C’est la grande conclusion, très attendue, de l’une des missions spatiales les plus spectaculaires de la décennie. Dix jours après avoir quitté la Floride à bord de la gigantesque fusée SLS (Space Launch System), les quatre astronautes de la mission Artémis II s’apprêtent enfin à boucler leur périple autour de la Lune. Et tout est prêt, ou presque, pour les accueillir.
Mais avant de pouvoir célébrer ce succès, et devenir de véritables héros au même titre que les braves de l’ère Apollo, ils doivent encore affronter une ultime épreuve, et peut-être la plus périlleuse de la mission : la rentrée dans l’atmosphère terrestre à une vitesse vertigineuse. Ce n’est qu’une fois dans l’océan Pacifique, entre les mains de l’armée, que tout sera fini.
L’enfer de la rentrée atmosphérique et le rôle crucial du bouclier thermique
Dans son approche finale de la Terre, la capsule Orion va arriver à une allure extrême. Si l’on se réfère au retour de la mission Artémis I, en décembre 2022, l’engin avait été flashé à la vitesse ahurissante de Mach 32, soit un peu plus de 38 000 km/h. À ce niveau, on est bien au-delà des vitesses supersoniques (Mach 1+) ou hypersoniques (Mach 5+).
Cette chute ultra-rapide vers l’océan va occasionner de terribles contraintes sur le véhicule et, au passage, générer un plasma brûlant en raison de la compression de l’air. Les températures vont alors avoisiner les 2 800 °C, soit quasiment la moitié de la température à la surface du Soleil. Mais heureusement pour les astronautes, un bouclier thermique sera là pour les protéger.
Déjà utilisé pour Artémis I, le bouclier a fait l’objet d’un examen minutieux qui a montré une fatigue des matériaux plus importante qu’anticipée. Cela étant, la NASA a jugé que son remplacement n’était pas requis. Épais de cinq centimètres, il assurera le plus gros de la décélération, et le dernier segment sera assuré par de grands parachutes, jusqu’à 25 km/h.
Durant son passage dans les différentes couches de l’atmosphère, Orion doit appliquer une méthode de retour appelée « rentrée par rebond » (skip entry). En clair, la capsule va plonger une première fois dans l’atmosphère pour freiner, rebondir légèrement vers l’espace comme un galet qui fait des ricochets sur l’eau, avant de replonger pour sa descente finale.
Cette approche a plusieurs mérites, selon la NASA : cela réduit la force de la décélération de manière graduelle, ce qui est moins brutal pour l’équipage, et cela sollicite a priori moins le bouclier. Par ailleurs, cela ne remet pas en cause la précision de l’amerrissage : durant Artémis I, cette approche avait été suivie et Orion avait fini à moins de 4 km de son point d’arrivée.
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