La vie à bord de la Station spatiale internationale pourrait bientôt être nettement plus agréable. Les astronautes sont sur le point de récolter leur première petite récolte de laitue et une machine à expresso de fabrication italienne devrait être livrée en novembre. Et si tout se déroule comme prévu, la station spatiale sera peut-être encore moins à l'étroit l'été prochain, grâce à un module complémentaire construit par Bigelow Aerospace.
L'ajout ne ressemblera pas au reste de la station, cependant: il s'agit d'un module gonflable (très sophistiqué) avec une coque flexible.
Le module d’activité extensible Bigelow (BEAM) sera le premier module d’espace extensible et non rigide à loger des occupants. BEAM doit arriver, dégonflé et compact, à bord de la huitième mission de réapprovisionnement en cargo de l'ISS SpaceX en 2015. Une fois fixé à l'ISS par le robot canadienarm2, BEAM atteindra une salle de 13 pieds sur 11 et les astronautes commenceront test prévu de deux ans, soutenu par la NASA. En particulier, la NASA s'intéresse à la façon dont la structure résiste à des phénomènes tels que les impacts de micrométéores et les radiations par rapport aux structures plus traditionnelles rigides, principalement métalliques, comme l'ISS elle-même.
Sans un cadre rigide, la fragilité et les fuites d'air sont bien sûr une source de préoccupation. Mais la coque de BEAM est construite moins comme un ballon que comme un pneu épais enveloppé dans un gilet ressemblant à du Kevlar. Michael Gold, directeur des opérations DC et de la croissance des activités chez Bigelow Aerospace, a déclaré que la nature flexible de BEAM était l'une des raisons pour lesquelles il pourrait offrir de grands avantages.
Contrairement aux structures rigides telles que l'ISS, BEAM convient mieux à la plupart des besoins de la prochaine génération de la NASA: il peut être adapté à des activités ou à des missions spécialisées - par exemple, comme un espace d'exercice ou un lieu où astronatus peut mener des expériences - et peut être connecté ensemble pour former des structures encore plus grandes. Plus de volume interne signifie également plus d'espace pour les fournitures.
L'avantage le plus important des autres conceptions de BEAM et de Bigelow Aerospace est peut-être que leur encombrement de lancement est relativement petit et léger (3 000 livres), ce qui le rend beaucoup moins coûteux à lancer que des structures rigides de taille similaire.
En comparaison, le poids total de l'ISS est de 925 000 livres - ou du moins si elle était assise sur terre plutôt qu'en orbite.
«Non seulement nous vous protégerons contre les astéroïdes et les radiations», déclare Gold, «mais [également] contre une menace beaucoup plus grande, à savoir des compressions budgétaires. Notre technologie peut être mise en œuvre pour une fraction du coût des systèmes traditionnels. ”
Alors que la NASA et les agences spatiales internationales s'efforcent de déplacer les astronautes vers Mars et au-delà, tout en faisant face à des batailles budgétaires, le fait de savoir comment faire plus avec moins est l'une des innovations les plus nécessaires dans l'exploration spatiale moderne.
La société a déjà testé les concepts de BEAM en orbite, avec des appareils plus anciens (et un peu plus petits) Genesis I et Genesis II, lancés et testés en 2006 et 2007 sur des fusées nucléaires de l’ère soviétique converties.
Cette nouvelle série de tests BEAM sera la première avec des astronautes humains à l'intérieur. La NASA teste actuellement le module BEAM sur le terrain, à la fois avec Bigelow et avec des testeurs de matériaux indépendants, pour comprendre comment ses matériaux s'étirent et conservent leur forme avec le temps, ainsi que la manière exacte dont les structures échouent lorsqu'elles sont dépassées.
L'idée d'utiliser des matériaux non rigides pour des structures dans l'espace existe depuis des décennies. La NASA a conçu et testé le concept sur le terrain, mais le module BEAM sera la première structure flexible non métallique et à être testée dans l'espace par les astronautes. Tests humains Cela se passe enfin maintenant, car la NASA cherche des moyens d’attirer les gens vers Mars et d’autres destinations lointaines, ce qui nécessitera un engin spatial et un équipage plus importants.
Jason Crusan, directeur des systèmes d'exploration avancés à la NASA, indique qu'une fois le module BEAM installé sur l'ISS l'été prochain, mesurer les fuites du module sera l'une des principales préoccupations.
«Tout ce qui fuit à un moment donné, même nos structures solides et rigides», explique Crusan. "Il y a des points, des sceaux, etc., et comprendre comment ceux-ci pourraient ou non fuir au fil du temps et [avec BEAM] serait vraiment important pour nous."
Crusan indique également que BEAM sera équipé de capteurs de température, de microrécepteurs et de radiations, ce qui devrait aider la NASA à mieux comprendre en quoi les engins spatiaux non rigides sont plus ou moins dangereux pour les astronautes sur de longues périodes. .
La façon dont le module à coque souple réagit au rayonnement est également une préoccupation pour la NASA. Mais ceci pourrait être un autre domaine dans lequel l’utilisation d’une structure non rigide, principalement non métallique, offre un avantage substantiel.
«Lorsque [les structures métalliques] sont touchées par une particule de rayonnement, celle-ci se scinde en plusieurs particules», explique Crusan. "Les structures douces [comme BEAM] ne contiennent pas de métaux, donc votre particule reste une particule à haute énergie et passe à travers."
En théorie, la petite structure gonflable de BEAM devrait donc se traduire par moins de frappes de rayonnement concentrées plus concentrées, plutôt que par la pulvérisation de nombreuses particules moins puissantes, bien que potentiellement dommageables, comme celles auxquelles les astronautes sont soumis sur ISS et d'autres vaisseau spatial à coque métallique.
Le module BEAM et ses successeurs (la société travaille également sur des structures plus avancées et plus grandes, telles que le BA 330 de 330 mètres cubes) pourraient être essentiels aux projets futurs de la NASA, à mesure que les humains s'aventurent plus loin dans l'espace.
La NASA est bien avancée dans le développement d'un véhicule de lancement de nouvelle génération, le Space Launch System ou SLS, ainsi que d'une nouvelle capsule, Orion. Les deux devraient faire leur premier lancement en 2017 et, comme le BEAM, devraient aider à faire de plus grands progrès dans l'espace.
"Le prochain composant dont nous avons besoin en orbite est la durée qui va prolonger la durée de vie d'Orion au-delà de sa durée inférieure à 30 jours et son équipage de quatre personnes à des périodes de plus en plus longues", dit Crusan, "et ce sera une sorte de limite habitat."
Si les tests se déroulent comme prévu, la nature flexible, modulaire et peu coûteuse de BEAM et d’autres modules tels que celui-ci pourrait bien former les habitats limités dont les astronautes auront besoin pendant leur long voyage vers Mars et au-delà.
