Le nouveau scaphandre planétaire Z2 de la Nasa – un démonstrateur technologique – vient d’être présenté sous une nouvelle variante conçue pour donner une efficacité maximale aux explorateurs de Mars. La 1ère version du Z2 avait été dévoilée fin 2014.
La nouvelle version martienne du scaphandre Z2 vue de face et de dos. L’entrée se fait par la trappe dorsale. (Doc. NASA)
Le style choisi est plutôt celui du costume des personnages du film Tron; le gris et le foncé dominent avec une déco rouge sur la poitrine, ce qui pour un scaphandre planétaire prévu pour explorer Mars est un peu étonnant, ces couleurs sombres étant plus susceptibles de subir les UV martiens que le blanc habituel des scaphandres, mais il est vrai que sur Mars les conditions ne sont pas aussi rudes que sur la surface lunaire ou dans l’espace, et donc un peu de fantaisie serait envisageable, même si un astronaute en difficulté serait toujours plus visible en blanc . .. Le blanc reste le choix pour la variante spatiale, le PXS.
De gauche à droite les scaphandres EMU (Extravehicular Mobility Unit, utilisé actuellement dans l’ISS), PXS (Prototype Exploration Suit, nouveau modèle pour utilisation en zéro G) et Z2 (pour exploration martienne) (doc. NASA)
Certaines parties des membres du Z2 sont adaptables et modifiables, voire, semble-t-il, reproductibles en impression additives, dans l’optique de les réparer ou de les remplacer selon les besoins des utilisateurs ou de l’usure possible pendant une mission d’exploration sur Mars d’une durée de centaines de jours; on sera ainsi loin des quelques journées passées sur la Lune par chaque mission Apollo. Le torse et le caleçon sont en composite rigide, comme pour la précédente version Z1, résistants et légers et adaptés pour des missions d’explorations longues, les parties entre ces éléments étant souples; le tout est recouvert de diverses couches de tissus, souvent entre 16 et 23.
Sur Mars les couches de protection contre les micrométéorites ne semblent pas utiles.
En regardant bien la partie combinaison du Z2, même si ce n’est pas encore celle qui pourra subir les fameux tests sous vide, on voit le choix de laisser « glisser » la poussière fine martienne, des manchons d’épaules jusqu’aux chaussures. La partie « short « est resserrée sur la jambe; les lamelles des articulations se recouvrent façon bardeaux; le tissu du torse descend en partie sur le caleçon; enfin le pantalon recouvre les chaussures. Des tests avec de la poussière analogue martienne seraient sans doute instructifs.
De gauche à droite les gants des scaphandres Z2, EMU (scaphandre actuel ISS) et PXS. Les gants Z2 sont adaptés pour protéger la main, vraisemblablement des chocs éventuels et des parties aiguës des roches ou des instruments à manipuler, malheureusement la paume n’étant pas visible, on ne sait pas si le choix du silicone en réseau crénelé a été maintenu. Le gantelet remonte toujours autant sur l’avant-bras que pour le Z1 et cette ouverture semble encore une opportunité pour les poussières fines, problème inconnu pour les sorties dans le vide. (Doc. NASA)
Les gants du Z1 sont plus proches de ceux des scaphandres de sorties dans le vide. Les paumes sont en silicone crénelé pour faciliter la préhension ainsi que les embouts des doigts. Mais l’astronaute n’a aucune sensibilité, les gants étant très épais. (Doc. NASA)
Les parties recouvrant les jambes ont été retravaillées du Z1 à droite au Z2 à gauche; la partie jointive entre le caleçon et les jambes est mieux recouverte et moins susceptible d’être encrassée par les poussières; le resserrage autour de la jambe doit participer à ce résultat. (Doc. NASA)
Les bottes : sur Mars, encore plus que sur la Lune (car le poids est supérieur) de bonnes chaussures seront nécessaires, et pas des chaussons comme pour les sorties spatiales. Le pantalon recouvrant protège les jointures, mais là encore la poussière est susceptible de s’infiltrer et remonter vers le joint, un système de bottes étanche serait peut-être préférable. Visiblement tout le système de serrage de la chaussure recèle de nombreux reliefs et creux pouvant devenir des nids à poussières. (Doc. NASA)
Pour comparaison les fameuses Moonboots des astronautes Apollo! (Doc. NASA)
« Chaussons » du PXS (variante du Z2 pour sorties orbitales dans le vide) ressemblant à ceux utilisés pour les sorties spatiales de l’ISS (doc. NASA)
De gauche à droite le Z2 actualisé pour Mars, le Z1 version 2012 , le Z2 prototype de 2014. Comme c’est visible sur ces photos les deux modèles Z2 actualisé et Z1 se ressemblent, or, au début, le Z1 et le Z2 ne convergeaient pas autant. Le casque bulbeux s’est aussi rapproché du Z1, comme les chaussures, ainsi que le torse; la décoration lumineuse risque de disparaître car les « marsonautes » auront vraisemblablement des instruments de contrôle et d’analyse fixés sur la poitrine. (Doc. NASA)
Le démonstrateur Z2 de scaphandre pour exploration planétaire martien est équipé d’une trappe arrière ; la configuration choisie pour entrer dans le scaphandre est celle du ORLAN russe ; ainsi les scaphandres planétaires peuvent être laissés en extérieur d’un rover ou d’un habitat, ce qui évite de rentrer des poussières à l’intérieur mais permet aussi de limiter les contaminations de l’environnement externe, puisque le scaphandre n’est plus en contact avec l’environnement interne des habitacles humains et tout ses micro-organismes. Un autre avantage c’est la plus grande facilité pour endosser le scaphandre via la trappe arrière. Et l’entretien des systèmes de vie est facilité car on peut intervenir dessus par l’intérieur sans être soumis aux poussières, la trappe du scaphandre étant recouverte par une deuxième liée à l’habitat.
Détail de la trappe d’entrée du Z2 avec les charnières à gauche (doc. NASA)
Le système de maintien de vie du Z2, installé dans l’équipement dorsal, sera plus performant, léger et efficace, mais surtout robuste et adapté pour un usage long correspondant aux besoins d’une mission d’exploration martienne.
L’inconvénient c’est une exposition externe des combinaisons (le système dorsal est protégé ) aux UV et poussières même quand elles ne servent pas ; une protection légère serait souhaitable. Un autre moindre inconvénient c’est que l’astronaute doit revenir se fixer en reculant pour insérer son équipement dorsal dans la niche réceptacle -suitport- correspondante du véhicule ou de l’habitat. Par sécurité et pour d’autres usages un sas classique reste nécessaire.
Le scaphandre final pour Mars devra être un outil performant, robuste et extrêmement fiable pour que les « marsonautes » puissent l’utiliser en toute confiance pendant toute la durée de la mission.
Références :
Présentation du scaphandre Z2 configuration 2014 (anglais):
Présentation du scaphandre Z2 configuration 2015 (anglais) :
Des nouvelles de la mission MDRS 200
Auriol: journée « A la rencontre de l’espace » 2018
En février: la French Touch de l’APM participe à la mission d’exploration martienne à Oman
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la couleur choisie, un gris particulièrement laid, est vraiment grotesque: la visibilité sera quasi nulle: il aurait bien mieux valu conserver le design blanc et vert acidulé du prototype Z1 qui était parfait…
Les poussières ne constituent pas un risque aussi important que sur la lune: sur Mars les poussières sont érodées (arrondies) comme sur terre, donc peu agressives, alors qu’elles étaient acérées sur la lune et aussi agressives que le meilleur abrasif…