L'agence spatiale européenne et l'indépendance de l'Europe/Les vols habités

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L'agence spatiale européenne et l'indépendance de l'Europe Sommaire
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À l'intérieur du Spacelab, en 1985.
L'équipage de l'expédition 21 de l'ISS, qui a séjourné en orbite du 11 octobre au 1er décembre 2009. De gauche à droite : Maksim Surayev, Nicole Stott, Jeffrey Williams, Frank De Winne (commandant), Robert Thirsk, Roman Romanenko.
Le module Columbus vu de l'intérieur de l'ISS.
Vue d'artiste de l'ATV.

Les Américains et les Russes se sont rassemblés dès 1998 pour construire un grand complexe spatial en orbite. Ce complexe spatial sera habité 365 jours par an et destiné à la recherche scientifique. Ils invitent Européens, Canadiens et Japonais à se joindre au projet.

L'Europe avait déjà développé en 1973 le Spacelab, module scientifique destiné à être embarqué dans la soute d'une navette spatiale américaine pour des vols d'une semaine. Des projets ont vu le jour à partir de 1985 pour développer l'avion spatial européen Hermès, capable de ravitailler en orbite la station autonome européenne Colombus. Après plusieurs années d'études et 8 milliards de Francs français engloutis, le projet est abandonné en 1992 pour des raisons budgétaires. Columbus devient un module de recherche sur la station.

L'ARD, une capsule de rentrée atmosphérique, est alors développée. Elle est testée en 1997, sans lendemain.

La Station spatiale internationale (en anglais International Space Station, ISS), successeur de la station russe Mir, s'est agrandie. Elle occupe 110 x 74 x 30 mètres pour une masse de 400 tonnes. Depuis 2000, elle est occupée en permanence par un équipage constitué de 2 à 6 astronautes. Mais que font-ils donc là-haut ?

La NASA définit la station orbitale comme consacrée à « l'étude de son environnement atypique caractérisé par l'absence de pesanteur, le bombardement par des rayonnements interceptés par l'atmosphère terrestre, et sa position qui en fait un poste d'observation privilégié de la Terre mais également de l'espace ». Contrairement à la navette spatiale, il est possible d'y faire des expériences de très longue durée (plusieurs années contre maximum 16 jours pour une navette spatiale[1]) et variées, grâce à la diversité des modules assemblés sur orbite. « Par ailleurs la station spatiale, par sa position en orbite terrestre basse, fournit un endroit relativement sûr pour mettre au point les systèmes spatiaux qui seront nécessaires pour les missions de longue durée vers la Lune ou Mars », selon la NASA.

L'équipage de la station spatiale est international. On y retrouve Américains, Européens, Russes, Canadiens et Japonais. Chaque agence spatiale construit un ou plusieurs modules : l'ISS est un moyen d'apprendre à travailler avec les autres nations dans un domaine aussi pointu que l'exploration spatiale, pour préparer demain les futures missions qui partiront sur la Lune ou sur Mars, et pour renforcer l'entente internationale.

L'ISS est financée par les partenaires. Qui sont-ils ? La NASA, Roskosmos (l'agence spatiale russe), l'ESA, la JAXA (l'agence spatiale japonaise) et l'ASC (l'agence spatiale canadienne). Ces partenaires se sont mis d'accord sur un point : il n'y aura pas d'échange de fonds, tous les échanges se font par troc ou en nature. Le maître d'œuvre est la NASA. Elle est chargée de garantir le bon fonctionnement de l'ISS, de la coordination des partenaires et d'établir les règlements de sécurité.

L'orbite terrestre est devenue une banlieue de la Terre, et l'ISS est une sorte de « maison de campagne ». Il existe aujourd'hui (jusqu'en 2011) 2 moyens d'accès habité à l'ISS : les vaisseaux russes Soyouz et les navettes spatiales américaines ; l'ESA devait s'en remettre aux Russes et aux Américains jusqu'au vol de l'ATV Jules Verne en mars 2008.

L'ESA participe au programme ISS avec Columbus, mais aussi avec le véhicule de transfert automatique (ATV) de ravitaillement de la station lancé par une Ariane 5. Il peut transporter vers l'orbite terrestre air, eau, nourriture, courrier, carburant, pièces de rechanges et matériels scientifiques. L'ATV peut accoster l'ISS de façon entièrement automatique et y rester 6 mois. Il est ensuite rempli des déchets de la station et se désintègre dans l'atmosphère.

Date de lancement Nom Résultat
09/03/2008 Jules Verne Mission achevée le 29 septembre 2008
16/01/2011 Johannes Kepler Mission achevée le 24 février 2011
23/03/2012 Edoardo Amaldi Mission achevée le 4 octobre 2012
05/06/2013 Albert Einstein Mission achevée le 2 novembre 2013
29/06/2014 Georges Lemaître Mission achevée le 15 février 2015
Caractéristique Progress (Roskosmos) ATV (ESA) HTV (JAXA) Navette spatiale
Capacité (tonne) 2,3 7,6 6 10
Lanceur Soyouz Ariane 5 H-2B
Prix au lancement (millions de dollars) 40 508 280 Entre 400 et 1000
Prix à la tonne (millions de dollars) 17,4 66,8 46,67 Entre 40 et 100
À l'intérieur de Tranquility le 14 février 2010.
Ouverture des volets de protection des hublots du module Cupola le 17 février 2010.

Le tableau ci-dessus compare les coûts des différents moyens de ravitaillement de l'ISS. Il fait apparaître un lancement très économique par le Progress russe, mais très limité en masse. Le niveau actuel de l'euro (par rapport au dollar) ne tourne évidemment pas à l'avantage de l'ATV, mais malgré cela l'ATV peut être beaucoup plus économique qu'une navette spatiale.

Entre 2010 et 2014, quatre lancements d'ATV sont planifiés ; si comme tout le porte à croire, l'ISS est maintenue jusqu'en 2020, des vols supplémentaires sont possibles. L'ATV pourra être amélioré : en lui ajoutant un système de retour dans l'atmosphère et en le qualifiant pour le vol habité, il pourrait être utilisé comme vaisseau spatial. Une autre application déviée serait de l'utiliser couplé à un atterrisseur comme ravitailleur pour d'éventuelles missions lunaires.

Mi-février 2010 ont étés installés à bord de l'ISS le Nœud 3 et le module Cupola, construits par l'ESA. Le nœud 3, baptisé Tranquility, contiendra le système de support de vie le plus avancé qui ait jamais volé dans l'espace, en plus d'un compartiment-toilettes. Ce système recyclera les eaux usées et générera de l'oxygène pour l'équipage.

Cupola est un module d'observation qui sera utilisé pour les opérations effectuées avec le bras robotique et pour les opérations d'arrimage des vaisseaux spatiaux. En outre, il offrira un point d'observation de la Terre sans égal.

En échange de ces modules, les Russes et les Américains mettent à disposition leurs moyens d'accès à l'ISS pour quelques astronautes européens. En novembre 2009, c'est ainsi le Belge Frank de Winne qui a assuré pendant deux mois le commandement du complexe orbital. La contribution européenne à la construction de l'ISS est de 8,3% : les européens ont donc droit à 8,3% du « temps astronaute » (c'est à dire 8,3% du temps de travail des astronautes), 8,3% de la puissance électrique disponible, etc...

Soyouz sera lancé depuis la Guyane vers 2010-2011. « Si l'origine du lanceur Soyouz permet légitimement d'envisager des vols habités depuis le CSG, cette éventualité reste aujourd'hui encore très incertaine », affirme le CNES, tout en précisant que « la possibilité d'assurer depuis la Guyane des lancements de spationautes européens vers l'ISS serait techniquement assez rapidement réalisable »[2]. Tout est une question de budget et de volonté politique ! En 1962, le président des USA avait lancé le programme Apollo, « déchainant les foules », qui ne refusaient pas la dépense de milliards de dollars pour aller sur la Lune. Aujourd'hui, la volonté n'est plus là, les vols spatiaux font, pour le grand public, partie de la routine. Le programme Constellation de la NASA, qui avait pour objectif le retour vers la Lune des Américains, démarré par Georges W. Bush junior en 2004, a été abandonné par Barack Obama, alors que 9 milliards de dollars ont déjà étés engloutis ; une privatisation des moyens de lancement habités a été proposée.

Budget ESA 2010.png

Le diagramme circulaire ci-dessus représente la répartition 2010 du budget de l'ESA. Celui-ci consacre 330,4 millions d'euros aux programmes de vols habités, soit 8,8% du total. Cet argent permettra le développement et la construction des futurs ATV, mais aussi des futurs vaisseaux, que nous avons présenté plus haut. En comparaison, le budget de la NASA alloué aux vols spatiaux est de 4509 millions d'euros, soit près de 17% de son budget total[3].

Notes[modifier | modifier le wikicode]

  1. L'autonomie maximale d'une navette spatiale en orbite est de 16 jours. Au-delà, les ingénieurs ne garantissent plus le fonctionnement des équipements.
  2. Selon http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/4110-soyouz-arrive-en-guyane.php
  3. Chiffres calculés selon http://www.nasa.gov/pdf/420990main_FY_201_%20Budget_Overview_1_Feb_2010.pdf