaceX a été retardée en raison de problèmes d'hélium sur l'équipement au sol .
Le vaisseau spatial Starliner de Boeing a atterri sans équipage dans le désert du Nouveau-Mexique vendredi en fin de journée.
Les missions précédentes qui ont été affectées par des fuites d'hélium sont notamment Chandrayaan 2 de l'ISRO et Ariane 5 de l'ESA. Pourquoi les engins spatiaux et les fusées utilisent-ils de l'hélium, et qu'est-ce qui est si délicat?
POURQUOI L'HÉLIUM?
L'hélium est inerte - il ne réagit pas avec d'autres substances et ne s'enflamme pas - et son numéro atomique est 2, ce qui en fait l'élément le plus léger après l'hydrogène.
Les fusées doivent atteindre des vitesses et des altitudes spécifiques pour atteindre et maintenir l'orbite. Une fusée plus lourde nécessite plus d'énergie, ce qui augmente non seulement la consommation de carburant, mais nécessite également des moteurs plus puissants, dont le développement, les essais et la maintenance sont plus coûteux.
L'hélium a également un point d'ébullition très bas (-268,9°C ou -452°F), ce qui lui permet de rester un gaz même dans des environnements très froids, une caractéristique importante car de nombreux carburants pour fusées sont stockés dans cette plage de températures.
Le gaz n'est pas toxique, mais ne peut pas être respiré seul, car il remplace l'oxygène dont l'homme a besoin pour respirer.
COMMENT L'HÉLIUM EST-IL UTILISÉ?
L'hélium est utilisé pour pressuriser les réservoirs de carburant, ce qui permet d'acheminer le carburant vers les moteurs de la fusée sans interruption, et pour les systèmes de refroidissement.
Lorsque le carburant et l'oxydant sont brûlés dans les moteurs de la fusée, l'hélium remplit l'espace vide qui en résulte dans les réservoirs, maintenant ainsi la pression globale à l'intérieur.
Comme il n'est pas réactif, il peut se mélanger en toute sécurité au contenu résiduel des réservoirs.
L'HÉLIUM EST-IL SUJET AUX FUITES?
La petite taille de l'hélium et son faible poids moléculaire signifient que ses atomes peuvent s'échapper par de petites fentes ou des joints dans les réservoirs de stockage et les systèmes de carburant.
Mais comme il y a très peu d'hélium dans l'atmosphère terrestre, les fuites peuvent être facilement détectées, ce qui rend ce gaz important pour repérer les défauts potentiels dans les systèmes de carburant d'une fusée ou d'un vaisseau spatial.
En mai, quelques heures avant que le vaisseau spatial Starliner de Boeing ne tente de lancer son premier équipage d'astronautes, de minuscules capteurs à l'intérieur du vaisseau ont détecté une petite fuite d'hélium sur l'un des propulseurs de Starliner, que la Nasa a passé plusieurs jours à analyser avant de la considérer comme présentant un faible risque.
D'autres fuites ont été détectées dans l'espace après le lancement de Starliner en juin, ce qui a contribué à la décision de la Nasa de ramener Starliner sur Terre sans son équipage.
Selon certains ingénieurs, la fréquence des fuites d'hélium dans les systèmes spatiaux a mis en évidence la nécessité pour l'ensemble de l'industrie d'innover dans la conception des vannes et de mettre en place des mécanismes de serrage plus précis.
EXISTE-T-IL D'AUTRES SOLUTIONS?
Certains lanceurs de fusées ont expérimenté des gaz tels que l'argon et l'azote, qui sont également inertes et parfois moins chers. L'hélium est toutefois beaucoup plus répandu dans l'industrie.
La nouvelle fusée européenne Ariane 6 a abandonné l'hélium de sa devancière Ariane 5 pour un nouveau système de pressurisation qui convertit une petite partie de ses propergols primaires d'oxygène et d'hydrogène liquides en gaz, ce qui pressurise ensuite ces fluides pour le moteur de la fusée.
Ce système est tombé en panne dans l'espace lors de la phase finale du premier lancement, par ailleurs réussi, d'Ariane 6 en juillet , s'ajoutant à la longue liste de problèmes de pressurisation de l'industrie mondiale des fusées.
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