CHRONOLOGIE
SPACE SHUTTLE

Le réservoir externe External tank comprend trois parties, le réservoir d' oxygène liquide à l' avant, la jupe inter-réservoir et le réservoir d' hydrogène liquide à l' arrière. Il mesure 46,75 m de long pour 8,40 m de diamètre L'ensemble est recouvert d'un protection isolante appelée SOFI (spray-on foam insulation. ) Elle épouse toute la structure des réservoirs d'oxygène et d'hydrogène ainsi que celle de l'inter-réservoir cylindrique où sont attaché les boosters SRB. Son but est d'isoler le réservoir des conditions extrêmes auquel il est soumis aussi bien à l'intérieur qu'à l'extérieur.

A l'intérieur, le réservoir contient 750 tonnes de propergols à des températures extrêmement basse - 183 °C pour l'oxygène liquide et - 253°C pour l'hydrogène liquide. A l'extérieur, il est soumis à des températures positives lors de l'ascension par le frottement aérodynamique à l'avant d'une part et le "feu thermique" des moteurs à l'arrière. 

La protection thermique doit rester intègre et resté fixer à la structure en aluminium lors du remplissage des propergols froids, le réservoir ayant tendance à "reculer" de quelques centimètres. L époxy utilisé comme colle  paraît faire très bien son travail, même si, en fait, sous le stress, la mousse se déchire dans beaucoup de cas par morceau, en laissant une couche attaché au réservoir pendant que le reste s'écrase contre la navette, quelquefois à plusieurs fois la vitesse de son, d'après plusieurs rapports NASA.

Trois séries de réservoirs ont été utilisés depuis 1981. De STS 1 à STS 5, puis STS 7, c' est le réservoir standard, pesant quelque 35400 kg vide. Pour STS 6 et de STS 8 à STS 90 en 1998, c' est le réservoir allégé pesant 29900 kg à vide. Enfin depuis STS 91 (ET 96, le 100eme livré par Martin), c' est le réservoir super allégé (moins 3000 kg) qui est utilisé.

A partir de 1997, les pressions politiques ont peut être contribuer à ce que cette mousse se casse bien plus souvent après le lancement. Le changement dans sa composition, pour des raisons écologiques a en effet coïncider avec des pertes de morceau d'isolant plus important cette année là. Avant la mission STS 87 de Columbia, la NASA a changé sa méthode de dépôt de l'isolant sur le réservoir. Le but était d'éliminer le fréon qui détruit la couche d'ozone.

La mousse est un polyisocyanurate résistant à de très hautes températures qui est vaporisée sur le réservoir au centre Michoud MAF de Lockheed Martin à la Nouvelle-Orléans. En séchant, elle prend sa couleur orangé, permettant de suivre le réservoir plus facilement pendant l'ascension. Le NCFI 24-124 couvrent la majeure partie du réservoir d'oxygène et d'hydrogène. Le NCFI 24-57 est utilisé pour recouvrir le dôme arrière. Cette isolant est appliqué avec un agent expenseur le HCFC-141b, un hydrochlorofluorocarbone qui remplace le CFC 11 utilisé depuis le début du programme et interdit depuis 1987 et les accords de Montréal. Le BX-250 est une mousse polyurethane utilisée sur les dômes, les rampes et les zones où l'isolant est appliqué manuellement. 

La mission STS 86 en septembre est la première utilisant le nouvel isolant NCFI 24–124 SOFI à la place du "traditionel" CPR–488 (réservoir n°88). Il y a trois différences distinctes entre les isolants:
_ 1 Un changement sur le polymère de base du CPR–488 au NCFI 24–124,
_ 2 Un changement sur l'agent "soufflant" du CFC–11 au HCFC–141b (plus propre)
_ 3 Une réduction de densité de l'isolant NCFI 24–124 afin de terminer les réductions de poids du programme Super Lightweight Tank.

Gregory Katnik, directeur technique à la NASA signale dans un rapport que Columbia avait environ 308 trous dans sa protection thermique lors de son retour sur terre en décembre 1997, beaucoup plus que d'habitude (40). 132 points étaient long de 2,5 cm et d'autres long de 25 sur les 2/3 d'épaisseur de la tuile. Selon ce rapport, la chute de morceau de protection thermique du réservoir au lancement était responsable de ce dégâts. Bien que léger, ces morceaux touchent la carlingue à une vitesse de Mach 2 à 4, devenant un projectile très dangereux. 

Réservoir du STS 86

Les causes hypothétiques de la perte de l'isolant sur l'inter-réservoir peuvent être soit la réduction des propriétés mécaniques de l'isolant à hautes températures, le stress du à l'environnement au moment du lancement et dans l'espace soit enfin le stress du à la structure des raidisseurs de l'inter-réservoir.
Pour les prochains vol, il est décidé de réduire l'épaisseur de l'isolant sur cette partie et de réaliser des "trous" de ventilation afin de réduire le stress du au vide et à la chaleur. Les vols STS 95 (ET 98) est porteur d'une caméra installée sur le booster gauche destiné à filmer la perte de l'isolant. Sur le film, l'isolant commence à s'enlever à la 92eme seconde et continue jusqu'à la séparation.
Les missions STS 96 et 93 embarquent elles deux caméras installées sur les deux boosters de chaque coté du réservoir.
Ces caméras 8 mm est une Super Circuit model PC–17YC avec un objectif de 4,3-mm de focale ouvrant à f1,8 avec 74° de champ de vue et une définition horizontale de 450 lignes. Elle enregistre de H+5 à la séparation des boosters.

Les mêmes caméras sont également montés sur les vols STS 103 en décembre 1999 et STS 101 en mai 2000.
Sur STS 95, on enregistrera 226 pertes d'isolant avec un pic à T + 100 s.
Sur STS 96, on comptera 250 pertes d'isolant avec un pic à T + 115 s sur un coté du réservoir et 632 de l'autre.
Sur STS 93, on comptera 144 pertes d'isolant avec un pic à T + 104 s sur un coté du réservoir et 119 de l'autre.
Sur STS 103, on comptera 39 pertes d'isolant avec un pic à T + 110 s sur un coté du réservoir et 63 de l'autre.
Sur STS 101, on comptera 100 pertes d'isolant avec un pic à T + 110  s sur un coté du réservoir et 258 de l'autre.

Le but de ces mesures est de détermine la meilleure méthode pour préparer l'isolant du réservoir. L'ajout de zone ventilées permet de réduire la perte d'isolant pendant l'ascension.

Des experts indépendants ont confirmé les dégâts potentiels de cette mousse. Elisabeth Paté Cornell, professeur et président du département des sciences et de la construction à l'Université de Stanford, a mené une analyse sur ce risque avec le Shuttle en 1990. Basé sur données de simulations conduites par NASA et autres sources, Paté Cornell et ses collègues a construit un modèle mathématique pour prédire la probabilité de dégât des tuiles qui contribuerait à une catastrophe pour la navette. Ils ont conclu que le risque d'un accident était de 10% à cause de la perte d'une tuile et 40% à cause de tuiles endommagés par la chute de la protection thermique du réservoir.

Katnik a supposé dans son rapport de 1997 que les dégâts supplémentaires vu sur STS-87 pouvait être associé à la nouvelle composition de la mousse qui apparemment ne pourrait rester stable pendant l'ascension. Il a écrit qu'une enquête serait menée  par le centre Marshall de huntsville.

L'inspection de la couche d'isolant du réservoir extérieur se fait par une équipe à l'oeil nu lorsque le Shuttle est sur le pad. Un rapport datant du milieu des années 90 montre qu' une technique d'inspection au laser appelé shearography pouvait éliminer sinon réduire le décollement de l'isolant. Le principal inconvénient d'une inspection visuelle étant  qu'elle ne permet pas de voir les petits trous et fissures éventuelles. Selon d'autres ingénieurs, notamment travaillant chez Lockheed où sont fabriqués ses réservoirs, le système ne donnerait pas de bons résultats et fausserait même les mesures. De plus, lors de l'assemblage du réservoir avec les SRB et l'Orbiter, de la mousse isolante est rajoutée sur le réservoir pour protéger les points d'attache. Ces "rajouts" auraient tendance à se décoller souvent.

L'agent expenseur du BX-250 est un chlorofluorocarbon CFC 11. En 1999, la NASA décide d'utiliser un nouvel isolant le BX-265 avec le même agent expenseur que le NCFI, le HCFC-141b. Il est utilisé pour la première fois sur STS 113 en 2002.

Columbia STS 107 utilisait un réservoir extérieur de type LWT ET 93 (LWT-86) l'un des trois derniers restants à être utiliser le ET 94 (LWT 87) et le ET 95 (LWT 88). A noter que Columbia avait été lancé deux fois avec un réservoir de type SLWT sur STS 93 et 109.

Au 3 février 2003, Lockheed martin avait livré à la NASA trois réservoirs de test et 121 réservoirs de vol. Le contrat de production de la firme s'étend jusqu'en 2008.

D'après "Photographic Analysis Technique for Assessing External Tank Foam Loss Events" de T.J. Rieckhoff, M. Covan, et J.M. O’Farrell, juin 2001 George C. Marshall Space Flight Center Marshall Space Flight Center, AL 35812