Boîte à chaussures

C’est peut-être minuscule, mais c’est crucial.

SEATTLE — Tout comme les détecteurs de fumée et de monoxyde de carbone qui équipent votre maison, un appareil de la taille d'une boîte à chaussures surveillera en permanence la respiration des astronautes pendant les missions Artemis de la NASA sur la Lune.

L'objectif de la machine est de fournir des données en temps réel sur les concentrations d'oxygène, de dioxyde de carbone et de vapeur d'eau dans le vaisseau spatial Orion, qui est le véhicule de choix de l'agence pour son programme Artemis. Le détecteur de qualité de l'air est également équipé d'un capteur de pression qui alerte les astronautes avant que la pression de l'air à l'intérieur de la capsule n'atteigne des niveaux dangereux. Cela peut être dû à des anomalies telles que des fuites de gaz.

"Il a mis en place différents contrôles qui garantissent que les gens sont au courant si quelque chose ne va pas", a déclaré à Space.com Heather Woods, responsable adjointe du programme pour le système de surveillance de l'air chez Dynetics.

En 2018, la NASA a choisi l’entreprise basée en Alabama pour concevoir et fabriquer un détecteur de qualité de l’air pour la mission avec équipage Artemis 2. Après avoir satisfait aux exigences les plus strictes de la NASA en termes de matériel et de logiciels pour les vols spatiaux habités, le détecteur est devenu l'un des premiers instruments installés dans le vaisseau spatial Orion de la mission en 2020. Il est capable de résister à « des charges de lancement presque complètes lorsqu'il entre dans l'espace ». Monica Wuhrer, l'ingénieur du projet du système de surveillance de l'air, a déclaré à Space.com.

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En plus de surveiller en permanence l'air dans la cabine d'Orion, ce détecteur est conçu pour mesurer également la qualité de l'air à l'intérieur des combinaisons spatiales des astronautes Artemis 2 pendant le voyage de 8 jours des membres d'équipage autour de la lune à la fin de l'année prochaine.

Une version améliorée du détecteur d'origine se trouve également à l'intérieur d'un autre vaisseau spatial Orion qui sera utilisé pour la mission Artemis 3, qui est le projet d'alunissage de la NASA prévu pour 2025. Ce détecteur, cependant, n'est pas portable et n'est donc pas installé dans l'Extra Vehicular. Les combinaisons d'activité (EVA) que les astronautes de cette mission porteront lorsqu'ils marcheront sur la lune, a déclaré Trista Niemann, responsable du programme du système de surveillance de l'air, à Space.com dans un e-mail. L'équipe étudie les unités portables qui pourraient être utilisées dans de futures missions, a-t-elle ajouté.

L'une des quatre pièces identiques qui complètent le système laser de surveillance de l'air (LAMS) – un « LAM chop » comme l'appelle l'équipe – a été présentée la semaine dernière à la Conférence internationale de recherche et de développement de la Station spatiale (ISSRDC) à Seattle. Le segment présenté était un instrument de 6 livres (2,7 kilogrammes) orné d'une électronique complexe disposée dans un revêtement rectangulaire transparent, avec un tube en forme de trompette qui laisse continuellement passer l'air à l'intérieur pour les tests.

Si vous deviez souffler la moindre bouffée d'air dans l'évent en forme de trompette, comme je l'ai fait, vous remarqueriez des pointes sur un petit écran à proximité, un peu comme celles observées sur un moniteur de rythme cardiaque. Peu de temps après, ces pointes se raccourciraient en lectures standard à mesure que l’air de la pièce pénétrait passivement.

La tâche principale de l'appareil, qui consiste à mesurer les concentrations de gaz dans l'air entrant dans l'appareil, est effectuée par un spectromètre placé à une extrémité. À l’intérieur de ce spectromètre se trouvent des lasers émettant une lumière infrarouge qui projette des faisceaux vers l’autre extrémité du système. Pendant ce temps, toutes les molécules de gaz présentes dans l’air absorbent certaines longueurs d’onde de cette lumière, laissant des empreintes distinctes dans les faisceaux laser. Ces empreintes peuvent être mesurées sous forme de signaux électriques, et ce sont ces signaux qui sont associés à la concentration totale de chaque molécule.

Le système de surveillance de la qualité de l’air mesure les niveaux d’eau, de dioxyde de carbone et d’oxygène. Ce dernier absorbe faiblement la lumière infrarouge et nécessite qu'un laser rebondisse 31 fois entre deux miroirs, selon le document de spécifications de l'appareil fourni par Leidos et consulté par Space.com. Le nombre élevé de rebonds augmente efficacement la longueur du faisceau laser et permet une résolution suffisante pour mesurer sa concentration.

Le système de surveillance de l'air pour Artemis 3 a été construit pour un total de 18 millions de dollars, tandis que les futures versions des missions Artemis 4 et Artemis 5 seront des unités « construites pour être imprimées » dont le prix représente environ la moitié du coût unitaire du détecteur Artemis 3. , a déclaré Niemann à Space.com.