Une plongée, en photos, dans l’histoire des combinaisons spatiales de la NASA, depuis les tout premiers prototypes jusqu’aux derniers concepts…

Ci-dessous les tout premiers développements d’une combinaison pressurisée, par Arthur Iberall de la Rand Corporation (1947). Arthur S. Iberall a étudié et élaboré les lignes physiques, physiologique et orthopédique qui ont été nécessaires pour comprendre les principales forces exercées par un corps humain sur les vêtements et la façon dont les forces peuvent être distribués avec un réseau tissé, destiné à l’origine pour la marine. Lors de cette démonstration, la combinaison était pressurisée complètement sous 0,138 bar. Elle a conduit au développement des premiers véritables costumes de l’espace, notamment pour le projet X-15 (un avion-fusée expérimental américain) et pour les combinaisons spatiales de Gemini.

Ci-dessous : L’astronaute américain Alan Shepard, pose dans sa combinaison argentée pressurisée, dans une photo de 1963, les premiers jours du programme spatial Mercury de la NASA. Jeudi dernier marquait d’ailleurs, le 50e anniversaire de Shepard qui est devenu le premier américain dans l’espace, quand il a terminé un court voyage suborbital à bord du Freedom 7.

Au fil des décennies, les combinaisons spatiales américaines ont évolué au fur et à mesure que se compliquaient les tâches à effectuer par les astronautes. La combinaison que portait Shepard lors de son vol de 16 minutes, a été conçue par le fabricant dans l’aérospatiale, BF Goodrich. Appelée la Mark-IV, elle était essentiellement une combinaison marine convertie pour l’espace.

Plus tard, les combinaisons spatiales devaient supporter la vie à l’extérieur du vaisseau spatial, les astronautes devaient également être maintenus bien ventilé et à une température confortable, à l’abri des impacts de micro-météorites et des rayonnements.

Ci-dessous : cette “combinaison en dur" crée par Litton Industries, dans le début des années 1960, a été conçu pour protéger les astronautes d’Apollo au cours leur marche lunaire et de leurs activités extra-véhiculaires. Mais le concept a finalement été abandonné par la NASA en faveur d’un design adouci conçu par ILC Dover.

Surnommé Bloc III, le principal inconvénient de la combinaison de Litton était, qu’elle était très volumineuse et ne pouvait être rangée sous les sièges, lors des voyages entre la Terre et la Lune. Adopter une telle carapace entrainait la construction d’un véhicule très différent de celui du module de commande Apollo, qui avait très peu d’espace à bord.
Les "costumes en durs" ont un avantage sur les combinaisons ‘”souples” : lors de l’utilisation et sous pression, les combinaisons dures ne compressent pas comme les costumes en tissu. Donc, en termes de physique, l’air ne se compresse pas lorsqu’elle est mise sous pression, ce qui entraine moins d’effort de la part de l’astronaute lors de la flexion des différentes articulations.

Ci-dessous – les membres d’équipage de la mission Gemini 3 : Virgil "Gus" Grissom (à gauche) et John Young posent dans leurs combinaisons spatiales G3C en 1964. Les valises, attachées aux combinaisons, sont des climatiseurs portables pour prévenir les astronautes de la surchauffe dans leurs vêtements sous pression.

Développée par la Société David Clark, la G3C et sa proche cousine la G4C ont été conçues pour faciliter les activités dans l’espace, comme les sorties extravéhiculaires.

Les revêtements extérieurs, des deux combinaisons de David Clark, se composaient de plusieurs couches de nylon et d’un matériau résistant au feu appelé Nomex. Bien que les membres d’équipage de Gemini 3, n’aient pas quitté l’orbiteur, l’astronaute de Gemini 4, Ed White, a effectué la première sortie extravéhiculaire en 1965 tout en portant le costume de l’espace G4C (photo ci-dessous).

Ci-dessous : Edwin "Buzz" Aldrin dans sa combinaison spatiale A7L qui a été portée tous ceux qui ont foulé le sol lunaire, pauses pour une photo lors de sa marche historique sur la surface lunaire au cours de la mission Apollo 11 en 1969.

Plus tard, quand les 15 astronautes d’Apollo ont été chargés d’explorer la lune dans un rover lunaire, la NASA a basculé vers une version légèrement plus souple de l’A7L appelée A7LB car les astronautes avaient besoin de s’asseoir dans le rover lunaire… Ce qu’ils avaient dû mal à faire avec l’A7L.

Ci-dessous : les dessous de la combinaison A7LB qui était de complexes couches internes qui protègent les astronautes contre les conditions difficiles de l’espace.En plus du tissu isolant multicouche, la combinaison de la NASA A7LB contenait un système de refroidissement liquide pour empêcher les astronautes de surchauffer. Un tel système a été adopté durant l’ère Apollo, quand on a découvert que le simple fait, de faire circuler de l’air frais à travers, n’était pas suffisant.

Ci-dessous : Extravehicular Mobility Unit (EMU) : L’astronaute de la NASA Bruce McCandless flotte sur un fond de mer bleu et de nuages ​​blancs dans une photographie prise lors d’un vol de la navette spatiale Challenger, en avril 1983. Équipé d’un contrôleur de propulseur pour effectuer les manœuvres, l’astronaute a fait la première sortie extravéhiculaire, sans être attaché à une navette.Les combinaisons spatiales Apollo ont été conçues pour fonctionner dans des environnements à faible gravité et, par conséquent, ils avaient le torse souple, les chevilles et les genoux à la mobilité naturelle. C’est moins un problème pour les costumes de la navette spatiale, qui ont été conçues pour le travail à zéro-g qui exige la mobilité que dans le haut du corps, pour la plupart.

Les composants, faciles à changer, de l’EMU :

La comparaison entre les combinaisons spatiales A7L/A7L-B (Apollo), EMU, selon wikipédia.

Une autre vue de l’Extravehicular Mobility Unit (EMU) :

Les futures combinaisons :

Une équipe dynamique d’étudiants du Nord Dakota testant une combinaison spatiale, le résultat d’un projet financé par la NASA en 2006 pour concevoir une combinaison spatiale pour l’exploration de Mars.

Comme la NASA envisage un retour sur la Lune et, éventuellement, une mission vers Mars, les ingénieurs doivent, une fois de plus, repenser le costume de l’espace.

Ci-dessous, conçu par l’ingénieur du MIT (Massachusetts Institute of Technology) Dava Newman, l’élégante "BioSuit” supprime la pressurisation des gazes. Au lieu de cela la combinaison repose sur un système de contre-pression mécanique, qui consiste à envelopper des couches de matériau étanche autour du corps. La BioSuit n’est pas encore prête pour l’espace, mais un prototype pourrait être prêt dans une dizaine d’années.

Pour en savoir plus sur la Biosuit, sur le site du MIT  : BioSuit – Overview.

Ci-dessous la combinaison Aouda.X, lors d’un test en Espagne, voir mon article : Eurobot et Aouda.X s’imaginent sur Mars.

Et pour finir :

Quatre ours en peluche ont été envoyés à la frontière de l’espace, dans une expérience dirigée par l’Université de Cambridge. Les ours se sont donc retrouvés à 30 085 mètres d’altitude, grâce à un ballon en latex rempli d’hélium. Le but de cette expérience était de déterminer quels matériaux pouvait fournir la meilleure isolation contre les températures de -53 °C pendant le parcours. Chacun des ours portait un costume de l’espace différent, conçu par des enfant de 11 à 13 ans.

L’histoire de l’évolution des combinaisons spatiale sur le site de la NASA (PDF) : Space Suit Evolution : From Custom Tailored To Off-The-Rack.

Et, à ne pas manquer, la combinaison “clickable” sur le site de la NASA : Interactive Spacesuit expérience.

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