LE LABORATOIRE DE SIMULATION D'ENVIRONNEMENT SPATIAL
SESL (Space Environment Simulation Laboratory)
Le SESL se situe dans le bâtiment n°32 du MSC, il abrite deux grandes chambres à vide thermique. À une époque où la compréhension des effets des conditions extrêmes de l'espace sur le matériel et les équipages était encore limitée, le SESL fut conçu pour recréer ces conditions sur Terre et tester le matériel de vol en situation réelle.
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On trouve donc deux chambres à vide thermique au sein du laboratoire, désignées A et B. Construites en acier inoxydable,elles sont capables de simuler à la fois le rayonnement solaire et des températures extrêmement basses. Leur principe de fonctionnement est relativement simple : une fois le matériel installé à l'intérieur, l’entrée est scellée, puis l’air contenu dans l’enceinte hermétique est évacué par pompage afin de recréer un environnement équivalent à celui d’une altitude de 240 km (130 miles).
La chambre A
Il s’agit de la plus grande des deux. Elle est destinée aux essais des vaisseau spatiaux habités de grande taille ainsi qu’aux ensembles de modules tels que le couple CSM-LM. Sa cuve est en acier inoxydable austénitique, tandis que sa porte d'accès principale est constituée d’une structure en acier inoxydable doublée d’un revêtement en acier au carbone, avec des raidisseurs également en acier au carbone. La chambre présente des dimensions externes de 20 m de diamètre (65 ft) et de 37 m de hauteur (120 ft), offrant ainsi un volume intérieur utile de 17 m de diamètre pour 27 m de haut.
 Nomenclature de la chambre A |
 Photo de la chambre A porte fermée |
 Vue en coupe |
Pour simuler le rayonnement solaire, les ingénieurs ont utilisé de puissants faisceaux lumineux émis par des lampes à arc de carbone. La chambre A était équipée d’une plate-forme rotative (plan lunaire) permettant de faire pivoter le vaisseau fixé dessus de ±180°, garantissant ainsi un éclairage uniforme sur l’ensemble de ses parois. Un collimateur, dispositif conçu pour limiter la dispersion du faisceau lumineux, était également intégré au système.
Bon à savoir: pour les essais nécessitant une simulation solaire de haute qualité, le volume d’expérimentation était limité à 6 m (20 ft) de diamètre sur 20 m (65 ft) de hauteur, en raison de l’absence de sas d’accès adaptés au système modulaire du simulateur solaire.
À noter: en pratique, les modules du simulateur solaire capables d’éclairer l’ensemble du volume de la chambre A n’ont jamais été fabriqués. Leur acquisition s’est limitée au strict nécessaire pour la réalisation des tests Apollo.
La dissipation thermique de l'espace était reproduite en refroidissant l’intérieur des chambres par circulation d’azote liquide (LN2), abaissant la température des parois à environ -280 °F (-173 °C). Par coïncidence, ce dispositif servait également de cryopompe, assurant une capacité de pompage quasi illimitée pour la vapeur d’eau et d’autres gaz condensables à cette température.
D'autres gaz, y compris l'oxygène et l'azote (à l’exception de l’hélium, de l’hydrogène et du néon), étaient pompées à un débit de 15 torr-litres/sec grâce à des surfaces de cryocondensation disposées autour de l’enceinte et maintenues à -256 °C (-429 °F).
La chambre B
La chambre B a été conçue pour effectuer des essais sur des engins spatiaux de taille réduite tels que le module de commande Apollo (CM), les combinaisons spatiales, ainsi que d'autres équipements liés aux activités extravéhiculaires (EVA). Elle permet également de tester des sous-systèmes et des matériels de taille intermédiaire. Les systèmes de la chambre B sont similaires à ceux de la chambre A, bien que généralement de dimensions plus petites.
 Nomenclature de la chambre B |
 Chambre B |
 Vue en coupe |
Les dimensions extérieures de la chambre B sont de 10,60 m (35 ft) de diamètre pour 13 m (43 ft) de hauteur, offrant ainsi un volume d’essai utile d’environ 4 m (13 ft) de diamètre par 8,20 m (27 ft) de hauteur, adapté à des véhicules spatiaux pesant jusqu’à 34 tonnes (75 000 lb). Contrairement à la chambre A, la chambre B ne dispose pas de module de simulation solaire sur le côté et n’est donc pas équipée de plancher rotatif.
Les systèmes de repressurisation d'urgence des chambres A et B présentent des performances largement identiques.
Le contrôle et la sécurité
Les chambres A et B sont chacune reliées à une salle de contrôle, elle même connectée à des "stations d'essais" informatisées (ACE). Pendant les essais, le directeur du test, les conducteurs de tests, les moniteurs médicaux, ainsi que la majorité des ingénieurs des systèmes principaux et des techniciens se trouvent dans une des deux salles de contrôle, qui sont situées à une distance raisonnable des chambres. Les autres membres de l'équipe d'essai sont positionnés aux stations de contrôle locales réparties dans toute l'installation. Pendant les essais sous vide thermique , une station ACE est désignée comme principale, tandis que l'autre est maintenue en mode sauvegarde, prête à prendre en charge toutes les opérations de contrôle et les fonctions d'acquisition de données dans les cinq minutes suivant un éventuel échec de la première station, évitant ainsi toute interruption de l’essai.
Des procédures de sécurité exceptionnelle ont été mises en place. En cas d'incident durant un test dans l’une des chambres, un mélange de 30% d'oxygène sec et 70% d'azote, à un niveau de 6 psia, peut être injecté dans la chambre en moins de 30 s pour assurer la survie de l’équipage. La repressurisation de ce niveau à la pression atmosphérique complète était initialement réalisée avec de l'air atmosphérique non conditionné. Cependant, après les essais initiaux du CSM, le système a été modifié pour permettre une repressurisation complète en 90 s en utilisant un mélange d'azote et d'oxygène sec, afin d'éviter la formation de buée dans la chambre. Celle-ci se produirait si de petites quantités de vapeur d'eau atmosphérique étaient présentes alors que les dissipateurs cryogéniques de chaleur étaient encore froids.
Le torr: (symbole Torr) également appelé millimètre de mercure (symbole mm Hg), est une unité de mesure de la pression. Elle est initialement définie comme la pression exercée à 0°C par une colonne de 1 millimètre de mercure (mmHg). Par la suite, elle a été mise en relation avec la pression atmosphérique : 1 atmosphère normale correspond à 760 mm Hg soit 101 325 pascals. On en déduit ainsi que le torr est équivalent à environ 133,322 368 Pa.
Une directive européenne de 1984 la définit directement en terme de pascals : 1 mm Hg = 133,322 Pa.
Le torr porte le nom du physicien et mathématicien italien Evangelista Torricelli.