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Plus de 3 ans après la désintégration en plein vol de ,
une étude publiée par le journal Strain (An International Journal
for Experimental Mechanics) apporte un nouveau éclairage sur la
chaîne d'évènements qui conduira à la catastrophe que l'on sait.
Cet accident a donné aux scientifiques une occasion unique d'examiner
une multitude de composants qui avaient subi un des environnements
les plus contraignants jamais produits de sorte que les enseignements
tirés de cette étude seront à même de renforcer significativement
la sécurité des vols spatiaux habités, notamment pour la conception
d'engins ailés.
Cette étude s'est notamment attachée à comprendre le rôle déterminant
de l'afflux de plasma suite à la dégradation du bord d'attaque de
l'aile gauche de l'orbiteur dès son lancement.
Rappelons qu'au retour de sa mission en février 2003, Columbia s'est
désintégrée au moment de sa rentrée atmosphérique à 63 kilomètre
d'altitude. Du plasma a pénétré dans la structure de la navette,
alors fragilisée au niveau du bord d'attaque de son aile gauche
par la chute d'un ou plusieurs morceaux d'isolant du réservoir externe
de la navette au moment du décollage et provoquer sa désintégration
en vol. Ce morceau d'isolant se serait détaché 81,7 secondes après
le décollage, venant frapper le bord d'attaque de l'aile gauche
de Columbia à la hauteur du panneau de carbone renforcé numéro huit
du bouclier thermique.
La navette volant à plus de mach 18, sa désintégration a éparpillé
les débris de la navette sur une zone longue de 1038 km et large
de 16 km. Ramassés au sol, ils ont été rassemblés et identifiés
dans un hangar du et utilisés pour reconstituer tant bien que
mal la navette. Notez, et on le sait moins, mais le décollage de
Columbia bénéficiait d'une surveillance particulière. En effet,
plus de 100 caméras et appareils photographiques ont suivi le décollage
et l'ascension de la navette jusqu'à son entrée dans l'espace. Il
s'agissait alors de modéliser le vol d'une navette. Cela a permis
aux enquêteurs de comprendre ce qui s'est réellement produit
pendant toute l'ascension de la navette.
Il importait avant tout d'expertiser les dégâts subis par l'aile
incriminée.
Pour cela, il a fallu rassembler le maximum de données. Trois facteurs
ont déterminé les zones de recherches : Les secteurs géographiques
où les divers morceaux de débris ont été récupérés, comprenant notamment
les fragments d'aile gauche, dont on pouvait remarquer l'absence
de parties importantes tels les panneaux 8, 9 et 10, en comparaison
avec les composants correspondants de l'aile droite récupérés en
plus grand nombre. L'état des composants de l'aile gauche eux-mêmes,
surtout les panneaux 8 et 9, montrent l'effet dévastateur résultant
de l'exposition relativement prolongée au jet de plasma.
Le parcours du jet de plasma à l'intérieur de l'aile gauche a été
déterminé par l'intermédiaire des caractéristiques dépositionnelles
des scories trouvées sur l'intérieur des panneaux externes. Les
caractéristiques ont inclus la quantité relative, l'orientation,
la distribution et l'endroit des scories. Les parties de panneaux
8 et 9 ont montré un dépôt plus lourd que d'autres, les composants
en Cerachrome se trouvant parmi les couches déposées en premier
lieu, indiquant que ce matériel isolant a été attaqué en premier
dès que la plasma a commencé à pénétrer les panneaux de RCC.
La présence d'autres éléments, concernant les alliages spécifiques,
dans d'autres dépôts a indiqué que le matériel interne aux panneaux
ont été les prochains composants soumis à l'écoulement de plasma.
La présence d'Inconel 718 correspond à l'alliage utilisé dans les
faisceaux de renfort du RCC. De même, le manque d'A-286 indique
que les ferrures de fixation à l'intérieur des panneaux n'ont pas
été exposées à l'écoulement.
En se basant sur l'observation de plusieurs faits disparates, ainsi
que sur les caractéristiques des débris recueillis en divers endroits,
l'endroit de pénétration se trouvait dans le panneau 8 en RCC, près
du panneau 9, ce qui est en accord avec les observations visuelles
au cours du décollage de .
Pendant que l'écoulement de plasma s'introduisait dans la structure
de l'aile gauche, il a attaqué le matériel isolant en Cerachrome,
et a puis attaqué le matériel interne de renfort de structure. Par
la suite, l'intégrité de l'aile gauche a été compromise à un tel
degré qu'elle ne pourrait plus soutenir les charges produites par
la rentrée. Pendant que l'aile se brisait, la navette spatiale a
perdu la stabilité de vol, et s'est désintégrée au-dessus du Texas
et de la Louisiane.
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