LA CONQUÊTE DE L’ESPACE

 

Pour les 50 ans du premier vol d’un homme dans l’espace, le 12 avril 1961, par le cosmonaute Russe, Youri Gagarine, voici le résumé de la visite-conférence du 4 février 2009 assurée par notre guide de l’AAMA, Alfred Wlodarczyk, basée sur les matériels présentés dans le hall de l’Espace du Musée de l’Air et de l’Espace.

Le début de la formidable odyssée de la conquête de l’espace, pourrait se situer au XIXème siècle, car l’homme était envoyé dans l’espace avec des canons, des ressorts, des échelles ou des fusées…

mais c’était dans les livres !!!

Il faut attendre le début du XXème siècle pour que principalement quatre personnages, travaillant chacun de leur côté, et ignorés de tous, s’intéressent et développent la fusée : un Russe (Tsiolkovski), un Américain (Goddard), un Roumain travaillant en Prusse (Oberth), et un Français (Esnault-Pelterie). La 2e Guerre Mondiale sera l’accélérateur de ce nouveau vecteur (la V2 de Werner von Braun) et enfin cette odyssée aboutira à la mise sur orbite du premier satellite artificiel de la Terre : Spoutnik, le 4 octobre 1957.
La grande aventure commence…

 

 

1 – LES PRECURSEURS

1.1 – Konstantin Tsiolkovski (1857-1935). URSS .

 

Il est le premier à établir l’équation du mouvement de la fusée, basée sur le principe de l’action et la réaction. Il publie dès 1903 des livres sur l’exploration de l’espace cosmique. Il propose même l’hydrogène et l’oxygène comme carburant et comburant, (c’est-ce qui est utilisé actuellement !). Ses travaux seront repris par de grands ingénieurs, comme Korolev (nous en reparlerons).

 

 

 

 

 

1.2 – Robert Goddard (1882-1945). USA.

 

Professeur de physique à la CLARK University de Worcester (Mass), il conçoit à partir de 1911, tous les sous-ensembles d’une fusée (tuyère, chambre de combustion, système d’alimentation en carburant, fusée multi-étages) et lance des fusées à poudre de 3 mètres, qui atteignent 150 mètres.
En 1926, il lance la première fusée à liquide au monde (essence et oxygène) qui pèse 4,6 kg et qui s’élève à 12 mètres.
En 1937, ses fusées sont devenues plus grosses et plus complexes et atteignent 2500 mètres à Roswell (Nouveau Mexique).

 

 

 

 

 

 

 

1.3- Robert Esnault-Pelterie (1881-1957). France.

 

Après s’être intéressé à l’aviation (moteur en étoile, manche à balai), cet ingénieur se consacre au développement des systèmes de propulsion des fusées, souvent sur ses propres fonds, car non financé par les Pouvoirs Publics. Il crée en 1927 un Comité pour la promotion des voyages dans l’espace, avec des membres éminents comme Jean Perrin (Prix Nobel de physique) et J.H. Rosny-Ainé, auteur de la « Guerre du feu » et inventeur du terme « astronautique ».
En 1930, il réalise un premier moteur-fusée dans son atelier de Boulogne-Billancourt.
Après la 2e Guerre Mondiale, il se désintéresse de cette activité. Mais un de ses assistant, le Commandant d’artillerie Jean-Jacques Barré (1901-1978) réalise la première fusée française à propulsion liquides (éther de pétrole et oxygène liquide) en 1941 : c’est la EA41 (Engin Autopropulsé 1941) qui pèse 100 kg et ne sera tirée que le 15 mars 1945 à Saint-Mandrier (portée de 100 km).

 

1.4 – Hermann Oberth (1894-1989). Allemagne.

 

Professeur de mathématiques et physique, au lycée allemand de Médias en Transylvanie, il publie en 1923 une thèse sur « La fusée vers les espaces interplanétaires ». En 1929, il préside une association consacrée à ce sujet. Le 23 juillet 1930, dans la banlieue de Berlin, a lieu le premier tir d’une fusée à carburant liquide. Mais par manque de moyens financiers, Oberth retourne à Médias et ne revient en Allemagne qu’en 1941, appelé par un de ses jeunes assistants de l’époque, Wernher von Braun, qui dirige maintenant le centre d’essais de Peenemünde, financé par les nazis.
En 1955, il rejoint von Braun aux Etats-Unis pour travailler sur les projets spatiaux américains. Il revient en Allemagne à l’heure de la retraite et meurt en 1989 dans la région de Nuremberg. Il sera le seul des pères de l’astronautique à avoir vu l’homme sur la Lune.

 

 

 

2 – LES SUCCESSEURS

 

2.1 – Wernher von Braun (1912-1977).

Ce jeune ingénieur conçoit et met au point, sous la direction du Colonel Dornberger à Peenemünde, la véritable première fusée à propulsion à liquide (essence plus oxygène liquide) qui, après quelques ratages spectaculaires (explosion sur le pas de tir), décolle le 3 octobre 1942, atteint la vitesse de 5000 km/h, l’altitude de 83 km et retombe à 192 km en mer, après 4 mn et 56 s de vol. Pour la première fois, un objet fabriqué par l’homme a frôlé l’espace (rappel : la limite a été définie à 100 km d’altitude).
Cette fusée s’appelle V2 (V pour Vergeltungswaffe : arme de représailles) de 14 m de haut et pesant 13 tonnes au départ. Elle sera construite à plusieurs milliers d’exemplaires, en particulier dans l’usine souterraine de Mittelwerke baptisée DORA, par des milliers de déportés venant du camp voisin de Buchenwald, dans des conditions de travail épouvantables (plus de 20 000 morts). Cette usine avait été décidée après le bombardement de Peenemünde le 17 août 1943 par la RAF (opération HYDRA), tuant 750 personnes.
Wernher von Braun se réfugie au Tyrol en mai 1945 pour se rendre aux Américains, qui l’emmèneront aux Etats-Unis, avec 117 de ses collègues (opération PAPERCLIP) et une centaine de V2 retrouvée dans l’usine DORA.
Les Russes, sous la direction de l’ingénieur Korolev, arrivent après les Américains et ne récupèrent que des pièces détachées et le reste des ingénieurs allemands, qui seront emmenés manu militari en URSS avec leur famille. Grâce eux, les V2 seront reconstituées et le premier lancement d’une V2 russe a lieu le 30 octobre 1947.
A noter que les Britanniques récupèrent 40 ingénieurs et les Français 123 ingénieurs et techniciens. Ces derniers seront à la base de la création du Laboratoire de Recherche Balistique (LRBA) de Vernon dans l’Eure, et de la conception de la première fusée française en 1952 : Véronique (V pour Vernon), issue également de la V2 allemande et filoguidée sur les 100 premiers mètres, pour assurer sa stabilité (1er vol le 20 mai 1952, ergols : acide nitrique et kérosène).

 

2.2 – Sergueï Korolev (1906-1966).

Ingénieur hors pair, passionné, bourreau de travail, cet homme subi les purges staliniennes de 1938 et se retrouve au goulag de Kolyma, l’un des pires goulags. Libéré en 1945, grâce à Tupolev, il étudie les V2 allemandes et les reconstitue avec l’aide des ingénieurs allemands emmenés en URSS. Il est chargé en mai 1954, d’étudier un missile capable d’atteindre les Etats-Unis depuis le sol soviétique (c’est la pleine Guerre Froide). Le missile s’appellera R7, capable d’envoyer une bombe de 5 tonnes à 8000 km.
Mais le rêve de Korolev est de se servir de cette fusée pour satelliser autour de la Terre, un objet de 2 à 3 tonnes, imaginé par un autre ingénieur soviétique Mikhaïl Tikhonravov. Le feu vert est enfin donné en janvier 1956 pour construire ce satellite artificiel, mais son poids est revu à la baisse, soit 200 à 300 kg seulement, ce sera l’«objet D ».
Les difficultés de conception s’accumulant, Korolev décide de simplifier à l’extrême ce satellite, pour permettre son lancement par la fusée R7, qui subit 3 échecs de lancement entre le 15 mai et le 12 juillet 1957. Le 4e essai sera le bon le 21 août 1957 et la fusée R7, rebaptisée Semiorka, est enfin prête pour lancer Spoutnik (qui signifie «Compagnon de voyage»).
Sergueï Korolev s’éteindra en 1966 lors d’une banale intervention chirurgicale. C’est seulement à ce moment là que son nom et toute son œuvre seront révélés au monde entier.

 

 

3 – SPOUTNIK

Le 4 octobre 1957, à 22 h 28, le lieutenant Chekounov appuie sur le bouton de mise à feu et la Semiorka n°8K71PS s’élève et se libère de l’attraction terrestre : Spoutnik 1 est injecté sur une orbite de périgée 228 km et d’apogée 947 km. L’orbite inclinée à 65,7° sur l’équateur, est parcourue en 96,17 minutes.
Pour la première fois, un objet construit par l’Homme, tourne autour de la Terre.
Spoutnik n’avait pour seul rôle que d’être détectable, d’où la présence d’un émetteur avec ses antennes, et une batterie basique zinc-argent, la température étant maintenue par des régulateurs. Son poids est de 83,6 kg. Le fameux bip-bip sera entendu par tous les radioamateurs du Monde entier.
Après 1400 révolutions autour de la Terre, Spoutnik 1 se désintègre dans l’atmosphère le 4 janvier 1958.
Les Américains pensaient bien être les premiers, de plus leur première tentative le 6 décembre 1957 se solde par un échec. La fusée Vanguard, qui devait satelliser une petite boule de 1,5 kg (baptisée Pamplemousse par Khrouchtchev) explose sur le pas de tir, en direct devant les caméras (la tentative sera baptisée par la presse de Flopnik ou Kaputnik).
Ce sera seulement le 31 janvier 1958 que l’essai sera concluant, grâce à la fusée Jupiter C de Wernher von Braun qui lancera le satellite Explorer 1 de 14 kg.
Il sera d’ailleurs à l’origine d’une découverte majeure : les ceintures de radiations autour de la Terre, mises en évidence par le physicien Van Allen.
Spoutnik 1 sera suivi de Spoutnik 2 (508,3 kg), qui emmène dans l’espace la petite chienne Laïka le 3 novembre 1957. Malheureusement, suite à une défaillance du système de régulation de température, la petite chienne meurt de chaud entre le 3e et le 4e tour de Terre. De toute façon, il n’était pas prévu de la récupérer.
Spoutnik 2 a tourné autour de la Terre pendant 5 mois et demi avant de se désintégrer dans l’atmosphère.

 

Il est intéressant de noter toutes les premières soviétiques :

– 1er octobre 1957 : premier satellite artificiel Spoutnik 1.
– 3 novembre 1957 : premier satellite habité par un animal Spoutnik 2.
– 15 mai 1958 : premier satellite lourd Spoutnik 3 (1357 kg), c’est l’objet D.
– 2 janvier 1959 : premier corps artificiel autour du Soleil : Luna 1 (362 kg) loupe la Lune et se satellise sur orbite solaire entre la Terre et Mars.

– 12 septembre 1959 : premier vaisseau spatial à heurter la Lune : Luna 2.
– 18 octobre 1959 : premières photos de la face cachée de la Lune : Luna 3 (17 clichés).
– 19 août 1960 : premiers êtres vivants à revenir sur Terre : Spoutnik 5 avec les chiennes Belka et Stelka (plus un lapin, des rats et des souris).

 

– 12 avril 1961 : premier cosmonaute de l’Humanité : Youri Gagarine et sa cabine Vostok (1h 48mn de vol).

 

– 16 juin 1963 : première femme en orbite terrestre : Valentina Terechkova (70h 41mn de vol).

– 12 octobre 1964 : première mission avec 3 hommes : Komarov, Egorov et Foestitov dans la vieille cabine Vostok et sans scaphandre.
– 18 mars 1965 : première sortie d’un homme dans l’espace Aleksei Leonov (12 mn).
– 3 février 1966 : premier alunissage en douceur : Luna 9, après 7 tentatives.
– 17 août 1970 : première sonde à atterrir sur une autre planète : Vénus avec Venera 7.

 

 

– 19 avril 1972 : première station spatiale en orbite terrestre : Saliout 1.

– 19 février 1986 : première station spatiale en orbite terrestre, habitée en permanence : Mir (qui veut dire paix en russe).
– A partir du 8 janvier 1994, Valeri Poliakov pulvérise le record de temps passé dans l’espace (438 jours).
– La station Mir est détruite intentionnellement en 2001, les débris tombent dans le Pacifique.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 – LE PROGRAMME DIAMANT

Après l’URSS et les Etats-Unis, la 3e nation spatiale est la France, grâce à la fusée Diamant. Fusée de 3 étages qui est issue d’un programme de développement d’engins balistiques, pour le système de Défense Nationale de dissuasion nucléaire, sous l’égide de la SEREB (Société d’Etude et de Réalisation d’Engins Balistiques).

Ce sera la série dite des « Pierres Précieuses » :

De droite à gauche : fusée Véronique, fusées sondes Bélier, Centaure et Dragon, puis fusée Rubis exposées au Musée de l’Air (photo Christian Leblanc) Les mêmes sous un autre angle (photo Christian Leblanc)

– le premier étage VE121 (14,7 tonnes) est baptisé Emeraude, la propulsion est à liquide (acide nitrique et essence de térébenthine), avec une seule tuyère orientable.
– le deuxième étage VE111 (3 tonnes) est baptisé Topaze, la propulsion est à poudre avec 4 tuyères orientables.
– l’ensemble 1er-2e étages VE231 est baptisé Saphir.
– lorsque le troisième étage Rubis (712 kg) et le satellite sont ajoutés sur l’ensemble Saphir, cela devient Diamant qui sera lancé depuis la base d’Hammaguir au Sahara Algérien, le 26 novembre 1965 et qui injectera en orbite le premier satellite français A1, très vite rebaptisé Astérix (42 kg). L’orbite sera de 528 – 1770 km. L’émetteur tombe malheureusement en panne, mais le satellite sera repéré et suivi par radar.

Fusée Diamant A exposée au Musée de l’Air et de l’Espace (photo Christian Leblanc)

Fusée Diamant A sous un autre angle

Au total, 4 tirs seront réalisés à partir d’Hammaguir, pour mettre en orbite :

– Astérix le 26 novembre 1965.

Capsule A1 (Astérix) (DR)

Astérix ( le nom original était A-1) est le premier satellite artificiel français lancé le 26 novembre 1965 à 15 heures 47 minutes 21 secondes (heure de Paris) par une fusée (DR) Diamant A. Maquette exposée au Musée de l’Air et de l’espace du Bourget.

– Diapason le 17 février 1966.
– Diadème 1 le 8 février 1967.
– Diadème 2 le 15 février 1967.

Schéma de la mise sur orbite d’ Astérix (DR)

Départ de la fusée Diamant A, le 26 novembre 1965, avec le satellite Astérix à Hammaguir (DR)

 

Puis les lancements se feront à partir de la nouvelle base de Kourou, en Guyane, avec des Diamant BP4 améliorées.

Il faudra attendre le 24 décembre 1979 pour assister au tout premier tir de la nouvelle fusée européenne Ariane 1, couronné de succès. Succès qui efface les avatars de la fusée européenne précédente Europa 1 et 2 (1er étage anglais Blue Streak, 2e étage français Coralie, 3e étage allemand, …) qui entre 1964 et 1970, subit 9 échecs sur 9 tirs effectués. Le programme sera stoppé en 1972.

 

 

 

 

 

 

 

 

Après Ariane 1 (3 étages, 210 tonnes), le développement s’est poursuivi au travers d’Ariane 2, puis 3, puis 4, pour aboutir à une toute nouvelle fusée de 610 tonnes : Ariane 5 (1 étage cryogénique à hydrogène et oxygène liquide et 2 boosters à poudre).

Son premier tir le 4 juin 1996 ne s’est malheureusement pas très bien passé (explosion commandée après quelques secondes de vol déviant). Depuis, tous les tirs sont des succès (5 à 6 par an), avec des possibilités de satellisation atteignant 9 à 10 tonnes en orbite géostationnaire.

 

 

 

 

 

 

 

 

5 – LE PROGRAMME APOLLO

Après l’affront de Spoutnik, le coup de tonnerre du vol de Youri Gagarine a littéralement traumatisé les Américains, et lors d’un discours célèbre le 25 mai 1961, le nouveau Président des Etats-Unis, J.F. Kennedy, lancera son fameux défi :
« Avant la fin de cette décennie nous ferons atterrir un homme sur la Lune et le ramènerons sain et sauf ».

Ce défi était lancé juste après le saut de puce dans l’espace d’Alan Shepard, d’une durée de 15 mn et 28 secondes le 5 mai 1961, qualifiant ainsi la cabine Mercury lancée par une fusée Redstone de Wernher von Braun.

C’est le premier pas de ce fabuleux programme de la conquête de la Lune :

– Cabine Mercury : 7 vols entre 1962 et 1963, avec la première mise en orbite le 20 février 1962 de l’astronaute John Glenn, premier américain à tourner autour de la Terre.

 

– Cabine Gemini : biplace, elle a permis la mise au point des rendez-vous spatiaux.

 

– Cabine Apollo : propulsée par la plus grosse fusée jamais conçue par l’Homme, la Saturne 5, de 110 mètres de haut et 2800 tonnes au décollage, cette cabine emporte trois astronautes.

Après le drame d’Apollo 1 (mort de White, Grissom et Chaffee, brûlés vifs dans l’incendie de la cabine sur le pas de tir, lors d’une répétition), la mise au point sera plus longue que prévue,

mais avec des étapes importantes, comme le premier vol humain autour de la Lune le 24 décembre 68 par Apollo 8.

C’est enfin l’alunissage du LM (Lunar Module) baptisé Eagle, d’Apollo 11 le 20 juillet 1969, et le premier pas humain sur le sol de la Lune par Neil Amstrong, suivi quelques minutes plus tard par Eldwin « Buzz » Aldrin. Quant au 3e homme, Michael Collins, il était resté en orbite à 112 km autour de la Lune dans le CM (Command Module) baptisé Colombia.
Amstrong prononcera sa phrase célèbre restée dans toutes les mémoires :
« Un petit pas pour l’Homme, mais un bond de géant pour l’Humanité » lorsqu’il touche le sol lunaire en bas de l’échelle du LM.

Les astronautes d’Apollo 11 de gauche à droite : Neil Amstrong , Michael Collins, Edwin « Buzz » Aldrin

Retour du LEM Eagle de la mission Apollo 11, avec un superbe clair de Terre.

Prévu jusqu’à Apollo 20, le programme se déroulera comme suit :

– Apollo 12 : du 14 au 24 novembre 1969, avec Charles Conrad et Alan Bean à bord du LM Intrepid, qui se pose dans l’océan des Tempêtes, à 170 mètres de la sonde Surveyor 3, posée là depuis 2 ans et demi. Richard Gordon est resté dans le CM autour de la Lune.

 

– Apollo 13 : partie le 11 avril 1970, c’est le drame le 13 avril pour James Lovell, Jack Swigert et Fred Haise, après l’explosion d’un des réservoirs d’oxygène. Ils reviennent sain et sauf après 4 jours d’un formidable voyage catastrophe.

 

– Apollo 14 : du 31 janvier au 9 février 1971, le LM Antares se pose dans le cratère Fra Mauro, avec Alan Shepard (le vétéran du programme Mercury) et Edgar Mitchell. Ils collecteront 45 kg de roche. Le 3e homme resté dans le CM autour de la Lune est Stuart Roosa.

 

– Apollo 15 : du 26 juillet au 7 août 1971, le LM Falcon se pose dans la plaine de Hadley, près des monts Apennins, avec David Scott et James Irvin, Alfred Worden restant en orbite autour de la Lune dans le CM. Equipés d’une jeep électrique, les deux astronautes parcourront une dizaine de kilomètres.
C’est lors de cette mission que Scott démontra l’expérience de la chute des corps de Galilée, avec une plume et son marteau de géologue : qu’ils soient légers ou lourds, tous les corps chutent dans le vide avec la même accélération.

 

– Apollo 16 : du 16 au 27 avril 1972, le LM Caspar se pose dans le cratère Descartes, avec John Young et Charles Duke. Ils parcourent avec leur jeep plus de 25 km et collectent 96 kg de roche, Thomas Mattingly restant aux commandes du CM en orbite lunaire.

Apollo 16, Thomas K.Mattingly II (gauche), John W.Young, Charles M.Duke Jr (Crédit NASA)

Apollo 16, John Young et la jeep lunaire

– Apollo 17 : du 7 au 19 décembre 1972. C’est la mission de tous les records. Eugène Cernan et Harrison Schmidt rapportent 110 kg de roche, 2000 photos de leur environnement et parcourent 36 km à bord de leur jeep, s’aventurant à plus de 7 km du LM Challenger, posé dans la région de Taurus Littrow, Ronald Evans étant resté dans le LM autour de la Lune.

Ce sera la dernière mission, car la NASA estima que tous les objectifs étaient atteints et que les risques de catastrophes restaient élevés.
Sur la partie du LM resté sur place, est apposé une plaque gravée avec cette inscription en latin : « C’est ici que l’Homme a achevé ses premières explorations de la Lune en décembre 1972 après J.C. Puisse l’esprit de paix dans lequel nous sommes venus se refléter dans la vie de toute l’Humanité ».

En conclusion de cette formidable épopée, 12 Américains auront donc marché sur la Lune et 383 kg de roche seront ramenés sur la Terre.

 

Pour les Soviétiques, l’atterrissage d’un équipage sur la Lune ne deviendra un objectif prioritaire qu’en 1964. Curieusement Krouchtchev donnera l’ordre de concevoir 2 lanceurs différents : le Proton de Chelemoï et le N1-L3 de Korolev.
L’existence de 2 programmes aussi coûteux se révélera néfaste. Le 3 juillet 1969, le lanceur N1-L3 explose à 100 mètres d’altitude, dévastant le pas de tir (le nombre de morts ne sera jamais connu). Il faudra 3 ans pour reconstruire le site.
Puis le 13 juillet 1969, c’est le lancement de la sonde Luna 15 par le lanceur Proton. Cette sonde doit se poser en douceur sur la Lune, prélever des échantillons et revenir sur Terre. Mais elle s’écrase sur le sol lunaire le 17 juillet, alors que les Américains viennent de faire décoller Apollo 11.

Les Soviétiques ont perdu ce jour-là la course à la Lune. Ils n’iront qu’avec des robots :

– Lunakhod 1 (756 kg) le 17 novembre 1970, piloté depuis la Crimée par une équipe de 6 hommes jusqu’au 30 septembre 1971, et qui parcourt un peu plus de 10 km.

– Lunakhod 2 le 16 janvier 1973 qui parcourt plus de 30 km.

 

6 – LES SONDES SPATIALES

Une multitude de sondes seront lancées dans l’espace :

– Vers la Lune (plus de 80 depuis 1958 et de toute nation : américaine, russe, européenne, chinoise, japonaise et tout récemment indienne)
– Vers toutes les planètes de notre système solaire et de leurs satellites naturels.
Certaines sondes se sont posées sur le sol de Venus et de Mars, et même sur des comètes et des astéroïdes. Elles nous ont envoyé des photos phénoménales de ces autres mondes.

Mais quatre d’entre-elles sont particulières, car après avoir visité tout le système solaire, elles s’en échappent définitivement :

– Pioneer 10 (285 kg) lancée le 2 mars 1972, elle envoie la première photo de Jupiter, découvre les anneaux d’Uranus, puis s’éloigne du Soleil. Le contact est perdu le 26 février 2003 (plus de 30 ans après son lancement !) à près de 13 milliards de km de la Terre.
Cette sonde porte une plaque dorée de 15 x 23 cm, avec un message gravé imaginé par l’astronome américain Carl Sagan, à l’intention d’éventuels extraterrestres, et décrivant le système solaire, un couple d’humains avec le profil de la sonde pour donner l’effet d’échelle.
– Pioneer 11, lancée le 5 avril 1973, avec la même mission que Pioneer 10.

Plaque de Pioneer 10 a l’initiative d’Eric Burgess, Carl Sagan et son épouse Linda Salzman Sagan (Crédit NASA)

Pioneer 10 lancement 3 mars 1972 à 01:49 UTC. Fin de mission 31 mars 1997. Dernier contact le 23 janvier 2003 (Crédit NASA)

– Voyager 1 (825 kg) et Voyager 2, lancées respectivement le 5 septembre 1977 et le 20 août 1977, pour visiter les 4 planètes géantes puis s’échapper du système solaire. Voyager 1 porte un vidéodisque sur lequel sont enregistrés, avec un message du Président Carter, une encyclopédie, des morceaux de musique, des cris d’animaux etc.…

Ces 4 sondes atteindront dans 20 000 ans, le nuage de Oort, berceau des comètes et frontière du système solaire, situé à 1 année-lumière (10 000 milliards de km). Après l’avoir franchi (sans encombre ?), Pioneer 10 atteindra l’étoile Aldebaran (à 65 années-lumière) dans 1,3 million d’années, alors que Pioneer 11 part dans le sens opposé.
Voyager 1 et Voyager 2 partent à la vitesse de 17 km/s (61 200 km/h) vers respectivement la constellation de la Girafe et la constellation d’Andromède.

Ces distances nous donnent une leçon de modestie sur notre situation de terriens. Pour s’en rendre compte, imaginez la simulation simple suivante :

– Représentez le Soleil par une boule sphérique de 1 mètre.
– Posez une bille de 1 cm représentant la Terre à 100 mètres.
– Positionnez une boule de 1 mètre représentant l’étoile la plus proche du Soleil (Proxima du Centaure située à 4,2 années-lumière et équivalente en taille au Soleil) à 30 000 km.

Cela donne l’idée du vide sidéral qui nous entoure et de notre solitude, qui fait penser au fameux « paradoxe de Fermi ».

 

7 – LES SATELLITES ARTIFICIELS

Plus de 1 300 satellites artificiels tournent autour de la Terre, à des altitudes variant de 300 à 40 000 km. Au moins 600 d’entre eux sont encore actifs. Ils sont soit :

– Militaires (observation et communication)
– Civils (communication, télévision, météo, observations scientifiques).

Citons-en quelques uns :

– Satellites météo : Météosat (Europe) sur orbite dite « géostationnaire » à 36 000 km d’altitude (permet de tourner à la même vitesse de rotation de la Terre et de rester ainsi au dessus du même point). Cosmos 122 (URSS) et ITOS.C (USA).

 

– Communication : Symphonie, Télécom 1A – 2A, Arabsat, etc.… également sur orbite géostationnaire.

– Observation : SPOT sur orbite polaire à 822 km, permettant la photographie de l’ensemble de la planète. Hubble, formidable télescope permettant des observations profondes de l’Univers (comme le Space Deep Field révélant des milliers de galaxies situées à plus de 10 milliards d’années-lumière dans un champ d’observation très étroit).
– Autres missions : système de positionnement GPS (USA), GLONAS, l’équivalent russe et Galileo l’équivalent européen en cours de lancement.

 

8 – LES STATIONS SPATIALES

La toute première fut soviétique : Saliout 1 en 1971, puis américaine avec Skylab en 1973.
La première à être occupée sans interruption sera la soviétique Mir (qui veut dire paix en russe), entre 1986 et 2001. Et enfin, une collaboration internationale termine actuellement la construction en orbite de l’ISS (International Space Station).
Toutes ces stations tournent sur des orbites basses (entre 300 et 500 km d’altitude) et de ce fait, leur vitesse est de l’ordre de 28 000 km/h.

Les moyens utilisés pour s’y rendre sont :

– La cabine Soyouz (URSS) de 3 places.
– La navette spatiale américaine de 7 places, qui de plus, permet d’emporter des charges importantes (satellites, outillages, etc…). Au total 5 navettes ont été construites : Colombia, Challenger, Discovery, Atlantis et Endeavour. Seules 3 subsistent qui voleront jusqu’en 2010.

 

– Pour mémoire la navette spatiale soviétique Bourane, qui n’a fait qu’un seul vol automatique inhabité le 15 novembre 1988. Ce programme a été stoppé par Boris Elsine.

Le rendez-vous avec la station spatiale n’est pas simple, car l’espace est plein de paradoxes. Nous devons à Johannes Kepler (1571-1630), astronome et mathématicien Allemand de génie, trois lois fondamentales de la mécanique céleste.
Il écrit les deux premières en 1609 (en France, le roi s’appelle Henri IV !) et la troisième en 1619.

Pour comprendre la complexité d’un rendez-vous orbital, rappelons ces trois lois dans une version simplifiée :

– 1ère loi : l’orbite d’un satellite est une ellipse, dont la Terre occupe l’un des foyers. Il y a donc un point haut : l’apogée, et un point bas : le périgée.
– 2e loi : la vitesse du satellite est faible à l’apogée et forte au périgée.
– 3e loi : le carré des temps des révolutions planétaires est proportionnel au cube du grand axe de l’orbite.

Ce qui veut dire que pour rejoindre une cible en orbite, il faut que le chasseur :

– Se place dans le plan orbital de la cible (1ère loi).
– Doit rejoindre l’orbite de la cible en appliquant la 2e loi, mais en se souvenant qu’une accélération augmente l’apogée et un freinage baisse cet apogée (contrairement à notre réflexe d’accélérer pour rejoindre !). D’où un ajustement constant, en ayant respecté bien évidemment l’heure et la date de lancement (appelé fenêtre de lancement), pour arriver finalement près de la cible, l’assemblage sur les derniers mètres s’effectuant par à-coups, en négligeant ces lois.

En bref, une cabine Soyouz ou une navette spatiale mettra entre un jour à un jour et demi pour rejoindre et s’arrimer à la station spatiale.

En conclusion de ce chapitre concernant les satellites habités, notons les noms donnés à ces hommes et femmes de l’espace :

– Astronaute pour les Américains.
– Cosmonaute pour les Russes.
– Spationaute pour les Français.
– Taïkonaute pour les Chinois.

Le premier spationaute français est Jean-Loup Chrétien, qui tourna en orbite du 24 juin au 2 juillet 1982, en compagnie d’Alexandre Iventchenkov et de Vladimir Djanibekov (URSS) dans la station spatiale Saliout 7, rejointe grâce à la cabine Soyouz T6.

9 – LE COÛT DE L’ESPACE

9.1 – Coût humain.

Depuis 1958, pas moins de 22 astronautes et cosmonautes ont péri dans l’aventure de la conquête spatiale :

– 1 cosmonaute en 1961 (Valentin Bondarenko brûlé vif durant un entraînement de pré-vol).
– 1 cosmonaute sur Soyouz 1 le 5 août 1966 (crash de Vladimir Komarov lors de la rentrée).
– 3 astronautes sur Apollo 1 le 27 janvier 1967 (Virgil Grissom, Edward White et Roger Chaffee brûlés vifs lors d’une simulation sur le pas de tir).
– 3 cosmonautes sur Soyouz 11 le 30 juin 1971 (Georgi Debrovolsky, Vladislav Volkov et Victor Patsayev retrouvés morts suite à une dépressurisation de la cabine en orbite).
– 7 astronautes sur Challenger le 28 janvier 1986 (fuite d’un booster à poudre et explosion du réservoir externe au décollage, tuant Francis Scobee, Michael Smith, Ronald McNair, Ellison Onizuka, Gregory Jarvis, Judith Resnik et Christa McAuliffe).
– 7 astronautes sur Columbia le 1er février 2003 (perforation d’une aile et désintégration de la navette lors de la rentrée dans l’atmosphère, tuant Rick Husband, William McCool, Michael Anderson, David Brown, Kalpana Chawla, Laurel Clarck et Ilan Ramon).

Ceci montre que cette aventure humaine est une véritable épopée, dans des conditions extrêmes où le risque se conjugue au quotidien. Comme dans l’aéronautique, le risque zéro n’existe pas, car outre le facteur humain, un appareil peut toujours tomber en panne et conduire par malchance à un désastre.

9.2 – Coût matériel.

Simplement pour situer l’échelle des valeurs, voici quelques comparaisons :

– Prix d’un A380 : 230 M€
– Lancement d’un satellite géostationnaire : 355 M€
– Mars Orbiter : 555 M€
– Kourou, l’infrastructure : 2 Md€
– Séquençage du génome humain : 2,3 Md€
– Télescope Hubble : 5 Md€
– Réacteur expérimental ITER : 10 Md€
– Système Galiléo (GPS européen) : 10 Md€

9.3-  Coût en terme de pollution.

Que ce soit pour les satellites géostationnaires ou pour les futures constellations de satellites en orbite basse, l’encombrement progressif de l’espace par les satellites hors d’usage et les débris divers, devient une question de plus en plus préoccupante.
Seuls les Etats-Unis et la Russie ont les moyens de surveiller l’espace. Le suivi de ces objets divers est assuré avec différents moyens (radar, télescope …) par le NORAD américain et son équivalent SKKP russe.
Actuellement, plus de 10 000 objets de 10 cm à 1 mètre sont suivis (débris de satellites détruits, morceaux de fusées, etc…). Pour les objets plus petits (éclats de peinture, outils divers, etc…) ils sont estimés à plusieurs millions, le tout se concentrant entre 500 et 1500 km d’altitude.
Avec un missile, les Chinois ont détruit récemment un de leurs vieux satellites, en orbite basse, ce qui a généré plus de 300 débris qui se baladent entre 300 et 500 km d’altitude !

 

10 – LE FUTUR

Les Etats-Unis, sous l’impulsion du Président G.W. Bush, ont relancé un programme, baptisé Ares pour le lanceur et Orion pour le module de commande, en vue de débarquer sur la Lune vers 2020. On prête cette intention également aux Chinois, mais sans confirmation ni certitude.

Le but est d’installer des bases permanentes sur le sol lunaire occupées en permanence et servant de point de départ pour l’étape suivante : le débarquement sur Mars. Il est vraisemblable que cette première mission humaine vers cette planète située à 50 millions de km de la Terre, lorsqu’elle est au plus près, ne se fera pas avant 2030-2035.

Mais pour explorer encore plus loin, il sera nécessaire d’inventer de nouveaux moyens de propulsion, pour remplacer les moyens actuels (la propulsion chimique à ergols liquides, cryogénique ou à poudre) par exemple :

– la voile solaire (pression de radiation du vent solaire).
– La propulsion à plasma (laser).
– La propulsion électrique (à flux d’ions).
– La propulsion nucléaire (thermique ou par fission).
– La propulsion à l’anti-matière.

Sans évoquer les solutions « exotiques » (trou de ver, télé transportation, etc.…) chères aux auteurs de science-fiction.

Mais au delà de Mars, à part peut-être les satellites naturels de Jupiter et Saturne (exemple Titan sur lequel vient d’atterrir la sonde Huyggens), il paraît inconcevable de visiter d’autres systèmes planétaires (actuellement plus de 300 exo planètes ont été détectées et même photographiées), du fait des distances à franchir.
En sachant qu’on ne peut s’affranchir de la vitesse finie de la lumière (300 000 km/s) et que le retour sur Terre s’accompagne du fameux « paradoxe des jumeaux », encore appelé « paradoxe de Langevin » (suivant la théorie de la relativité d’Einstein), la durée d’un voyage aller-retour interstellaire pour une fusée propulsée à une vitesse subissant une accélération constante de 1 g jusqu’à mi-chemin, puis décélérant jusqu’à l’arrivée, serait, pour une distance de :

– 1,7 AL (année-lumière) : 5 ans à bord et 6,5 ans sur Terre
– 9,8 AL : 10 ans à bord et 24 ans sur Terre
– 137 AL : 20 ans à bord et 270 ans sur Terre.

En conclusion, la colonisation de l’Univers comme finalité, perd son sens.
Quelques hommes s’y risqueront malgré tout, tout comme il y a 3 millions d’années, Lucy explora la vallée voisine de son berceau.

 

 

Alfred Wlodarczyk (guide AAMA)