Les ingénieurs disent que FOD est un mot de quatre lettres, mais il n’y a rien de drôle à propos des débris d’objets étrangers et de leur potentiel à déclencher une catastrophe.
L’incident s’est produit le 5 octobre vers 10 h 25 HE, alors qu’un équipage de pad SpaceX préparait Crew Dragon Endurance pour un lancement au sommet d’une fusée Falcon 9. Avec les quatre astronautes de Crew-5 déjà à l’intérieur de la capsule et la trappe fermée, un œil attentif a repéré un seul cheveu humain dans le joint du loquet. Les cheveux ont été désignés FOD – un terme d’ingénierie pour les débris de corps étrangers – obligeant l’équipage du pad à agir.
Le compte à rebours venait juste de dépasser T-90 minutes, le temps était donc essentiel. L’équipage du pad a rouvert calmement Endurance‘s hatch et retiré le brin incriminé. Ils ont effectué une autre inspection, nettoyé à nouveau soigneusement la zone du joint et fermé la trappe pour la deuxième et dernière fois. Un contrôle de pression ultérieur a confirmé un joint étanche.
Toute l’affaire n’a duré que quelques minutes et le lancement n’a pas été affecté. Le décollage du Falcon 9 a eu lieu à midi comme prévu, avec les astronautes de Crew-5—Nicole Aunapu Mann, Josh Cassada, Koichi Wakata et Anna Kikina – atteignant avec succès la Station spatiale internationale le jour suivant.
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Que l’équipage du pad SpaceX prenne le temps d’enlever un seul cheveu avant le lancement d’une fusée est révélateur et totalement compréhensible. Dans l’industrie aérospatiale, FOD est défini comme tout objet qui n’appartient pas à un emplacement spécifique, que cet emplacement soit un joint d’écoutille, un moteur, un cockpit ou la piste. Des débris au mauvais endroit peuvent endommager l’équipement, faciliter les performances sous-optimales des systèmes et déclencher des dysfonctionnements purs et simples.
C’est un problème dans de nombreuses industries, mais pour l’industrie aérospatiale, c’est un problème qui coûte 4 milliards de dollars chaque année, selon à Boeing. La NASA dirige un Programme BE au Kennedy Space Center, dont le but est de “minimiser la possibilité de dommages ou de perte de matériel de vol ou de blessures au personnel en raison d’objets perdus dans les éléments de matériel de vol, entraînant la préservation des ressources nationales”.
S’adressant à moi lors d’un appel vidéo, Tom Simon, directeur adjoint des engins spatiaux au Johnson Space Center de la NASA, a déclaré: “Nous avons tous été formés depuis le premier jour, lorsqu’il s’agit de systèmes de vol, pour faire attention aux FOD.” Les objets étrangers, tels que les crayons, les trombones, les tournevis, les cheveux et la poussière, “peuvent sembler mineurs”, mais ils pourraient, entre autres, entraîner un “joint qui fuit lentement par-dessus bord”, a-t-il déclaré. “Lorsque nous construisons des systèmes, nous le prenons au sérieux”, a-t-il ajouté.
En tant qu’ingénieur, FOD est “enraciné dans votre système”, m’a dit John Posey, ingénieur en chef de la NASA pour Crew Dragon, lors du même appel. Il est “considéré comme un risque majeur dans les programmes de formation”, car les FOD ont le potentiel de “faire tomber des roquettes et des avions”, a-t-il expliqué.
Simon et Posey n’ont pas été en mesure de parler des politiques et protocoles spécifiques de SpaceX, mais ils n’ont pas été surpris par les actions de l’équipe de pad en enlevant les cheveux humains. Les FOD liés à l’étanchéité des surfaces sont une préoccupation sérieuse. Lorsqu’il s’agit d’une surface d’étanchéité et lorsqu’il faut assurer une étanchéité parfaite, « vous ne voulez pas que quelque chose s’y appuie », a déclaré Posey. “Quelque chose comme les cheveux, selon leur taille et leur orientation, peut entraîner une fuite.”
Posey a déclaré que, pour les situations urgentes comme la fermeture finale d’une trappe de capsule, l’apparition soudaine de FOD devrait être intégrée dans le calendrier et le processus, en plus d’avoir un plan d’urgence si ce scénario devait se produire. Les équipes de pad devraient « faire marche arrière, retirer l’article, réinspecter et même nettoyer le joint, puis poursuivre le travail que vous essayez de faire », a déclaré Posey.
Ce ne sont pas seulement les écoutilles qui sont sujettes au risque de FOD. Les opérateurs de lancement mettent en œuvre des processus pour atténuer le risque de FOD, tels que l’utilisation de couvertures ou de boucliers lorsque des travaux comme la coupe ou le sciage doivent être effectués à proximité d’engins spatiaux. Et bien sûr, les opérateurs eux-mêmes doivent être propres. Les systèmes de propulsion, dans lesquels les carburants et les oxydants sont pompés à travers des systèmes à haute pression, peuvent être affectés par les FOD, a déclaré Posey, qui a travaillé sur la navette spatiale pendant ses derniers jours et “a passé des milliers d’heures sur les systèmes de propulsion, travaillant sur le sol avec techniciens, pour s’assurer que tout va bien.
Comme l’a expliqué Simon, le degré de propreté requis dépend souvent de la nature du projet ou de la mission elle-même. Posey a déclaré que chaque système a besoin de son propre plan de contrôle, les ingénieurs définissant des limites acceptables et décidant de ce qui doit être filtré.
Les protocoles de salle blanche pour les lancements de satellites sans équipage ont tendance à être minimes, “au point de se laver les mains et de mettre des gants”, a-t-il déclaré. Les missions impliquant un équipage sont cependant une autre histoire. “Avec les équipages, non seulement le système avionique doit fonctionner, mais vous ne voulez pas non plus que des choses volent partout”, en plus de garder les joints propres, a déclaré Simon. Une fois en orbite, la microgravité peut soudainement faire flotter des FOD inaperçus, y compris des cheveux et de la poussière. Posey a déclaré que les systèmes de filtration sont conçus pour faire face à ce genre de choses, “mais vous voulez toujours éviter les tracas”, comme exiger des couvercles sur les joints d’écoutille, entre autres mesures. Et “même les couvertures doivent être nettoyées et vérifiées pour les fuites”, a-t-il ajouté.
Posey a donné quelques sages conseils : “Assurez-vous toujours que vous ouvrez un système dans une salle blanche, effectuez uniquement ce que vous devez faire et effectuez une inspection avant de le fermer.” Et “si vous voyez quelque chose qui ne semble pas correct, entrez et enquêtez”, car c’est un “fardeau nécessaire”, a-t-il dit. Une deuxième paire d’yeux ne fera pas de mal, a-t-il ajouté. “FOD trouvera un moyen d’entrer dans votre système”, a déclaré Posey, d’où le terme “Smart FOD”. Il a raconté un incident au cours duquel un chausson, ou un couvre-chaussure, a été soudainement découvert dans le compartiment de la navette. “Il vient de glisser du pied de quelqu’un, et ce genre de choses peut être amusant rétrospectivement”, a déclaré Posey, mais les chaussons ou le ruban adhésif ou tout autre élément qui n’appartient pas peut être un problème d’inflammabilité.
Les mesures pour empêcher les FOD de pénétrer dans les composants ou les systèmes complexes commencent dans la salle blanche, et chaque salle blanche a ses propres exigences de propreté, selon le projet. Les salles blanches “sont spécialement certifiées et contrôlées selon un certain niveau de propreté en fonction de ce qu’elles contiennent”, et les articles doivent généralement être approuvés avant d’être autorisés dans une salle blanche, a déclaré Posey.
Des casiers sont disponibles pour ranger les objets en vrac; du ruban adhésif et des tampons de sol collants peuvent sécuriser les objets qui doivent se trouver dans la pièce ; et les attaches peuvent attraper tout ce qui tombe accidentellement. Les combinaisons, connues des ingénieurs sous le nom de “costumes de lapin”, couvrent les bras et les jambes et comportent généralement une capuche avec un filet à cheveux. Les barbes sont couvertes de filets à barbe, tandis que les chaussures sont recouvertes de chaussons.
“Une fois que vous êtes prêt et prêt, vous franchissez une double porte”, a déclaré Posey, dont la première “se ferme derrière vous, puis vous entrez dans la salle blanche”. Dans les chambres moyennes de certaines doubles portes, “l’air souffle partout sur vous, aspirant la poussière ou les débris”, a-t-il expliqué. Le personnel collectera tout FOD trouvé et enquêtera sur son origine et si des contrôles supplémentaires sont nécessaires. Les salles blanches “ne sont jamais assez propres”, a ajouté Posey.
Ces mesures sont un casse-tête supplémentaire mais nécessaire. La bonne nouvelle est que la détection des FOD s’améliore avec le temps. Les caméras sont désormais couramment utilisées pour observer pratiquement tous les coins d’une rampe de lancement, tandis que les scanners à rayons X et CT peuvent scruter l’intérieur des objets et créer des images 3D de l’intérieur d’une pièce. Avec ces outils, les ingénieurs peuvent “voir les problèmes d’assemblage” et “détecter les FOD qui n’auraient pas été trouvés autrement”, a déclaré Posey. Une capacité accrue à détecter les FOD est d’une importance croissante pour le secteur privé, en particulier à l’ère de la réutilisation des composants.
Les cheveux humains trouvés à l’intérieur du joint d’écoutille peuvent ou non avoir causé un problème pendant le vol Crew-5, mais cela n’a pas d’importance. Ce qui compte, c’est la sécurité et l’élimination de tout ce qui pourrait mettre des vies humaines en danger. Les ingénieurs continueront à rechercher les FOD, quels que soient les inconvénients qu’ils peuvent causer.
Suite: Se souvenir Entreprise: La navette d’essai qui n’a jamais volé dans l’espace.
