Refroidir un moteur de fusée en plein désert

Orbital ATK a rencontré un problème pour tester le Development Motor-2 ou DM-2 (second développement intégral par la NASA d’un moteur à combustible solide pour le lanceur Ares cinq segments).

Un essai moteur dans le froid était primordial pour démontrer que le moteur supportait les basses températures mais il impliquait le maintien du moteur et du propergol à 40ºF (5ºC). Sur le site d’essai dans l’Utah, les températures ambiantes dépassaient 100ºF (38ºC) : stabiliser cette température ne serait pas une mince affaire. L’équipe d’Orbital ATK nous a demandé de concevoir un système de refroidissement apte à simuler des conditions proches du zéro dans les bâtiments temporaires d’essai accueillant le moteur et le propergol.

L’eau sous température négative de ce type de système a tendance à se condenser et à givrer sur les serpentins. Il nous fallait donc intégrer un dégivrage électrique. L’autre défi tenait à l’exiguïté des installations. Notre équipement allait être situé dehors.

Enfin, l'équipe sur site aurait à couvrir et découvrir la fusée avec les bâtiments mobiles. Notre système devait donc également être suffisamment flexible pour préserver l'air à la température parfaite malgré ces contraintes.

Nous avons conçu un système de refroidissement d’air, incluant des refroidisseurs à 3 étages et 2 unités de traitement d'air basse température avec capacité de dégivrage. L'une des paires d'unités de traitement d'air soutirait l'air de l'intérieur du bâtiment, refroidi à 20ºF (-6,7ºC) pour le recycler ensuite, pendant que l'autre était en mode veille ou dégivrage. Nous avons ensuite installé une septième unité de traitement d'air pour envoyer de l'air frais et élever la pression d'air afin de maintenir l'air chaud et humide à l'extérieur.

Juste avant l’essai réel, nous avons séparé l’équipement du bâtiment et réalisé un ensemble de gaines de conditionnement d’air sur mesure. L’idée était de refroidir les joints du DM-2 jusqu'à la dernière minute avant le lancement de la fusée. 

Les essais ont respecté le calendrier - un exploit pour tous les intervenants. Notre coopération étroite avec Orbital ATK alliée à notre approche spécialisée ont incontestablement joué un rôle primordial dans le succès du projet – l’essai du moteur de fusée à combustible solide le plus grand et le plus puissant pour un vol habité.