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Que se passe-t-il lorsque vous êtes frappé par quelque chose allant à 15 000 miles par heure ? Une oblitération totale, plus ou moins.
C’est un scénario très réel que les ingénieurs des vaisseaux spatiaux doivent garder à l’esprit chaque fois qu’ils mettent quelque chose dans l’espace. Les collisions avec des objets en orbite sont rares, mais elles se produisent. Par le passé, des éclats de peinture ont laissé des cratères dans la navette spatiale et un satellite français a été désactivé en 1996 après que sa flèche à gradient de gravité a été sectionnée par un morceau d’une fusée qui a explosé.
Boucliers en place !
Pour protéger les engins spatiaux coûteux, les boucliers sont de mise. Et pas n’importe quel morceau de métal fera l’affaire. Les objets dans l’espace se déplacent rapidement – les vaisseaux en orbite terrestre basse filent à environ 17 000 miles par heure – et nous ne pouvons pas fabriquer un seul bouclier assez épais pour protéger contre ce genre de vitesse. Les ingénieurs se sont donc tournés vers le bouclier Whipple, du nom de son créateur, Fred Whipple. Au lieu d’une seule couche de matériau, un bouclier Whipple repose sur plusieurs, chacune séparée par un espace vide.
La couche la plus extérieure est conçue pour se briser lorsqu’elle est frappée, brisant le projectile en même temps. Le nuage qui en résulte répartit la force de l’impact sur une plus grande surface, diminuant la force en un point et augmentant les chances que la couche interne tienne. De nos jours, de nombreux vaisseaux spatiaux, dont la Station spatiale internationale, utilisent des boucliers de Whipple.
Vous pouvez voir un bouclier de Whipple en action dans cette vidéo de l’Agence spatiale européenne. On y voit une balle en aluminium de 2,8 millimètres tirée d’un canon à gaz percuter le bouclier. La balle se déplace à environ 15 000 miles par heure, mais elle ne parvient pas à pénétrer le fin bouclier secondaire. La raison en est claire : à l’impact avec la première couche, la balle est totalement vaporisée, ce qui lui ôte la majeure partie de son pouvoir destructeur. Le bouclier est un stratifié fibre-métal, ou de fines couches de métal maintenues ensemble par un composite.
Les versions mises à jour des boucliers Whipple utilisent des remplissages de fibres de Kevlar ou de céramique Nextel entre les couches pour ajouter encore plus de puissance de protection. Et comme avantage supplémentaire, les boucliers sont beaucoup plus légers que ne le serait un blindage conventionnel, bien qu’ils rendent le vaisseau spatial un peu plus grand.
Le seul inconvénient, bien sûr, est que les boucliers Whipple sont plutôt un produit à usage unique. Une fois que la première couche a été percée, le bouclier ne fonctionne plus. Mais, comme les impacts en orbite sont encore si rares, les chances d’être frappé deux fois au même endroit sont extrêmement faibles. Et, pour l’instant, c’est suffisant.