L’ambitieuse mission habitée Polaris Dawn : Une première sortie spatiale privée et orbiter à 1 400 km d’altitude

Après la mission Inspiration4, SpaceX envoie à nouveau 4 astronautes non professionnels dans l’espace avec la mission Polaris Dawn, dont les objectifs principaux sont de réaliser la première sortie spatiale privée de l’histoire et d’aller plus haut que toutes les missions habitées hors Apollo.

Polaris Dawn est la première mission du programme privé Polaris qui vise à démontrer “d’importantes capacités opérationnelles qui serviront d’éléments de base pour aider à poursuivre l’exploration humaine sur la Lune, sur Mars et au-delà“. La seconde mission doit “élargir les limites des futures missions de vols spatiaux habités, des communications dans l’espace et de la recherche scientifique” selon le site officiel. La 3e mission est dédiée au premier vol spatial habité du Starship.

La mission Polaris Dawn [Dawn = aube] décolle environ 2 ans par rapport au planning initial en raison des retards pris essentiellement sur le développement des combinaisons pour la sortie spatiale.

Un équipage paritaire

Le programme Polaris est financé par le milliardaire Jared Isaacman, qui a financé et participé à la mission Inspiration4. Il commandera la mission Polaris Dawn. Il est le PDG d’une solution de paiement sécurisée Shift4 et est aussi un pilote accompli avec plus de 7 000 heures de vol sur divers avions.

Scott “Kidd” Poteet est le pilote de la mission. Il est un pilote à la retraite de l’armée de l’air avec plus de 3 200 heures de vol et a été l’un des directeurs au sol d’Inspiration4. Il travaille depuis des années avec Jared Isaacman. Il a participé à 15 triathlons Ironman depuis 2000.

Sarah Gillis et Anna Menon, 2 ingénieures de SpaceX, sont les spécialistes de mission.

Anna Menon est ingénieure principale des opérations spatiales chez SpaceX, où elle gère le développement des opérations de l’équipage et sert au centre de contrôle de mission en tant que directrice de mission et relais de communication avec les équipages. Ce fut le cas pour Demo-2, Crew-1, CRS-22, CRS-23, Crew-3, Crew-4 et Axiom-1. Elle a développé des réponses opérationnelles critiques aux urgences du Crew Dragon comme un incendie ou une dépressurisation de la capsule. Avant SpaceX, Anna a travaillé pendant 7 ans à la NASA en tant que contrôleur de vol biomédical pour la Station Spatiale Internationale. Elle a dirigé la planification et l’exécution de toutes les opérations biomédicales de l’Expédition 47/48. Elle sera le médecin de bord de la mission Polaris Dawn.

Sarah Gillis est ingénieure principale des opérations spatiales chez SpaceX, chargée de superviser le programme de formation des astronautes de l’entreprise. Sa principale responsabilité chez SpaceX a été de superviser le programme de formation des astronautes de la société. Elle a préparé les astronautes de la NASA pour les premières missions Demo-2 et Crew-1 et a directement formé les astronautes d’Inspiration4.

Les 4 membres d’équipages ont effectué un certain nombre d’entraînements physiques depuis 2 ans (centrifugeuse, plongée, parachute, vols en avion de chasse, haute montagne). Ils ont passé près de 2000 heures en simulateur.

Les objectifs de la mission : EVA, haute altitude et communication Starlink

L’un des objectifs majeurs de Polaris Dawn est une sortie dans l’espace qui a nécessité à la fois le développement d’une combinaison EVA [Extra Vehicular Activity] ainsi que des modifications du Crew Dragon, dépourvu de sas.

Les scaphandres des sorties spatiales sont différents des combinaisons pressurisées portées par les astronautes de Crew Dragon lors des vols vers l’ISS car elles sont exposées au vide spatial. SpaceX a développé une combinaison d’EVA non autonome : les astronautes seront reliés par des ombilicaux au vaisseau, comme pour les premières EVA [exemple celle de Leonov], pour délivrer de l’air, la communication et le système de refroidissement.

Le scaphandre de SpaceX est largement inspiré de la combinaison de vol pour les phases d’ascension et de rentrée atmosphérique utilisée lors des missions vers l’ISS. Il comprend un casque en impression 3D avec un rembourrage personnalisé. Il abrite des microphones pour la communication et des valves qui régulent les systèmes de pression de la combinaison. La nouvelle visière a été conçue pour un large champ de vue tout en réduisant l’éblouissement pendant l’EVA grâce à un revêtement d’oxyde d’indium-étain (ITO). Il y a un affichage “tête haute” pour fournir la pression, la température et l’humidité relative. Les gants sont conçus pour une utilisation facile lorsque la combinaison est pressurisée et avec la possibilité de faire fonctionner les écrans tactiles du vaisseau Dragon. La combinaison EVA intègre des améliorations en termes de fiabilité et de redondance lors d’une sortie dans l’espace, en ajoutant des joints et des soupapes de pression pour garantir que la combinaison reste sous pression et que l’astronaute reste en sécurité. Des articulations de flexion améliorées au niveau des poignets, des coudes, de la taille et des jambes offrent une mobilité sous pression. Les matériaux des différentes parties du scaphandre ont été sélectionnés pour leur capacité thermique à résister aux hautes et basses températures du vide spatial tout en préservant la flexibilité en mode pressurisé ou non.

Comme il n’y a pas de sas au Crew Dragon, les 4 astronautes auront revêtu les scaphandres d’EVA mais seuls Jared Isaacman et Sarah Gillis sortiront par la trappe avant du vaisseau et effectueront la sortie dans l’espace. L’équipage utilisera aussi un nouveau protocole de prérespiration avant l’EVA. L’EVA devrait durer 2 heures avec la sortie du vaisseau qui durerait réellement 15 à 20 minutes.

Le Crew Dragon a dû être modifié au niveau logiciel et matériel pour permettre la dépressurisation de la cabine avant le début de la sortie dans l’espace et la repressurisation par la suite.

En plus de la sortie spatiale, la mission Polaris Dawn emmènera les astronautes sur une orbite allant jusqu’à 1 400 km d’altitude, au-delà des altitudes des précédentes missions Crew Dragon, et devant dépasser l’apogée atteint par la mission Gemini 11 en 1966 à 1 374,1 kilomètres. Le vaisseau Crew Dragon a dû subir quelques modifications et des tests additionnels de ses équipements électroniques pour vérifier qu’ils résisteraient au rayonnement électromagnétique plus élevé en raison de l’atteinte du bord intérieur de la ceinture de Van Allen.

Le lancement du vaisseau Crew Dragon, celui utilisé pour les missions Crew-1 et Inspiration-4, sera effectué par une Falcon 9 sur une orbite 190 x 1 200 km. Puis le Crew Dragon utilisera ses moteurs Draco pour élever l’apogée à 1 400 km. Au 2e jour de vol, l’orbite sera abaissée sur une orbite de croisière à 190 x 700 km pour la sortie spatiale. L’EVA devrait avoir lieu au 3e jour de vol. Puis il effectuera la rentrée atmosphérique en abaissant l’orbite progressivement. L’amerrissage est prévu au large des côtes de Floride. Le séjour dans l’espace devrait durer 6 jours.

Le Crew Dragon utilisera les liaisons laser des satellites Starlink pour les communications avec la Terre, afin de réduire la latence et d’augmenter la bande passante pour les vols habités. Les astronautes devraient également réaliser plus de 30 expériences scientifiques pendant la mission. Parmi l’une d’elles [je n’ai pas trouvé beaucoup plus de détails], les astronautes porteront des lentilles de contact intelligentes dans l’espace pour surveiller leur pression intraoculaire, dans le but d’en savoir plus sur le syndrome neuro-oculaire associé aux vols spatiaux (Spaceflight Associated Neuroocular Syndrome) dans le cadre d’une expérience de recherche de l’Université du Colorado à Boulder.

Comme pour Inspiration4, il y aura une récolte de fonds pour le St. Jude Children’s Research Hospital® dans le but d’aider à éradiquer le cancer infantile. Insiration4 avait récolté plus de 240 millions de dollars (dont 100 de Jared Isaacman et 50 d’Elon Musk).

Pour aider le public à s’impliquer dans le soutien du St. Jude Children’s Research Hospital, l’équipage s’est associé à la marque de chips Doritos. Les consommateurs peuvent recevoir des bidons de puces en édition limitée et donner à l’hôpital pour tenter de gagner des souvenirs inspirés de la mission. Doritos (une marque de PepsiCo) a développé des chips compatibles du vol spatial “Cool Ranch Zero Gravity“, ne générant pas de particules néfastes aux équipements spatiaux, et des boîtes de conditionnement adaptées. La publicité est officiellement embarquée dans Crew Dragon !

Le décollage est prévu le mardi 27 août à 7h38 UTC au moment où ce post est publié. Un article sera probablement publié et mis à jour au fil de la mission.

Site officiel de la mission