Jean-Franรงois Clervoy
Frank Lehot
histoire de la
conquete spatiale
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Gemini, treize jours autour de la Terre S
amarrages, des sorties dans l’espace, de la durée des missions, de la précision d’atterrissage, et permet aux États-Unis de rattraper puis devancer l’Union soviétique dans la course à l’espace. L’un des temps forts de ces missions est le vol de Gemini 7 : les astronautes Frank Borman et James Lovell passent treize jours et dix-huit heures dans l’espace afin d’étudier les effets de l’apesanteur prolongée sur leur santé et leurs performances. C’est un véritable exploit : la petite capsule héberge deux hommes côte à côte confinés dans leurs sièges. Il faut endurer la promiscuité, l’hygiène rudimentaire, la chaleur excessive, sans exercice physique possible, en portant le plus souvent la combinaison spatiale. L’astronaute John Young compare le séjour dans Gemini à celui du séjour dans une cabine téléphonique posée sur le côté ! Les huit premiers jours sont consacrés à des expériences scientifiques, des manœuvres orbitales, notamment un rendezvous avec la capsule Gemini 6. Vers la fin du vol, les astronautes tuent le temps grâce aux livres qu’ils ont emportés. Ce record de durée écrase celui de l’URSS (cinq jours) et ne sera détrôné que cinq ans plus tard, après les missions Apollo, lors du programme Skylab.
i le programme Mercury permet aux ÉtatsUnis d’envoyer à plusieurs reprises un homme en orbite terrestre, de recueillir des données médicales dans l’espace, de réaliser manuellement quelques manœuvres de pilotage, les vols sont principalement automatisés et de courte durée. L’ambition de conquérir la Lune implique désormais des challenges plus complexes : il faut envoyer plusieurs hommes ensemble dans l’espace, assurer leur survie pendant deux semaines, piloter le rendez-vous et amarrer manuellement les vaisseaux, sortir dans le vide du cosmos. Ces objectifs sont à l’origine du programme Gemini qui comportera deux vols inhabités, puis dix vols orbitaux de deux astronautes entre mars 1965 et novembre 1966. Au cours des missions Gemini certains grands noms de l’astronautique s’illustrent par leurs exploits : Edward White réalise la première sortie d’un Américain dans l’espace ; Neil Armstrong commande le premier amarrage de deux vaisseaux, puis sauve in extremis sa capsule engagée dans une incontrôlable rotation ; Pete Conrad et Richard Gordon orbitent jusqu’à 1 368 kilomètres de la Terre ; Buzz Aldrin réalise trois sorties dans l’espace au cours du même vol dont l’une d’une durée de deux heures et vingt-neuf minutes.. Le programme Gemini fait progresser la maîtrise du vol spatial dans bien des domaines, comme celui des manœuvres orbitales, des rendez-vous, des
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Gemini 7 en orbite, vue depuis Gemini 6
Le cockpit exigu de Gemini
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L’homme survole la Lune le jour de Noël A près le premier vol de la fusée Saturn V, en 1967, et deux autres missions sans équipage réussies en 1968, les vols habités du programme Apollo peuvent débuter. En octobre, Apollo 7 emporte le premier équipage de trois Américains en orbite terrestre pour une mission de dix jours. Les astronautes répètent notamment l’amarrage entre le module de commande et le module lunaire, et la mise à feu du moteur du module de service qui permettra de rejoindre puis de quitter l’orbite lunaire. La première retransmission télévisée en direct est effectuée. Devant le succès de cette mission, et redoutant l’envoi imminent par les Soviétiques d’un cosmonaute en orbite lunaire, la Nasa va prendre une décision audacieuse et risquée : le vol suivant, Apollo 8, tournera autour de la Lune. Les astronautes Frank Borman, William Anders et James Lovell décollent le 21 décembre. Après deux orbites, leur vaisseau se dirige vers la Lune : pour la première fois dans l’histoire, des hommes quittent le voisinage de leur planète ; des images inédites de la Terre, magnifique sphère bleue dans le noir de l’espace, sont retransmises par l’équipage. Le 24 décembre, Apollo 8 se place en orbite autour de la Lune, et pour la première fois des hommes en contemplent la face cachée. Le soir de Noël, lors d’une retransmission télévisée diffusée dans cinquantequatre pays, les astronautes lisent des versets du livre de la Genèse à l’intention des Terriens et révèlent
les images désormais célèbres du lever de Terre sur la Lune. Bill Anders s’exclame : « Nous avons fait tout ce chemin pour explorer la Lune et nous avons découvert la Terre. » Le commandant Frank Borman conclut l’émission par un « Joyeux Noël, et que Dieu vous bénisse tous sur cette bonne vieille Terre ». Après dix orbites, pendant que le vaisseau survole la face cachée de la Lune, donc sans contact possible avec la Terre, il faut remettre à feu le moteur du module de commande pour ramener l’équipage vers la Terre. Le contrôle de mission qui attend avec anxiété la fin du silence radio reçoit la confirmation par ces mots de James Lovell que la procédure s’est bien déroulée : « Soyez informés que le père Noël existe ! ». Trois jours plus tard, l’équipage amerrit sans encombre dans le Pacifique. La mission Apollo 8 fut un succès total, démontrant la capacité d’envoyer et de ramener sains et saufs des hommes vers la Lune. Elle contribua à tenir l’objectif du président Kennedy d’un premier alunissage humain avant la fin de la décennie. Elle marqua aussi la définitive suprématie des Américains dans la course à la Lune. Par ailleurs, la vue de la planète bleue depuis l’orbite lunaire déclencha le développement de plusieurs mouvements environnementalistes ayant conduit à la conscience globale actuelle de la nécessité de protéger notre environnement. Apollo 8
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Lever de Terre sur la Lune
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Skylab, un laboratoire… spacieux A
établissant à chaque fois des records de durée, effectuent les premières expériences médicales aussi prolongées en apesanteur. On acquiert de nombreuses connaissances concernant le mal de l’espace, dont plusieurs astronautes sont atteints, la décalcification osseuse, le système cardiovasculaire, le sommeil, le métabolisme. L’autre domaine important de recherche est l’observation du Soleil, pour laquelle la station dispose d’un module équipé de huit télescopes. 177 000 clichés du Soleil sont pris, des éruptions solaires sont filmées par les astronautes. Les instruments permettent de nombreuses découvertes sur l’atmosphère et la couronne solaires. Comme le programme comprend aussi des observations de la Terre et des expériences scientifiques dans d’autres domaines, les emplois du temps des astronautes sont très chargés, les obligeant à travailler jusqu’à seize heures par jour. Ils n’ont parfois plus de temps pour leurs loisirs ou le rangement de la station. Diverses pannes et incidents aggravent leur retard et ils se plaignent de surmenage. Ils finiront par interrompre le contact avec le sol pendant vingt-quatre heures pour prendre du repos. Il était prévu que le premier vol de la navette spatiale serve à rehausser l’orbite du Skylab afin de prolonger sa durée de vie orbitale. Mais son retard rend inéluctable la rentrée naturelle de la station dans l’atmosphère en 1979, après être restée inhabitée pendant cinq ans. L'évènement suscite de nombreuses inquiétudes dans les médias qui redoutent des dommages au sol, mais les débris tomberont en Australie sans faire de victimes. La fin prématurée de Skylab va permettre aux Soviétiques de s’accaparer pendant longtemps la suprématie en matière de stations spatiales et de vols de longue durée.
près l'annulation des dernières missions Apollo, le dernier étage d’une fusée lunaire inutilisée va être aménagé en station spatiale dédiée à la recherche scientifique. Skylab est envoyé en orbite en mai 1973, mais l'un des panneaux solaires s'est arraché et l'autre ne s'est pas déployé ; le revêtement protecteur est abîmé provoquant une inquiétante augmentation de température qui risque de rendre la station inutilisable. Le premier équipage rejoint Skylab dix jours plus tard et effectue héroïquement des réparations vitales. La station sera occupée pendant cent-soixante et onze jours par trois équipages successifs. Son volume intérieur est impressionnant et son diamètre de sept mètres ne sera jamais égalé par une autre station spatiale. Les astronautes disposent de tout le confort dans leur module de vie qui n’est autre qu’un réservoir d’hydrogène de fusée lunaire, reconverti : cuisine, dortoir, douche, sanitaires. La zone dédiée au travail scientifique est si vaste que les équipages s'amusent à courir sur sa circonférence. Ils y testeront même un fauteuil de propulsion spatial ! Skylab permet de démontrer que la vie quotidienne et le travail dans l’espace sont possibles sur de longues périodes. Les trois équipages qui séjournent respectivement vingt-huit, cinquante-neuf et quatre-vingt-quatre jours à bord, 54
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Le laboratoire Skylab, première station orbitale américaine
Le volume intérieur de Skylab
L’astronaute Alan Bean manœuvre un fauteuil spatial propulsé à l’intérieur de Skylab
Le contrôle de mission, sous le leadership de Gene Kranz, a sauvé Apollo 13
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n a souvent tendance à confondre danger et risque. Le danger est une situation que les experts ont identifiée pouvant conduire à une catastrophe telle que la perte du vaisseau ou de l’équipage ou des deux. Le risque est la probabilité que la catastrophe se produise lorsque l’on est exposé au danger. Lors d’une mission spatiale les astronautes font face à de grands dangers car les conditions sont extrêmes : le vide, les radiations, les températures et surtout les quantités astronomiques d’énergie mises en jeu. Ce dernier danger est le plus connu car nous y sommes tous confrontés régulièrement à chaque fois que nous nous déplaçons en prenant de l’altitude (énergie potentielle) ou de la vitesse (énergie cinétique). Les deux s’additionnent au summum dans un vol spatial, plaçant les astronautes aux plus hautes altitudes et plus grandes vitesses de tout ce qui existe. Pour donner une idée, la puissance développée par les moteurs fusée de la navette spatiale équivaut en moyenne à celle produite par cinquante centrales nucléaires. La maîtrise de cette énergie exige de la part des ingénieurs des calculs très rigoureux ne permettant aucune erreur. Pour chacun de ces dangers, des spécialistes évaluent le risque, et conçoivent les vaisseaux et les opérations de manière à le rendre acceptable. Contre le vide, plusieurs niveaux d’étanchéité sont prévus ainsi qu’une réserve d’oxygène de secours pour palier une fuite pendant le temps
nécessaire au retour dans l’atmosphère. Pour les températures, - 150 °C à l’ombre, + 150 °C au soleil, et 1800 °C lors de la rentrée atmosphérique, les vaisseaux sont équipés de régulateurs thermiques en orbite et d’un bouclier de protection. Pour les radiations, il n’y apas grandchose à faire sinon d’éviter les pôles et les hautes altitudes, car seules les basses latitudes (moins de 60 degrés) et basses altitudes (moins de 600 kilomètres) sont naturellement protégées par le champ magnétique terrestre. Pour la conception des logiciels qui gèrent les vaisseaux modernes, on s’impose des règles draconiennes de vérification afin d’éviter qu’un bug puisse conduire à une catastrophe. Cela dit le risque zéro n’existe pas. Il est admis que les plus grands risques encourus par les astronautes furent ceux des débuts de l’astronautique en particulier lors des expéditions lunaires. L’impact de météorite perforant le scaphandre lors d’une sortie à plusieurs kilomètres du module lunaire, une éruption solaire irradiant mortellement les astronautes et la panne d’allumage du seul moteur permettant de décoller de la surface furent les trois risques majeurs auxquels ont été exposés les équipages d’Apollo. . Aujourd’hui le risque accepté dans les programmes de vols habités est plus faible, de l’ordre de 1 %, mais reste encore très élevé au regard des activités commerciales, comme en aviation où il est 100 000 fois moindre.
Le risque et le danger
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Le plus vieil astronaute du monde L
Il s’émerveille du spectacle de la Terre et confirme quotidiennement au centre de contrôle une parfaite tolérance à l’apesanteur. Le second vol de Glenn est bien différent du premier : quelques minutes de retard au décollage, contrairement aux nombreux reports en 1962 sur presque un mois ; un séjour spatial de neuf jours au lieu de cinq heures ; 134 orbites terrestres effectuées au lieu de trois ; des accélérations subies lors de rentrée atmosphérique de 1,3 G au lieu de 6 G. Aucun incident ne vient émailler le second retour sur Terre de Glenn, alors qu’une alarme de déverrouillage du bouclier thermique de la capsule Mercury avait fait craindre qu’elle se consume dans l’atmosphère en 1962. Glenn confirme peu après l’atterrissage de Discovery : « 1 G et je me sens parfaitement bien ! ». 36 ans après son premier vol Mercury, la seconde mission de John Glenn aura à nouveau un grand impact médiatique.
e 20 février 1962, l’astronaute John Glenn, 41 ans, est le premier Américain à orbiter autour de la Terre, à bord de la capsule Mercury Friendship 7. Sélectionné par la Nasa en 1959, il fait partie du premier groupe d’astronautes, les Mercury Seven. Devenu un véritable héros national, il quitte la Nasa deux ans plus tard pour le monde des affaires. Il embrasse ensuite la carrière politique, est élu sénateur de l’Ohio en 1974, et occupe ce poste 24 ans, jusqu’en 1998, à la faveur de trois réélections. En octobre 1998, John Glenn obtient l’opportunité d’un second vol spatial, à bord de la navette Discovery, trente-six ans après son vol historique. Il a 77 ans. Au cours de la mission STS-95, il va se livrer à des expériences de physiologie à bord du module pressurisé Spacehab, que la navette transporte dans sa soute. Ces recherches sont sponsorisées par l’Institut national du vieillissement car les modifications physiques et physiologiques des astronautes dans l’espace sont souvent semblables à celles de l’avancement en âge : déconditionnement cardio-vasculaire, troubles de l’équilibre, baisse de l’immunité, perturbations du sommeil et du métabolisme, altérations osseuses et musculaires. Au cours du vol, Glenn subit donc de multiples examens (sanguins, urinaires, électroencéphalogrammes, Holters, etc.), renseigne des questionnaires, et conduit également des expériences botaniques et pharmacologiques.
Le 28 janvier 1986 un froid inhabituel règne sur Cap Kennedy. 62
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john Glenn
L’équipage de Challenger
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Cet ouvrage à l’iconographie exceptionnelle et tout en couleurs présente l’histoire de la conquête spatiale dans une approche mêlant étapes célèbres, anecdotes étonnantes et développements thématiques. Il offre le témoignage d’un astronaute sur de nombreux aspects concrets de la vie dans l’espace et se projette dans le futur grâce à une anticipation de la conquête spatiale du XXIe siècle. Jean-François Clervoy Polytechnicien, astronaute de l’ESA, il totalise trois vols spatiaux. Président de Novespace, il est l’initiateur des vols paraboliques en Europe.
Frank Lehot Médecin aérospatial, instructeur lors des vols publics de découverte de l’impesanteur et conférencier en astronautique.
Parution octobre 2015 192 pages ● 19,5 x 24 cm ● 25 €