Lorsque Neil Armstrong a fait son premier pas sur la surface poussiéreuse et cratérisée de la Lune, la seule chose qui le protégeait des rayons directs du soleil, des radiations spatiales et des projections de particules lunaires était la combinaison spatiale méticuleusement conçue qu’il avait enfilée.
Mais avant qu’Armstrong ne pose le pied sur la Lune, la combinaison a continué à faire des allers-retours rapides entre le Delaware et Houston. Les experts l’ont emmenée au Texas dans une valise pour la tester avant de la renvoyer dans le nord de l’État pour des réparations, notamment le remplacement d’une fermeture éclair, deux semaines seulement avant le lancement.
Concevoir les combinaisons spatiales qui permettraient aux humains d’explorer le monde hostile situé hors de l’atmosphère terrestre n’a pas été chose aisée. Les célèbres combinaisons qu’Armstrong et Buzz Aldrin portèrent seuls sur la Lune ont subi de multiples transferts de propriété et des échecs de tests avant d’être finalement approuvées.
« C’est très excitant d’intégrer de nouvelles idées, mais la conception d’une combinaison spatiale est vraiment un processus itératif. Il ne faut pas prendre de nouveaux risques audacieux et importants au détriment de la vie humaine », explique-t-il. Cathleen Lewisconservateur des programmes spatiaux internationaux et des combinaisons spatiales au Musée national de l’air et de l’espace de la Smithsonian Institution.
Conception de combinaisons spatiales
Toute combinaison spatiale est essentiellement un vaisseau spatial miniature, conçu avant tout pour fournir à celui qui le porte des connexions aux communications, au maintien des fonctions vitales et à la protection corporelle.
Les combinaisons spatiales lunaires étaient résolument unique Ils devaient même équiper les astronautes de combinaisons EVA (activités extravéhiculaires). Bien sûr, ils devaient protéger les astronautes des températures extrêmes. Mais ils avaient aussi besoin de bottes solides qui ne céderaient pas sur la surface lunaire tranchante. Ils avaient besoin de souplesse articulaire pour que les astronautes puissent se déplacer et prélever des échantillons scientifiques de ce nouveau monde, et ils avaient besoin de sacs à dos portables de survie. Ils devaient même protéger les astronautes des minuscules particules de météorite qui les frappaient 10 fois plus vite qu’une balle.
Les premières combinaisons spatiales
Les premiers hommes à entrer dans l’espace au début des années 1960, notamment Le cosmonaute soviétique Youri Gagarine et l’astronaute américain Alan Shepardne portaient pas réellement les combinaisons volumineuses d’Apollo 11. Au contraire, leurs combinaisons, selon Lewis, agissaient davantage comme des combinaisons pressurisées, conçues pour une utilisation d’urgence uniquement.
Les premières véritables combinaisons spatiales sont apparues quelques années plus tard, alors que les ambitions grandissaient non seulement pour s’élancer dans l’espace, mais aussi pour y marcher. Il s’agissait des combinaisons du cosmonaute Alexei Leonov et de l’astronaute Edward White, colorées d’un blanc éclatant pour refléter le rayonnement solaire et la lumière du soleil.
« Les deux parties ont testé ces combinaisons dans les meilleures conditions de simulation possibles ici sur Terre », explique Lewis. « Mais les choses changent dans l’espace. »
La fabrication de la combinaison spatiale Apollo
À partir de là, la NASA est passée à un système à base d’eau : essentiellement, des sous-vêtements longs remplis de tubes de boisson, formant un système semblable à des spaghettis qui délivrait une température et un débit d’eau constants à travers eux.
La combinaison spatiale Apollo était composée de plus de 20 couches différentes et 12 matériaux – y compris les articulations constituées des mêmes matériaux caoutchouteux que ceux utilisés dans les sous-vêtements féminins.
La plupart des matériaux utilisés dans les combinaisons d’Apollo 11 étaient des produits qui avaient déjà été inventés et utilisés bien avant le début de l’exploration spatiale. Cela comprenait des matériaux comme Téflon (qui est couramment utilisé dans les produits ménagers comme les poêles antiadhésives), inventé en 1938.
« Les ingénieurs qui conçoivent des combinaisons spatiales ont tendance à être très conservateurs », explique Lewis. « Il s’agit de préserver la vie, et ils testent leurs matériaux de manière méthodique. »
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Tissus et matériaux des combinaisons spatiales
Les ingénieurs avaient également besoin d’être certains que les matériaux utilisés fonctionneraient bien ensemble. Les premières combinaisons spatiales combinant des fermetures à glissière en laiton et des joints en caoutchouc, par exemple, ont involontairement alimenté leur propre dégradation.
Et même si le Kevlar pare-balles est efficace pour protéger un astronaute contre les particules spatiales qui passent à toute vitesse, Lewis affirme que cela n’a pas suffi à empêcher les gants des astronautes de se déchirer sur les poignées tranchantes de la Station spatiale internationale (ISS).
Le Mission d’essai tragique d’Apollo 1 a alerté la NASA sur le fait que le tissu de la combinaison qu’elle utilisait à l’époque avait un point de fusion beaucoup trop bas.
« Ils s’en tiennent à ce qu’ils connaissent et à ce qui fonctionne », explique Lewis. « Ils apportent des changements itératifs en utilisant de nouvelles combinaisons de matériaux. »
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Test des combinaisons spatiales de la NASA
Chaque fois que de nouveaux matériaux sont mis en production, les ingénieurs les testent, en procédant à des inspections microscopiques et aux rayons X, ou en tirant des granulés sur les tissus. Après avoir fabriqué la combinaison spatiale, les fabricants comme ILC embauchent même des testeurs humains, dont le travail consiste à « faire subir à la combinaison spatiale un entraînement qu’elle pourrait subir tout au long de sa durée de vie », explique Lewis. Cela comprend des flexions, des fentes et des squats, toute la gamme.
« Il faut de la constance et une vigilance constante », explique Lewis. « Ce n’est pas aussi spectaculaire que de voir quelqu’un enfiler une combinaison spatiale et s’élancer dans l’espace. »
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La fabrication des combinaisons spatiales de la NASA aujourd’hui
Alors que la NASA se prépare à envoyer des astronautes sur la Lune pour la première fois depuis plus de 50 ans, elle continue de perfectionner ses combinaisons en s’inspirant des leçons de l’ère spatiale. Elle s’efforce de concevoir des combinaisons qui s’adaptent à tous, quelle que soit leur taille.
« Ce n’est pas qu’ils sont tous identiques, mais les opérations essentielles de la combinaison sont les mêmes partout », explique Lewis.
Un autre défi majeur auquel la NASA est confrontée est celui des dépenses croissantes. Celles-ci resteront épineuses alors qu’elle navigue sur le marché aux côtés de nouveaux entrepreneurs, notamment Axiome et SpaceX.
Mais pour Lewis, même les plus simples défis demeurent, notamment en ce qui concerne les gants que portent les astronautes. Si la NASA a résolu le problème des coups de couteau, elle n’a pas encore réussi à créer un gant qui protège et isole parfaitement les mains des astronautes, tout en leur permettant de se déplacer librement. C’est un problème que les ingénieurs tentent de résoudre depuis des générations.
« Nous n’avons pas encore trouvé le moyen de reproduire (dans un gant de combinaison spatiale) ce qui est si essentiel à notre condition d’êtres humains, à savoir notre capacité à utiliser nos mains », explique Lewis. « Je ne sais pas si nous y parviendrons. La magie de l’obtention d’un matériau peut encore se produire. »
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