L’accident de la navette Challenger

Le 28 Janvier 1986, la navette Challenger s’est désintégrée 73 secondes après le décollage, tuant les 7 astronautes à bord. Cet accident est, avec l’accident de la navette Columbia, le plus meurtrier de l’histoire spatiale.

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Photo prise quelques secondes après la désintégration, les 2 traînées sont les boosters latéraux

Mise en contexte

Nous sommes le 28 janvier 1986, au centre spatial Kennedy, il est 11h38, il fait très froid par rapport à d’habitude, la température étant de -0.5°c. La navette Challenger emportant les astronautes Michael J. Smith, Francis Scobeeet, Ronald McNair, Ellison Onizuka, Christa McAuliffe, Gregory B. Jarvis et Judith A. Resnik se prépare au décollage, au sol, les familles des astronautes les observent à bonne distance.

À t-2 secondes, les 3 moteurs de la navette (SSME pour Space Shuttle Main Engine) sont à pleine puissance, crachant une flamme à plus de 10 000km/h.

À t 0, les booster s’allument et des boulons explosifs se déclenchent, séparant la fusée de son pas de tir.

À t+28 secondes, les 3 SSME baissent comme prévu leur puissance à 65% pour limiter la vitesse de la navette dans les basses couches de l’atmosphère, avant de revenir à 104% à t+51,9 secondes. À ce moment là, la navette approche le point de Max Q, c’est le point où la pression aérodynamique est la plus forte, l’équipage de la navette indique que le vent est très fort.

À t+58,8 secondes, un panache de fumée apparaît au niveau d’un des joints du booster droit, le centre de contrôle et l’équipage n’en tiennent pas compte, rapidement, ce panache de fumée devient une flamme qui grandis de plus en plus et viens toucher la paroi du réservoir principal tandis que la pression interne du booster baisse. Les SSME s’inclinent pour compenser le changement de trajectoire due à cette baisse de pression. La situation est jugée comme nominale.

À t+64,7 secondes, la flamme prend une couleur plus vive et gagne en intensité: elle vient de percer le réservoir d’hydrogène liquide du réservoir principal.

À t+72,284, les données télémétriques indiquent une forte accélération à droite, indiquant que le booster droit s’est détaché. Une demi seconde après cette accélération, Michael J. Smith prononce ces mots: « Oh oh », ce sont les derniers mots de l’équipage.

À t + 73,124, le dôme arrière du réservoir d’hydrogène s’est détaché et a été propulsé sur l’avant du réservoir d’oxygène. Au même moment, le booster droit a pivoté autour du pylône avant et a percuté la structure inter-réservoir.

La destruction de la fusée a commencé à t+73,162 secondes et à une altitude de 14,6 km. Le réservoir externe se désintégrant, Challenger a viré depuis son attitude correcte par rapport au flux d’air local, et a été immédiatement désintégrée par les forces aérodynamiques qui exercent une pression d’environ 20 g, bien au-delà des 5 g que pouvait supporter la navette. Les boosters, beaucoup plus résistants, continuent de voler dans des directions aléatoires, ils sont détruits 37 secondes plus tard par le contrôle au sol

Au sol, les familles des astronautes assistent à la scène, impuissantes. Très vite, on comprend qu’il n’y a aucun survivant, les 7 astronautes n’ont pas survécu à ce que l’on pense être une explosion du réservoir principal. Le contrôleur au sol demande la fermeture des portes du centre de contrôle, plus personne ne peut sortir de la salle et toutes les données sont enregistrées pour l’enquête.

Mais alors, que s’est t’il passé ?

Pour comprendre le déroulement des événements il faut savoir que la NASA avait un planning de lancement très serré, elle prévoyait plus de 15 lancements de navettes par ans. On apprend qu’elle a donc négligé certaines règles de sécurité lors de l’inspection des navettes. En récupérant les débris de la navette, très vite, le booster est pointé du doigt étant donné la flamme s’en échappant. En visionnant le décollage, on voit aux premières secondes une fumée noire s’en échappant et très vite, elle disparaît, cette fumée est signe que quelque chose est en train de se consumer, il s’agit des joints toriques censés rendre étanche les compartiments du booster.

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Image prise 2 secondes environ après le décollage, on voit bien la fumée noire due à la combustion du joint

On se rend compte que les joints toriques autour de la structure du booster, ont une résistance au froid très faible. Si ils sont trop froids et qu’on applique une pression dessus, ils ne retrouvent pas leur forme originale, or, il avait fait très froid la nuit précédant le vol.

Lors de l’allumage du booster, il subit des déformations, le gaz chaud est donc passé dans l’ouverture et a brûlé le joint (d’où la fumée noire). Cette fumée à ensuite disparu car le trou a été bouché par de l’alumine, composant du carburant à poudre des booster utilisée pour accroître la poussée.

Lors du passage à max Q, les contraintes aérodynamiques sont extrêmes, de plus, un fort vent latéral secoue la navette, ce qui a éliminé le bouchon d’alumine, le gaz chaud puis une flamme ont pu sortir et brûler la fixation du booster et le réservoir, perçant ce dernier.

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Image prise quelques secondes avant la désintégration, on vois bien la flamme sortant du booster

Une fois la fixation arrachée, le dessous du réservoir a été arraché à son tour, le booster à frappé le dessus du réservoir principal ce qui l’a disloquée. Cette désintégration a dévié la navette, qui a été détruite par les forces aérodynamiques extrêmes. L’hydrogène s’est aussitôt enflammé, générant une énorme boule de feu, ce qui a fais penser à une explosion. Le cockpit s’est séparé du reste de la navette, et à frappé l’océan 3 minutes plus tard à plus de 300 km/h… Après récupération du cockpit, on se rend compte que 3 dispositif de respiration de secours étaient actifs ce qui veut dire que 3 personnes étaient encore en vie après la désintégration de la navette, cependant, le cockpit n’est pas équipé de parachutes, l’impact leur a été fatal.

Image associée
Désintégration de la navette
Image associée
Cockpit de la navette, séparé lors de sa destruction, à l’intérieur, 3 personnes sont en vie, et peu être même conscientes

Quelles mesures ont été prises après cet accident ?

Premièrement, le nombre de lancement a été revu à la baisse, les satellites partent aussi plus sur des fusées conventionnelles, les boosters ont été améliorés, on a aussi installé un système de sièges éjectables, mais utilisables uniquement durant la phase d’atterrissage, ce système n’aurais été d’aucune utilité dans le cas de Challenger, et l’a été tout autant dans le cas de Columbia, qui s’est désintégrée dans l’atmosphère le 1er février 2003. Avant Challenger, la NASA avais jugé inutile de mettre un système d’éjection sur la navette, car elle devais être suffisamment fiable, pour ne pas en avoir besoin.

Plus d’informations

Si vous voulez en savoir plus, je vous conseille l’excellente vidéo de Stardust à ce sujet: https://www.youtube.com/watch?v=59n4bMjL_xc

Sources:
Vidéo de Stardust sur le même sujet
Wikipédia

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