n°8septembre

2005

L'ECOLE DE L'ESPACE

Une production de la Direction de la Communication externe,de l’Éducation et des Affaires publiques, service Culture spatiale

Document écrit par Natacha Fradin et SébastienRouquette, sur la base des conférences desMercredis de l'espace.Maquette : Atmosphère.Document imprimé au service Édition du CNES,Toulouse.Une production du service Culture spatiale, CNES,18, av Édouard Belin, 31401 Toulouse Cedex 9.www.cnes-edu.org

Image de couverture : NASA/P. Rawlings.

Le CNES et les jeunesLe CNES (Centre national d'études spatiales), à travers le service Cul-ture spatiale, est un interlocuteur privilégié des jeunes et des éduca-teurs depuis 40 ans. Du cycle 3 au lycée, le CNES propose des sup-ports de pratique adaptés au cadre scolaire, favorisant l'approcheexpérimentale et l'apprentissage du travail en équipe. Tous les ensei-gnants (de l'école au lycée) ont accès à diverses formations et à l'utili-sation des outils expérimentaux qui offrent de nombreuses possibili-tés d'expérimentation et de découverte de l'espace.

Les Mercredis de l'espaceLe service Culture spatiale du CNES propose un cycle de conférencessur les thèmes spatiaux. Les Mercredis de l'espace sont principalementdestinés aux enseignants (primaire, secondaire ou supérieur) mais sontouverts à tous les acteurs de la communauté éducative.Cette opération est conduite en partenariat avec Météo-France, le Rec-torat de Toulouse et la Cité de l’espace. L’objectif de ces conférencesest d’apporter aux participants une information fiable et accessible surdes sujets scientifiques et techniques. Les intervenants sont des cher-cheurs ou des ingénieurs directement impliqués dans les thèmes trai-tés.

Les Cahiers de l'espaceRéalisés à l'issue de chaque session, les Cahiers de l'espace sont desdocuments de référence sur les sujets abordés par les Mercredis del'espace. Ils sont écrits sur la base des conférences, largement illus-trés et accompagnés de références bibliographiques et Internet. LesCahiers sont diffusés à tous les participants et sont également dispo-nibles en téléchargement sur le site éducatif du CNES.

Les Cahiers de l'espace

Déjà parus:N°1: Ailleurs… la vie ! Possible ou probable? (Septembre 2002)

N°2: Comètes… Un rêve plus loin ! De Rosetta à nos origines (Janvier 2004)

N°3: Spot 5 et Météosat: des yeux en orbite (Février 2003)

N°4: Quitter la Terre demain. Lanceurs et propulsion du futur (Octobre 2003)

N°5: Expéditions interplanétaires. La quête des origines (Décembre 2003)

N°6: L'Homme extraterrestre (Janvier 2004)

N°7 : Déméter : à l'écoute des séismes (Décembre 2004)

ÉditoLe développement des activités spatialesdate aujourd’hui de près d’un demi-siècle.il répond à plusieurs objectifs. Si le rêve, lasoif de découverte et l'esprit pionnier del'Homme sont souvent présentés commeles arguments les plus forts, la découvertede l'espace fut tout d'abord possible de 1957à 1972 essentiellement pour des raisonsgéopolitiques, à savoir la course au cosmoset à la Lune entre les Etats-Unis et l’UnionSoviétique. La "deuxième vague", de 1973à 1988, fut marquée par le développementconsidérable des moyens spatiaux militairesdes deux superpuissances de l’époque etl’émergence de nouveaux acteurs interna-tionaux (Europe, Japon, Chine et Inde). Nousvivons actuellement la "troisième vague"correspondant notamment à une forte crois-sance des applications spatiales commer-ciales et à l’internationalisation des pro-grammes spatiaux habités. Que nousréservent les activités spatiales au cours destrois prochaines décennies ? L’explorationhumaine du système solaire reprendra-elleentre 2015 et 2020 avec un retour sur laLune ? Irons-nous sur Mars vers 2035 ?Quels développements stratégiques et com-merciaux vont intervenir ? Autant de ques-tions auxquelles il peut être intéressant d'ap-porter des éléments de réponse, pour nousmettre sur "la piste du futur". En marge de cette évolution dictée pardes enjeux stratégiques ou commerciaux,la conquête spatiale est également, commetoute activité humaine, le théâtre de faitsmoins connus, d'anecdotes, de scènes drôles,parfois tristes, voire dramatiques. Ces petiteshistoires, dont certaines sont étonnantes,font partie de la grande aventure de l'Hom-me dans l'Espace. Cette nouvelle sessiondes Mercredis de l'espace nous entraîneradans l'histoire et dans les coulisses de laconquête spatiale.

S.R.

Les Cahiers de l'espace n°8

Dans les coulisses de la conquête spatiale p. 6Jacques VILLAIN, Directeur à la Snecma, vice-président de l'Institutfrançais d'histoire de l'espace (IFHE) et historien de l'espace.La conquête spatiale est une des grandes aventures de l’Homme.Comme telle, elle comporte une chronologie, des grands évène-ments… elle est aussi le théâtre de faits parfois anecdotiques.L'échiquier spatial : d'hier à aujourd'hui p. 9Alain DUPAS, Expert en politique, technologies et programmes aéro-spatiaux, président du "Club espace" de l’association "Prospective2100", Maître de conférence à l'Université de Paris XI.Depuis les premières observations des étoiles dans le ciel jusqu’àl’époque charnière actuelle, l’espace fascine l’Homme. Chronologiedes jalons de la conquête spatiale et inscription des activités astro-nautiques dans le cadre international.L'échiquier spatial : l'espace dans le monde de demain p. 16Alain DUPAS.Que nous réservent les activités spatiales au cours des trois pro-chaines décennies ? L’exploration humaine du système solaire repren-dra-elle entre 2015 et 2020 avec un retour sur la Lune ? Irons-noussur Mars vers 2030 ? Quels développements stratégiques et com-merciaux vont intervenir ?Des questions… des réponses p. 20Réponses aux questions de l'auditoire. Débat réunissant les deux inter-venants autour de Sophie BECHEREL, journaliste à Radio France.Sites Internet, bibliographie p. 22Glossaire p. 23

Sommaire

3

Cahier numéro 8-septembre 2005

L’échiquier spatial : l’espace dans le monde de demain

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La rivalité entre les nations spa-tiales est très forte, même si ellene s'exprime pas aussi clairement

qu'à l'époque de l'affrontement des anti-podes géopolitiques. Des sujets rap-proches les adversaires, d'autres les divi-sent. Sur la scène publique la compétitionest exacerbée dans le domaine des lan-ceurs de satellites alors que la collabo-ration est de mise (et de plus en pluspopulaire) autour des sujets scientifiques,comme nous l'avons vu par exemple lorsdes missions martiennes ou à l'occasionde l'aventure de Cassini-Huygens autourde Saturne.

L'ISS : main dans la main… La Station spatiale internationale est lapremière et la seule initiative communed'envergure. C'est un premier pas impor-tant pour une collaboration encore bal-butiante. Mais après 5 ans de vie, lespartenaires se trouvent confrontés à unedifficulté majeure. Malgré les réorien-tations souhaitées par les agences spa-tiales (en particulier la NASA), l'ISS doitêtre achevée et utilisée jusqu'en 1016au moins à des fins scientifiques pourfaire en sorte que ce premier pas ne soitpas un faux pas. L'ISS devait à l'origineêtre un tremplin qui mènerait l'Hommevers Mars, mais les dérives budgétaireset la perte de deux navettes ont boule-versé cet objectif. Il n'en reste pas moins,n'en déplaise à ses détracteurs, que laStation est un formidable outil d'expé-rimentation dans des conditions impos-sible à recréer sur Terre (voir Cahier del'espace n°6).

Shuttle : dernier baroudd'honneur !Le destin de l'ISS est lié à celui desnavettes américaines. Elles seules sontcapables d'acheminer les derniers com-

posants massifs de la station orbitale(dont le module européen Columbus,en 2007 probablement). Mais ce n'estpas la seule justification de leur retouren vol. Sans elles, les Etats-Unis se retrou-veraient durablement en situation dedépendance vis-à-vis de la Russie, seu-le détentrice d'un accès à l'espace pourl'Homme.Voilà donc les Américains dans une situa-tion bien inconfortable. Nécessité duretour en vol de la navette (image 1) etobligation de trouver rapidement un rem-plaçant. Le programme est donc le sui-vant :

• Retour en vol de Discovery le 26 juillet2005 ;• Utilisation des navettes Discovery etAtlantis jusqu'en 2010 ;• Prise de relais par le nouveau concept(navette ou capsule de type Apollo ?) en2010 ! Alors que les plannings annon-çaient 2014 initialement.Voilà sans doute de quoi remotiver noscollègues d'outre-atlantique.

SpaceShip One : 3 kilomètres dans l'espace !Pendant que les agences spatiales ten-

Image 1. Fermeture

des portes de la

soute de Discovery

pour le vol du 26

juillet 2005. Lors

de cette mission,

l'équipage a testé

notamment de

nouveaux systèmes

pour éprouver la

sûreté de la

navette. © NASA.

Dernières nouvelles

tent, parfois difficilement, de défendreleurs budgets et leurs activités, les socié-tés spatiales privées commencent à voirle jour. C'est le cas de la société Scaledcomposites, vainqueur du prix "AnsariX-Prize" le 4 octobre 2004, après avoirréussi 2 vols à plus de 100 km d'altitu-de. En 2008, Spaceship One (image 2)devrait accueillir ses 3 premiers passa-gers. Le carnet de commande de la com-pagnie Virgin Galactica, créée pour l’oc-casion, compte déjà 7 000 réservations.Mais le prix du billet (100 000 euros envi-ron) ne laisse d'espoir qu'aux plus for-tunés. Une étape sans doute nécessai-re avant la démocratisation du volsuborbital.

Ariane 5 ECA : le retour de l'Europe !On se souvient de l'échec du premier volde qualification du lanceur Ariane 5 danssa version lourde, appelée ECA. Depuisle 17 novembre 2002, le lanceur a étéexaminé sous toutes ses coutures. Lestests ont été multipliés sur de nombreuxéléments, les procédures analysées. Ledivergent de la tuyère du moteur Vul-cain 2, responsable de l'échec, a été ren-forcé et modifié. Cette remise à plat com-

plète fut couronnée de succès le 12 février2005 (image 3).Cette réussite est importante pour l'Eu-rope qui s'installe un peu mieux dans saposition de leader sur le marché du lan-cement de charges utiles lourdes (grossatellites ou charges multiples). Ariane 5détient en effet plus de la moitié du mar-ché des satellites de télécommunication.Enfin, avec l'arrivée de Soyouz et Végaen Guyane en 2008, l'Europe complè-

tera idéalement sa gamme de lanceurs.(Image 3).

Kliper, la Russie relance l’innovation !La desserte de la Station spatiale inter-nationale n'est pas la seule mission desvaisseaux habités, du moins à l'avenir.L'ambition de nombreuses agences spa-tiales est de participer à l'aventure exci-tante de l'exploration humaine du systè-me solaire.Après 40 ans de réussite avec le modu-le Soyouz, la Russie cherche actuellementà nouer des partenariat autour de sonnouveau concept d'avion spatial dénom-mé Kliper (image 4). Une initiative à laquel-le l'Europe spatiale pourrait s'intéresserde près. Bien des choses ont évoluéesdepuis l'abandon d'Hermès (Europe) oude Bourane (URSS): les matériaux, lestechnologies, les besoins. Et le fait depouvoir être associé au savoir-faire rus-se est sans doute un argument clé. Répon-se attendue en décembre !

S.R.

5

Image 4. Présentation aux journalistes

du futur avion spatial Russe. Le kliper

pèsera 13 t, pour une charge utile de 6

spationautes et 500 kg de matériel.

Source Korolev rocket and space

corporation Energia.

Image 2. Le "White knight" au-dessus du désert de Mojave emportant "Spaceship

One" sous son aile. © Scaled composites.

Image 3. Décollage d'Ariane 5

ECA le 12 février 2005. Cette

version du lanceur est capable

d'emporter 9 600 kg en orbite

de transfert géostationnaire*.

© ESA/CNES/Arianespace.

Dans les coulissesde la conquête spatiale

La conquête spatiale est une des grandes aventures de l’Homme. Comme telle,elle comporte une chronologie, des grands évènements… qui sous-tendentautant de petites histoires, d’anecdotes et même parfois de légendes. SuivonsJacques Villain dans les coulisses de l’espace…

6

Couverture du livre "Dans les

coulisses de la conquête spatiale”.

© Cépaduès éditions.

Alcool1942. De nombreuses lois d’exceptionsont édictées. Parmi elles, la restrictionsur l’alcool. À Peenemünde, en Alle-magne, on s’affaire à la construction dela V2, une fusée propulsée par un mélan-ge d’oxygène liquide et d’alcool éthy-lique. L’idée est simple : contourner laprohibition en puisant à même lesréserves de la fusée. Mais les nazis s’aper-çoivent du manège et ajoute un purga-tif dans les cuves pour démasquer lescoupables… Le stratagème fonctionne,mais ne décourage pas les plus assoif-fés. Les nazis emploient alors une solu-tion radicale : remplacer l’alcool éthy-lique par de l’alcool méthylique. Ils’ensuivra plusieurs morts…

DestinEdwin Aldrin, surnommé Buzz par sa peti-te sœur encore incapable de prononcercorrectement le mot brother, était pré-destiné par le nom de sa mère : MarionMoon !

ChienAoût 1960, quelques mois avant le volde Iouri Gagarine. Les Soviétiques s’ap-prêtent à réaliser sept vols avec la fuséeR7. À bord de la capsule Vostok, deuxchiens, Bielka et Strelka, entraînés à Mos-cou. Centrifugeuse, électrodes pour éva-luer leur comportement physiologique,les chiens subissent une préparation enrègle. Arrivés à Baïkonour, nos « spatio-nautes » sont accompagnés au pied dulanceur par les techniciens. Mais, aumoment d’entrer dans l’ascenseur, Strel-ka s’échappe dans la steppe ! Une catas-trophe, à deux heures à peine du lance-ment ! Serguei Korolev pique une de ses

légendaires colères sur l’ingénieur fautifet, pragmatique, donne l’ordre de rame-ner le premier chien errant. Aussi tôtdit, aussitôt fait ! Et le nouvel arrivantrejoint le premier chien dûment entraî-né. Le décollage a lieu, les chiens effec-tuent deux tours de Terre sans encombrepuis atterrissent dans les plaines du Kaza-khstan. Mais lorsque l’équipe de récu-pération ôte les boulons de la trappe pourlibérer les chiens… c’est le nouveau venuqui s’avère avoir supporté l’épreuve aumieux. Il gambade allègrement dans lasteppe alors que Bielka, spationaute théo-riquement émérite, se révèle incapablede tenir debout.

FactureAvril 70. Plus d’énergie, plus d’eau, plusd’oxygène, la mission Apollo 13 (image1.1) est en péril. Heureusement, le moteurdu module lunaire – le LM – va permettreaux astronautes de rejoindre la Terre sainset saufs. Quelques mois plus tard, la fir-me Grumann, fabricant du LM, adresse-ra à la société Rockwell, responsable desmodules de commande et de service,une facture d’un montant de 417 421,74 $pour remorquage dans l’espace…

SableC’est Eisenhower, n’admettant pas quel’on puisse survoler le territoire soviétiquesans autorisation et s’opposant par-des-sus tout à la satellisation du premier satel-lite américain par un ancien nazi, qui ordon-nera à W. Von Braun d’empêcher lasatellisation du missile balistique JupiterC. W. Von Braun, obéissant, remplacerala poudre du quatrième étage par du sable.Et pourtant, si les Américains avaient satel-lisé en 1956, la face du monde en auraitété changée…

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Image 1.2. Réplique de la sonde

Venera 15 qui explora Vénus en

1983. Source Space research

institute, IKI.

PipiC’est décidé, les passagers de Discove-rer 3 – l’un des premiers satellites scien-tifiques américains – seront des souris. Lecompte à rebours est lancé. Aucune tra-ce de battements de cœur sur les enre-gistrements. Pensant les souris endormies,ceux-ci entreprennent de taper avec uneclé à molette sur la structure pour lesréveiller. Pas de réaction. On arrête lecompte à rebours… pour s’apercevoir queles souris sont mortes après avoir dévo-ré le revêtement en krylon (peinture toxiquedéposée sur les arêtes des cages) de leurcage. Trois jours plus tard, la missionreprend avec quatre nouvelles souris. Nou-velle alerte, le degré d’hygrométrie de l’ha-bitacle indique 100 % ! Après vérification,c’est une souris qui a fait pipi sur le cap-teur. Le tir, une nouvelle fois reporté detrois jours, décolle enfin… mais, le secondétage de la fusée, l’étage Agena, ne s’al-lume pas et les « spatiosouris » terminentleur course dans l’Océan Atlantique…

VoteSol mou ou sol dur ? La question se poseen 1966 lorsque les Soviétiques s’ap-prêtent à lancer la première sonde devantalunir, Luna 9. Serguei Korolev et sesingénieurs votent. Le résultat annonce50/50. En vertu de son rôle de chef,Korolev s’arroge deux voix et tranchepour un sol dur. La mission lui donneraraison.

BagagesSeptembre 1960. Une sonde soviétiquedoit rejoindre Vénus, mais la masse deséquipements embarqués dépasse la limi-te autorisée de quinze kilos. Korolev setourne vers ses ingénieurs pour déciderqui sera sacrifié. Tous craignent de voirleur expérience débarquée. Korolevdésigne alors l’ingénieur en charge del’expérience de détection de la vie surVénus et lui propose de tester l’efficaci-té de son appareil au cœur de la step-pe : l’appareil ne détectera aucun signede vie sur la Terre… et sera bien sûr débar-qué. Par la suite, les missions soviétiquesvers Vénus connaîtront de grands sucés(image 1.2).

Sexe1975. C’est le début de la détente dansle domaine de l’espace. Après une pério-de de compétition intense, les Améri-cains et les Soviétiques entreprennentde collaborer dans le cadre du pro-gramme Soyouz-Apollo. Pour illustrercette collaboration, ils décident d’un ges-te politique fort : une poignée de maindans l’espace. Seul hic, il faut assemblerles deux vaisseaux et donc imbriquerune partie mâle et une partie femelle.Personne ne souhaitant se voir confierla fabrication de cette dernière, tâchehautement dégradante (sic !), un com-promis est décidé : c’est une partiebisexuée qui viendra à la jonction desdeux vaisseaux. L’honneur est sauf. Siles Américains n’hésitaient pas, en 1960,à affubler du surnom d’astronettes lesfemmes s’entraînant pour l’espace et siencore aujourd’hui, sur près de quatrecent trente spationautes, quarante seu-lement sont des femmes, les mentalitésévoluent et le prochain commandant dela navette sera une femme.

Image 1.1. Le retour de l'expédition lunaire Apollo 13. Presque une victoire ! © Nasa.

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Room serviceLes Américains envoyés à Baïkonourdans le cadre des missions Soyouz-Apol-lo découvrent un cadre d’entraînementspartiate. Mais ils découvrent aussi quepour améliorer l’ordinaire, il suffit de for-muler leurs vœux à haute voix, et – lesmurs étant truffés de micros – bière,billard ou autre… apparaissent dès lelendemain.

SuperstitionsOn ne tire pas un 24 octobre en Russiecar deux accidents ont eu lieu à cettedate. 24 octobre 1960, Krouchtchev –qui propose aux Nations unies une réduc-tion d’un million d’hommes de l’Arméerouge – attend impatiemment le résul-tat du lancement du premier missile inter-continental soviétique, le R16 aux per-formances supérieures à celles de la R7.Le résultat est catastrophique : centsoixante-quinze techniciens périssentdans l’explosion du lanceur. Le 24 octobre1963, un autre missile balistique explo-se en silo tuant neuf techniciens.

HérosL’activité spatiale est dangereuse maispas plus que celle de pilote d’essais. Laplupart des décès de (futur) spationautessont survenus à l’entraînement, princi-palement au cours d’accidents d’avionprécédant le vol de Iouri Gagarine lui aus-si décédé dans les mêmes circonstances.Une stèle est posée sur la Lune à lamémoire des premiers spationautes mortspour l’espace : janvier 1967, l’équipaged’Apollo 1 (image 1.3) meurt carboniséau sol à l’entraînement (Virgil I. Grissom,Edward H. White et Robert B. Chaffee).Les décisions assassines prises par lepouvoir politique soviétique dans le cadrede la rude compétition pour l’espace sontaussi responsables de la mort de Vladi-mir Komarov envoyé, sur oukase, à bord

du Soyouz 1 alors que celui-ci n’était pasencore au point. Panneaux solaires maldéployés, rétrofusée de sortie d’orbite enpanne et parachute hors service, le cos-monaute se tuera au retour d’une mis-sion totalement ratée. Mais ce sont lestechniciens qui ont payé le plus lourd tri-but à la conquête spatiale, avec près dequatre cent cinquante morts dans le mon-de entier.

PréservatifsMai 1980. Sur l'aire de lancement L02,on prépare le deuxième vol de la fuséeAriane (image 1.4). Les techniciens dela Société européenne de propulsion(SEP) procèdent aux différents contrôleset l’un deux émet un doute sur l’étan-chéité du GOC, un organe de commandecontenant un réservoir d’hélium. Avisantla forme du GOC, il a l’idée d’utiliser unpréservatif pour vérifier la présence d’unefuite. Direction la pharmacie de Kou-rou à bord de la 4L du CNES. L’ingénieurachète une boîte de préservatifs… etréclame à la pharmacienne ébahie unefacture pour se faire rembourser par sonpatron ! De retour à la base, le test estconcluant, la fuite bien réelle. Pendantquelque temps, une boîte de préserva-tifs figurera donc au nombre de la gam-me des outils de contrôle d’Ariane…

Image 1.3.

Le 27 janvier

1967, Grissom

White et

Chaffee

prennent

place à bord

de la capsule

Apollo 1,

quelques

minutes avant

le terrible

accident.

© Nasa.

Image 1.4. Décollage du premier

lanceur Ariane 1 depuis le Centre

Spatial Guyanais, le 24 décembre

1979. Ariane 1 a été déclaré

lanceur opérationnel à la fin de

l'année 1981, après quatre vols de

qualification. © CNES/ESA,1979.

711

L’échiquier spatial :d’hier à aujourd’hui

Depuis les premières observations des étoiles dans le ciel jusqu’à l’époque char-nière actuelle, l’espace fascine l’Homme. Il le motive aussi pour des raisons quiévoluent selon les époques. Petit voyage au cœur de l’histoire de l’explorationspatiale et dans les coulisses géopolitiques en compagnie d'Alain Dupas.

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Spoutnik 1, la première

“pierre“ posée par l'Homme

dans l'espace. Source NASA.

De l’astrologie mésopota-mienne à la V2 de WernerVon BraunL’espace est un sujet riche qui, d’hier àaujourd’hui, couvre plusieurs milliers d’an-nées. Son origine remonte à plus de 6 000ans, à l’intérêt apparu en Mésopotamiepour l’observation du ciel. Déjà leshommes ont l’intuition remarquable queles mouvements d’un certain nombred’astres– dont ils ignorent totalement lanature – peuvent être reliés à leur des-tin. Sous les cieux étoilés du pays deSumer, ils entreprennent de consignerles mouvements de ce que nous appe-lons aujourd’hui les planètes – si difficilesà observer dans nos villes trop éclairées.Notant leurs mouvements sur destablettes, ils remarquent l’existence derégularités, qu’ils associent très vite à leurdestin : celui des hommes, des rois etdes empires. L’astrologie est née.Science, magie ? L’astrologie fonctionne

sur des bases scientifiques - l’enregis-trement de données - mais elle s’appa-rente à de la magie, et porte sur un sujetnon scientifique : la prévision des futursindividuels et collectifs. Il appartiendraaux Grecs, en partant des mêmes don-nées, de faire naître l’astronomie et lacosmologie. Bien sûr, la religion joue enco-re un rôle important, mais la premièrecosmologie – basée sur le système aris-totélicien complété plus tard par Ptolé-mée – est bien un modèle rationnel.Aujourd’hui complètement dépassé, il vanéanmoins jouer un rôle essentiel dansnotre civilisation et dominer la penséeoccidentale pendant près de 2 000 ans,jusqu’à la Renaissance.Une étape essentielle va être franchie danscette conceptualisation des modèles del’Univers, indissociable de l’origine de l’as-tronautique, par Isaac Newton (1642-1727).En se basant sur les idées révolutionnairesde Copernic, de Gallilée et de Kepler, New-ton établit la Loi de la gravitation univer-selle. Dès lors, l’Homme dispose des fon-dements des mouvements des corps dansl’espace et peut comprendre les trajectoiresdes planètes. Une avancée considérable…qui permet de s’étonner de l’absence tota-le d’idées rationnelles sur les voyages spa-tiaux avant la fin du 19e siècle !Ces idées viendront finalement de Rus-sie, grâce à Konstantine E. Tsiolkovski(1857-1935, image 2.1), théoricien pré-

Image 2.1. Konstantine E. Tsiolkovski est

incontestablement le premier astronauti-

cien. Source Nasa.

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curseur de l’astronautique, qui publieses idées peu après 1900 (au momentoù Albert Einstein publie ses théoriesrévolutionnaires). Mais à cette époquel’imaginaire spatial a déjà pris une gran-de importance. Dans cette approcheimaginaire de l’espace, Jules Verne, l’undes auteurs français les plus lus dansle monde, va jouer un rôle capital,notamment avec ses ouvrages : De laTerre à la Lune et Autour de la Lune.Camille Flammarion, H. G. Wells, Per-cival Lowell…: la fin du 19e et le débutdu 20e siècle sont riches en essais eten romans visionnaires, et même enfilms, avec en particulier le premier filmde science-fiction de l’histoire, réalisépar Georges Méliès, contant un voya-ge lunaire ! Le mariage des théories deNewton, des progrès des sciences etdes techniques, et des œuvres de fic-tion prépare l’imaginaire humain à consi-dérer que l’espace est important et l’as-socie à la modernité et à l’avenir.

Guerre et progrèsSi l'astronautique évoque sans détour lessciences et techniques ou le monde del’imaginaire, elle est aussi née d’une autretendance profonde (et tout à fait regret-table !) de l’humanité : le développementd’armes, servant dans des conflits de plusen plus meurtriers. Au 19e siècle, alorsqu’on évoque la vie sur Mars dans lescercles astronomiques, la guerre devientune organisation industrielle avec la nais-sance d’un premier complexe militaro-industriel, sous l’égide de Bismarck enAllemagne.La première guerre mondiale pousse audéveloppement de techniques – la radiopar exemple – et donne naissance àd’autres – l’aérospatiale en particulier. Unévènement va avoir des répercussionsindirectes et inattendues : le Traité de Ver-sailles, qui interdit à l’Allemagne l’utilisa-tion de canons à longue portée, maisn’évoque pas les fusées. Ces dernièresexistent depuis longtemps. Inventées vers

l’an 1 000, en Chine, Corée et Asie duSud-est, elles sont apportées en Europeoccidentale vers le 19e siècle et jouentun rôle important dans certains conflits,comme les guerres napoléoniennes. Cesmodestes projectiles à poudre – maisnéanmoins incendiaires et meurtriers –vont disparaître, rendus obsolètes par lesprogrès d’une autre technique : l’artille-rie avec des canons modernes . Dès l’en-trée en vigueur du traité de Versailles,et donc avant l’arrivée au pouvoir desnazis, des militaires allemands s’intéres-sent à la conception d’armes à longueportée autres que les canons, et capablesde frapper des adversaires à distance.Reprises activement dans le cadre duréarmement de l’Allemagne par le régi-me nazi, leurs idées donnent naissanceà l’ancêtre des fusées modernes : la V2.Développée par Werner Von Braun (ima-ge 2.2) entre 1933 et 1942, date de sonpremier tir, la V2 est équipée d’un sys-tème de navigation inertiel, de tuyères etd’un moteur dans lesquels deux types

Image 2.2.

Voici Werner

Von Braun

dans une

situation peu

commune. Il

découvre

l'impesanteur

lors d'un vol

parabolique à

bord du

KC135 de la

NASA lors de

la préparation

du program-

me lunaire

américain, en

1968. ©

NASA-MSFC.

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d’ergols* réagissent au cœur d’unechambre de combustion alimentée pardes turbopompes. Elle ressemble déjàaux fusées actuelles. Cette fusée de plusde 10 tonnes, d’une poussée supérieu-re à 200 kN (capable de soulever 20tonnes), d’une portée de plus de 250 kmet capable d’emmener une bombe d’unetonne, s’avère plus facile et moins chè-re à réaliser qu’un avion de chasse. Endépit d’un taux d’échec important, cesperformances la font très vite produireen série, avec une première commandede 12 000 exemplaires. Elle ne pourraêtre utilisée militairement qu’en 1944.Heureusement, car une telle arme, pro-duite et employée en série plus tôt lorsde la seconde guerre mondiale – sou-mettant l’Angleterre à un déluge de feu– aurait certainement modifié la donnegéopolitique. C’est donc une chance quele régime nazi n’ait pas compris plus tôtl’intérêt de cette fusée, Hitler ne s’inté-ressant pas vraiment à la technologie etn’accordant qu’un intérêt limité au pro-gramme. On n’oubliera pas non plus quecette arme destructrice fut assembléepar des hommes au pyjama rayé desinistre mémoire, dans les usines sou-terraines des montagnes d’Europe cen-trale, au camp de Dora, antichambre del’Enfer. Des faits que – bien qu’il ne sesoit jamais exprimé sur le sujet – ne pou-vait ignorer W. Von Braun et qui enta-chent à jamais la mémoire de l’hommequi emmènera plus tard les Américainssur la Lune.Si la V2 est conçue dans le monde nazi,les premiers missiles soviétiques vontnaître de la volonté de Staline, faisantdes pires régimes totalitaires et concen-trationnaires, les premiers contributeursà l’avancée de l’astronautique. Dès lafin de la guerre, l’intérêt pour la V2 esttel que les nations victorieuses mettenttout en œuvre pour s’approprier les com-pétences allemandes. Dans cette cour-se, ce sont les Américains qui rempor-tent la mise, raflant les compétencesmatérielles (en rapatriant les derniersexemplaires de V2) et les compétenceshumaines (en « important » W. Von Braunet son équipe) de l’Allemagne nazie dansle domaine des fusées (image 2.3). LesRusses recueillent beaucoup moins d’élé-ments, les Anglais quelques miettes. La

science des V2 servira finalement à toutle monde, y compris un peu plus tard àla France.

Des bases pour l’avenirLa guerre froide qui s’installe entre lesÉtat-Unis et l’Union soviétique va confé-rer une importance considérable auxfusées : seuls des missiles dérivés de laV2 – avec une portée bien plus grandeque les 250 km de celle-ci – permet-traient à l’URSS de se désenclaver enportant la menace sur son adversairepotentiel, les Etats-Unis. Ce qui expliquel’acharnement des Soviétiques à rattra-per et dépasser les Américains, qui béné-ficient de la présence de Von Braun. Alorsqu’immédiatement après la guerre, l’URSSest dépourvue d’armes nucléaires et devecteurs pour les transporter, dès 1949,elles possède la bombe A – de type Hiro-shima – et 4 ans plus tard, la bombe H,1 000 fois plus puissante. Pendant que les rapports géopolitiqueschangent, aux Etats-Unis, W. Von Braun

travaille à réaliser son rêve de toujours :atteindre la Lune. Les conditions sont dif-ficiles. Les Américains, détenteurs de suf-fisamment de moyens nucléaires etd’avions transporteurs de bombes, n’ac-cordent pas la même priorité que lesSoviétiques au développement de mis-siles intercontinentaux. W. Von Braun estmême mis un temps à l’écart. Mais même« sur la touche » W. Von Braun va jouerun grand rôle dans l’intérêt grandissantdu public pour l’espace. En 1952-53, desa rencontre avec Chesley Bonestell(1888-1986) – un illustrateur qui devien-dra l’un des plus grands artistes du spa-tial – va naître une série d’articles dansl’un des magazines à succès américain :Collier's. Les numéros sur l’espace, magni-fiquement illustrés (image 2.4), rencon-trent un succès colossal. Véhiculeslunaires ou martiens, fusée géante prochede la navette spatiale américaine de 1981,station orbitale… les idées de W. VonBraun – son paradigme – sont populari-sées. Elles constituent encore aujourd’huila base de la stratégie spatiale améri-

Image 2.3. L'héritage technique d'après guerre est à peine masqué par les Améri-

cains. Le premier lancement depuis Cap Canaveral en juillet 1950 voit le décollage du

lanceur Bumper 2, ressemblant étrangement à la V2. © NASA.

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caine : un satellite, une station spatialehabitée base de l’exploration lunaire,la conquête martienne, l’occupation dusystème solaire et le développementd’activités à partir de la Station spatialeinternationale pour contrôler militaire-ment la Terre – incluant l’éventuel lar-gage de bombes atomiques depuis lastation – tout ceci est déjà dans les textesde W. Von Braun ! Walt Disney, impres-sionné par ces articles, consacrera troisémissions successives aux idées de l’in-génieur allemand, naturalisé américainau milieu des années 1950. En 1956-57, elles seront vues par des dizainesde millions de téléspectateurs.Pendant que W. Von Braun, le vision-naire, devient un grand communicateur,les Soviétiques bâtissent leurs projetsspatiaux sur les compétences d’un autrehomme d’exception – et véritablement

aux commandes, contrairement à VonBraun – Sergei Korolev. Après un des-tin difficile, comprenant des séjours dansles camps staliniens, il se voit confier lesplus grandes responsabilités dans lecomplexe militaro-industriel soviétique.Son nom entre dans l’histoire avec laconstruction de la fusée intercontinen-tale soviétique R7, le lanceur des Spout-nik, puis du premier homme dans l’es-pace. Développée il y a plus de cinquanteans, lancée plus de 1 600 fois, la R7explique très largement les succès spa-tiaux soviétiques. Elle poursuit une car-rière extraordinaire et va bientôt pou-voir être lancée – avec quelquesaméliorations –, sous le nom de lanceurSoyouz, depuis la base européenne deSinamary en Guyane française, à partirde 2008. Le lanceur soviétique (et maintenant rus-

Image 2.4. Sans le génie de Chesley Bonestell, le message de W. Von

Braun serait sans doute resté très abstrait, donc moins populaire.

© Bonestell space art.

se) R7 mais aussi l’Atlas, développé peuaprès par les Américains et améliorépour devenir l’Atlas 5, sont toujours uti-lisés un demi-siècle après leur naissance: les énormes efforts consentis par lesAméricains et les Soviétiques dans lesannées 1950 constituent bel et bien labase de l’infrastructure de la conquêtespatiale.

Des fusées aux satellitesSi les progrès techniques permettaientà l’humanité d’envoyer des satellitesdans l’espace dès le début des années1950, les pouvoirs publics ne semblentpas encore véritablement intéressés.Mais en 1955, en prévision de l’annéegéophysique internationale, les scienti-fiques accélèrent le processus, en récla-mant des satellites artificiels pour réa-liser des mesures dans l’environnementde la Terre. Les Américains conçoiventprudemment un lanceur spatial civilde taille modeste, dédié à la science, leVanguard, pendant que les Soviétiquesdécident d’utiliser leur énorme missilemilitaire R7 pour propulser des satel-lites. Dès 1956, W. Von Braun sembleêtre capable de mettre un satellite arti-ficiel inerte en orbite avec une fuséemilitaire dérivée de la V2, la Redstone,mais les Américains "freinent des quatrefers". Ils ne veulent pas être les premiers: les Soviétiques pourraient en prendreombrage et en profiter pour réclamerl’établissement de règles identiques àcelles de l’aéronautique, interdisant lesurvol des territoires étrangers sansautorisation. À contrario, la règle quiprévaut depuis le lancement du premierSpoutnik autorise la libre circulation dansl’espace, à partir de 100 km d’altitude.Les Soviétiques ne se sont en effet pasembarrassés de ces considérations :le 4 octobre 1957, la R7 – prête seule-ment depuis deux mois – réussit le lan-cement de son premier satellite, Spout-nik 1, à son troisième tir. Dans le mondeentier, l’impact est gigantesque. Koro-lev se voit pressé de réaliser un deuxiè-me satellite, celui qui lancera la petite

91113

Image 2.6. Le triomphe est total pour les Etats-Unis qui célèbrent le retour d'Apollo

11 à Chicago, dans la plus pure tradition américaine. © NASA. chienne Laïka. La prouesse est réali-sée en quelques semaines… L’espacedevient soudain un théâtre, sur la scè-ne duquel l’affrontement de la guerrefroide – jusque-là militaire et secret –se transforme en une compétition visibleet spectaculaire. La course à l’espaceest lancée.

La course à l’espaceLe président Eisenhower reste prudent,soucieux de ne pas « vendre ses bijoux» comme le fit en son temps Isabelle lacatholique pour financer les découvertesde Christophe Colomb. Mais il sou-tient activement les programmes desatellites de reconnaissance, et en par-ticulier du premier d’entre eux, Corona.Et pour cause : suite à la destruction del’U2 de Gary Power – abattu lors d’uneincursion non-autorisée derrière le rideaude fer – ces satellites s’avèrent indis-pensables. À l’Est, comme à l’Ouest, iln’y a plus dès lors de secrets possibles,tout au moins en ce qui concerne ledéploiement de grands armements… En 1961, les choses évoluent. John F.Kennedy (image 2.5) – peu intéressépar l’espace mais fin politicien – déci-de de réagir et d’envoyer un hommesur la Lune pour contrebalancer les suc-cès spatiaux soviétiques, et en parti-culier le premier vol d’un homme dansl’espace, Youri Gagarine, le 12 avril 1961.Le programme Apollo voit le jour. Grâ-ce à lui, à un management exception-nel et à des choix techniques très osés,les Américains réussissent à aller sur laLune en moins de huit ans (image 2.6).Ils doublent les Soviétiques dès 1965avec le programme Gemini : des ren-dez-vous spatiaux et des sorties dansl’espace, dix vols orbitaux en moins dedeux ans, un vol de quatorze jours suf-fisant pour préparer la conquête de laLune… Les Soviétiques, décidés plus tardive-ment, entrent dans la course à la Luneavec la fusée géante N1. Contrairementà la fusée américaine, l’infaillible Saturn 5,capable de placer plus de 100 tonnes

Image 2.5. John F. Kennedy et Werner von Braun en novembre 1963, alliés de cir-

constance pour réaliser le rêve de chacun. © NASA.

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en orbite autour de la Terre et 40 tonnesvers la Lune, la fusée N1 sera un échec.Et c’est la fusée Saturn 5, développéesous la direction de W. Von Braun, quiemmènera des hommes vers la Lune.Dès 1968, c’est chose faite, avec troisAméricains en orbite. Sept mois plustard, Neil Armstrong laisse son emprein-te sur la Lune. Les Soviétiques qui pré-paraient pour la même échéance un pro-jet moins ambitieux – un simple survolde la Lune – renoncent. Les Américainsont gagné…. Mais la Nasa, victorieuse,abandonne rapidement la Lune, etrevient vers la Terre avec un projetde station orbitale et de navette, selon

le paradigme de W. Von Braun. Lanavette, remarquable objet technolo-gique, s’avèrera une erreur stratégiquemajeure, connaissant deux échecsretentissants : 1986 pour Challengeret 2003 pour Columbia. Suivant lemême chemin, les Soviétiques se four-voieront avec Bourane et les Européensavec Hermès (image 2.7). Ces pro-grammes dispendieux et ces échecsempêcheront de nouveaux projets etcontribueront à l’épuisement écono-mique de l’URSS, retardant le retourvers la Lune. Un retour qui, bien quedepuis peu d’actualité, n’est pas pré-vu avant 2015.

Image 2.7. L'Europe a tenté d'imiter les Etats-Unis et l'Union Soviétique en imagi-

nant l'avion spatial Hermès. Mais les dérives budgétaires et le contexte internatio-

nal ont eu raison du projet en 1992. © ESA.

De l’exploration à l’exploitationÀ la vague exploratoire, symbolisée parla grande course à la Lune des années1960 et motivée par des visées poli-tiques, succède vers 1977 une pério-de sécuritaire et militaire qui a pourrésultat de doubler les budgets spa-tiaux militaires des Etats-Unis, qui mul-tiplient les moyens de reconnaissancepar satellite et de soutien aux forcesarmées. Au cours des années 1983-1991, l’initiative de défense stratégique,surnommée « Guerre des étoiles », duprésident Reagan, porte les projets spa-tiaux militaires à un nouveau niveau,que les Soviétiques ne pourront passuivre. Les immenses ressources néces-saires à la course aux armements, enparticulier dans l’espace, ruinerontl’URSS et contribueront à son effon-drement.La période 1970-1990 est par ailleurscelle du développement des applica-tions civiles des techniques spatiales,avec l’émergence d’un espace com-mercial au sein duquel l’Europe – absen-te de la première « vague » des activi-tés spatiales (la course à la Lune) et peuprésente dans la seconde (les appli-cations militaires) – va réussir sonentrée, grâce en particulier au lan-ceur Ariane. L’utilisation pratique et civi-le de l’espace – télécommunications etobservations de la Terre– va prendrede plus en plus d’importance, et éga-lement intéresser d’autres puissancesspatiales émergentes – Chine, Inde,Brésil… Exploratoire, militaire, commerciale…toutes ces phases du développementde l’espace ont atteint une sorte de pla-teau dans leur croissance, mais aujour-d’hui on peut se demander si une 4e

phase, de type exploratoire, n’est pasen train de voir le jour, après l’annon-ce d’un programme de retour sur laLune, suivi de missions vers Mars et au-delà faite par le président américainGeorge .W. Bush le 14 janvier 2004. Asuivre…Les activités spatiales ont enrichi et bou-leversé notre compréhension de l’Uni-vers. En quarante ans, toutes les pla-

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nètes du système solaire, sauf Pluton,ont fait l’objet de visites plus ou moinsapprofondies par les sondes spatiales.La dernière en date, l’européenne Huy-gens – elle-même transportée par l’amé-ricaine Cassini – vient de nous dévoi-ler la surface de Titan, satellite deSaturne. Les robots de la NASA Spiritet Opportunity travaillent sur Marsdepuis plus d'un an, en liaison avec dessatellites martiens, parmi lesquels la

sonde européenne Mars Express. Et ilne faut pas oublier tous les observa-toires, au premier rang desquels Hubble,qui nous rapprochent des origines del’Univers !On peut aussi affirmer que les avan-cées dans le domaine du spatial ontchangé le monde et la vie sur la Terre.Sans les satellites de reconnaissance– ou satellites espions – qui jouent unrôle stabilisant dans les relations inter-

nationales – accord de limitation surles armements stratégiques – le mon-de serait beaucoup plus dangereux. Lessatellites de télécommunication ontcontribué à notre ouverture sur le planculturel, en donnant naissance au « vil-lage global » annoncé par McLuhan. Etles premières vues de la planète bleueobservées de l’espace, en 1968, ontpermis une prise de conscience éco-logique sans précédent.

Les satellites dans le monde.

Répartition des satellites (en bleu) et sondes spatiales (en vert) sur orbite au 1er janvier 2000. Source "L'espace, nouveau territoi-re", éd. Belin, 2002. Avec l'autorisation de l'éditeur.

L’échiquier spatial :l’espace dans le monde de demain

Nous avons quitté l’aventure spatiale en plein essor commercial. Alain Dupasnous dévoile maintenant les grands enjeux et l’avenir du spatial.

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La nébuleuse M16 (nébuleuse de

l'Aigle à 7 000 années-lumière de

la Terre) vue par Hubble.

© NASA/ESA/STSci.

À l’ouest, du nouveauSi, depuis la fin du programme Apollo, en1972, la NASA avait recadré ses objectifssur les vols autour de la Terre, navette etStation Spatiale Internationale (ISS) à l’ap-pui, elle gardait toujours en tête un retoursur la Lune et une incursion sur la planèteMars. Des objectifs à nouveau d’actualitédepuis le discours du président George W.Bush le 14 janvier 2004, intervention cou-tumière aux USA où depuis toujours, lesprésidents donnent l’orientation au secteurspatial. Ce fut notamment le cas avec lesdécisions majeures prises par J. Kennedyen 1961 (missions lunaires Apollo), R. Nixonen 1972 (navette spatiale), R. Reagan en1984 (ISS) et G. Bush en 1989 (explora-tions martiennes). Trois de ces cinq recom-mandations ont abouti : les Américains ontmarché sur la Lune, fait voler une navetteet la Station spatiale internationale tourneaujourd’hui autour de la Terre. La derniè-re préconisation en date (du moins avantcelle de 2004) émise par G. Bush, n’a pasconvaincu pour cause de projection troplointaine et de budget faramineux.On le voit, aux États-Unis, l’importance stra-tégique de l’astronautique est une choseentendue, tellement que des présidentspeu ou pas passionnés par l’espace n’hé-sitent pas à apporter leur soutien à desopérations ambitieuses. Un tel soutienfait encore malheureusement défaut à l’Eu-rope…C’est l’accident de la navette Columbia audébut de 2003 qui va décider les Améri-cains à lancer un nouveau programmeambitieux (image 3.2). Réduisant à néantle fer de lance de l’activité spatiale civileaméricaine, cet accident porte atteinte auprestige international acquis depuis les

missions Apollo. C’est aussi le deuxièmeéchec majeur de la NASA, après l’acci-dent de la navette Challenger, dix-sept ansauparavant. Un bilan commandé à unecommission d’enquête juge que la NASAest dans un état déplorable. Les Améri-cains doivent se rendre à l’évidence : l’in-vestissement annuel de dix milliards dedollars pour les vols habités est une gabe-gie. Malgré cette somme colossale, ilsdépendent désormais des Russes pouratteindre la Station spatiale internationaleet leurs expériences en matière d’explo-ration du système solaire – aussi pointuessoient-elles – ne font plus la différenceface à la concurrence européenne (MarsExpress) et aux avancées chinoises.

Objectif LuneLe gouvernement des États-Unis va doncdécider une totale refonte de ses activitésspatiales, privilégiant les missions lointaines.Les conséquences sont multiples : la navet-te spatiale – auparavant prévue pour fonc-tionner au moins jusqu’en 2025 – sera aban-donnée au plus tard en 2010 et l’ISS nesera pas exploitée (du moins par les USA)au-delà de 2016, après à peine 10 ans d’uti-lisation. Mais la principale annonce de ceprogramme est le retour sur la Lune (ima-ge 3.2), absente des projets spatiaux depuisApollo à l’exception de quelques expé-riences scientifiques. Plutôt que Mars, quiintéresse pourtant prioritairement la com-munauté scientifique – peut-être d’ailleursen raison des nombreux crédits alloués auxtravaux sur la planète rouge – la Lune a étéchoisie pour sa proximité – seulement troisjours de voyage –, la faisabilité déjà vérifiéede vols habités vers la Lune et un intérêt

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scientifique malgré tout bien réel. L’explo-ration lunaire sera donc la base du nouveauplan américain. Plus particulièrement la facecachée et les zones polaires : ces dernières,observées par les sondes Clémentine etLunar Prospector, pourraient contenir de laglace accumulée dans des cratères au fondperpétuellement obscur.Si la destination reste la même, le nouveau

programme lunaire est résolument différentdu précédent. Plutôt que de s’arrêter en orbi-te, les Américains ont cette fois-ci décidé d’uti-liser un point de Lagrange*, le point L1, com-me gare intermédiaire pour les vaisseaux entransit Terre-Lune. Bien qu’il ne soit pas stable,ce point permettrait – moyennant un mini-mum d’ergols pour manœuvrer – un arrêttemporaire dans des conditions particulière-ment intéressantes. Autre nouveauté : l’ob-jectif clairement annoncé de s’installer sur laLune, voire d’en exploiter les ressources. Alorsque les missions Apollo prévoyaient de simplesexcursions, le nouveau programme reprendune vieille idée qui veut qu’au lieu « d’ame-ner la Terre sur la Lune », on trouve sur pla-

ce les matériaux nécessaires (propergols,métaux, oxygène issu du traitement desroches…). Un objectif discutable mais clai-rement formulé par G. W. Bush.Quid de la science dans tout cela ? Elle n’estbien sûr pas oubliée : l’installation de radio-télescopes envisagée sur la face cachée denotre satellite permettrait d’écouter l’Universsans subir les effets de la pollution « élec-tromagnétique » terrestre. Le nouveau pro-gramme porte également un titre évocateur: Moon, Mars and beyond… la Lune ne seravisiblement pas la destination finale, au contrai-re des missions Apollo. L’Amérique a poséses jalons pour le demi-siècle à venir et sedonne les moyens de ses ambitions, la NASAayant obtenu la totalité du budget réclamécette année, soit une augmentation de 822millions de dollars.

Moon, Mars and beyond…La planète Mars, deuxième étape prévue,est l’objet d’un intérêt cyclique (image 3.2).

Image 3.2. La Lune sera une étape importante dans l'exploration humaine du système solaire. Aucun ingénieur n'a travaillé sur ce

sujet depuis plus de 30 ans ! Le défi technique est incontestable. © NASA/P. Rawlings.

Image 3.1. La perte de Challenger le 28

janvier 1986, moins de 5 ans après le

premier lancement, déstabilisa profondé-

ment la communauté spatiale. Le second

échec de la navette en février 2003 acheva

de placer la NASA dans une situation très

délicate sur le plan du vol habité. © NASA.

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Les premières images ramenées dans lesannées 1960 par les sondes Mariner ontd’abord montré un monde décevant, qua-si lunaire, puis de nouveaux clichés audébut des années 1970 ont révélé unmilieu original, avec des volcans et descanyons géants, des lits de rivières assé-chées, etc. Un monde où l’eau a proba-blement coulé et où la vie aurait pu sedévelopper. Cette découverte a relancél’intérêt pour la planète rouge et motivéla mission Viking (1976, voir Cahier del'espace n°5). Mais les recherches d’éven-tuelles traces microbiennes n’ont pas don-né de résultat positif, reléguant Mars àl’arrière-plan. Aujourd’hui, la planète rou-ge est de nouveau à l’ordre du jour, sui-te à une récente série de découvertesdémontrant que de l’eau (peut-être seu-lement de la glace !) et donc peut-êtrela vie (ou plus modestement des fossiles),pourrait à l'heure actuelle se trouver dansle sous-sol martien…Soutenu par de nombreux mouvementsde passionnés du cosmos, l’objectif mar-tien est populaire. Mais il reste un objec-tif lointain : six mois de voyage pour unaller simple et près de mille jours pourun aller-retour. Une durée à peine supé-

rieure à celle du premier voyage de Magel-lan autour de la Terre mais qui, en casd’échec, ne permettrait pas de repartirrapidement. À la différence de Mars, laproximité de la Lune offre des avantagesincontestables. Située à peine à trois joursde la Terre, cinq jours avec une escalesur L1, elle est le cadre idéal pour desexpériences technologiques : dévelop-pement de systèmes de « support-vie »,exploitation et traitement des ressourceslocales, développement de sourcesd’énergie… Un test grandeur nature pourpermettre à l’Homme d’appréhender lavie et le travail sur un autre astre. Très uti-le dans la perspective de voyages mar-tiens… Si Mars vient loin derrière la cam-pagne lunaire prévue vers 2015-2020,elle recevra vraisemblablement notre pre-mière visite vers 2035 et pourrait accueillirdes installations permanentes – sem-blables à celles des régions polaires ter-restres – au siècle suivant.Plus que la Lune, plutôt considérée com-me une plate forme d’expérimentation,Mars a conservé une part de mystère. Ondoit se souvenir que c’est son étude, audébut du 17e siècle, qui a permis à Keplerde jeter à bas l’édifice cosmologiqued’Aristote et de Ptolémée. Mars pourraitmême être – selon certaines théories –à l’origine de la vie sur Terre : initialementplus favorisée que la Planète bleue, elleaurait accueillie la vie, cette dernière étantarrivée ensuite sur notre planète via desmétéorites arrachées à Mars. Mars évoquerésolument un monde à la limite de lascience et de l’imaginaire….

De la technologie pour l’espaceAu-delà de l’exploitation des ressourceslunaires envisagée à moyen terme par laNASA, se profile à long terme un conceptd’industrialisation du cosmos. L’énergiesolaire captée dans le cosmos mêmepourrait s’avérer une solution pour la Ter-re, inexorablement confrontée à des pro-blèmes de ressources énergétiques. Lesscientifiques travaillent également à laconception d’un élévateur spatial, sorted’ascenseur pour le cosmos, sous la for-me d’une colonne d’une centaine de mil-liers de kilomètres de long et dont lecentre de gravité serait au niveau de l’or-bite géostationnaire. Des idées ambi-

tieuses mais qui dépassent la limite derésistance des matériaux actuel, mêmesi les « nanotechnologies » permettentd’envisager des solutions à ce problème.Autres voies à explorer pour aller de l’avantdans l’industrialisation du cosmos : l’uti-lisation de la propulsion nucléaire (dontla maîtrise dans le cosmos sera de tou-te façon une étape indispensable,), oumême la propulsion par annihilation matiè-re-antimatière (NDLR, voir Cahier de l'es-pace n°4), un système encore utopiquemais qui pourrait voir le jour au 22e siècle,en permettant à nos descendants derejoindre Mars en six ou sept jours etles confins du système solaire en à pei-ne quelques semaines !

Avec l’EuropeLa plupart des développements conçus parla Nasa ne seront pas étrangers à l’utilisa-tion militaire du cosmos par le Pentagone,dont l’un des principaux objectifs est sansaucun doute le contrôle de l’espace, maisaussi de la zone comprise entre l’air etl’espace. Les progrès en matière de pro-pulsion hypersonique – le X 43 vient deréaliser Mach 10 – permettent d’envisagerl’installation d’armes en orbite, comme unlaser spatial. Face à cette importance stra-tégique de l’espace, l’Europe doit réagir ense donnant les moyens de son indépen-dance (image 3.5). En poursuivant le pro-gramme Ariane, en continuant le dévelop-pement d’applications pour l’observationde la Terre et de concepts intermédiairesentre la sécurité et le civil comme Galileoet GMES (Global Monitoring for Environ-ment and Security), mais également en déve-loppant ses propres programmes d’explo-ration au-delà des robots actuels, commeMars Express. Dans cette optique, l’Europepourrait envisager l’évolution de son ATV(Automatic Transfer Vehicle, dont le premierest baptisé Jules Verne - déjà plus grandque le Progress russe qui ravitaille aujour-d’hui l’ISS et quasiment de la classe d’unApollo - en lui ajoutant des cabines pourle transport des hommes, en l’envoyant àgrande distance de la Terre grâce à unlanceur lourd. L’ATV pourrait ainsi être lapremière brique d’une participation euro-péenne aux futurs programmes d’explora-tion habitée de la Lune, de Mars et …au-delà !L’humanité appartient au cosmos. S’instal-

Image 3.3. En 1985, la Nasa imagi-

nait une présence humaine sur Mars

en 2015. En 20 ans, malgré un

intérêt sans cesse renouvelé et

grandissant, l'échéance a reculé

d'autant. © NASA/P. Rawlings.

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Image 3.4. Le programme Aurora a pour but de préparer l'Europe à jouer un rôle majeur

dans l'exploration habitée du système solaire. © ESA.

Les budgets spatiaux dans le monde en 2001.

Le budget spatial des états de l'Agence spatiale européenne en2001. Source "L'espace, nouveau territoire", éd. Belin, 2002.Avec l'autorisation de l'éditeur.

ler ailleurs ne doit pas être envisagé seulement comme uneaventure palpitante mais aussi comme une évidence. L’étude de l’évolution montre plusieurs extinctions mas-sives dans notre histoire, notamment suite à des collisionsavec des astéroïdes. La plus connue a probablement entraî-né la disparition des dinosaures il y a 65 millions d’années,mais la précédente avait anéanti pas moins de 95 % desespèces terrestres. Surveiller l’espace permettrait dans unpremier temps de détecter ces événements mais seule uneinstallation sur la Lune et sur Mars pourrait garantir la surviede la culture terrienne. Quant aux voyages interstellaires, ilssont conditionnés par de nouvelles découvertes fondamen-tales en science physique (voir encadré L’antimatière, sour-ce d’énergie du futur ?). Sans elles, l’Homme, probablementcapable d’atteindre les confins du système solaire vers 2100-2200, pourrait se voir interdit de dépasser la ceinture de Kui-per et donc d’atteindre d’autres étoiles…

La grande aventure spatiale s’inscrit dansune perspective évolutive - l’évolutioncosmique. La découverte de Darwin au19e siècle est l'une des plus grandesdécouvertes scientifiques de tous lestemps. Elle a été complété au 20e sièclepar celle du « Big Bang », qui a démon-tré que l’Univers avait un début et qu’ilévoluait depuis lors, d’une manière dontl’évolution darwinienne n’était qu’unaspect. A quels résultats a conduit l’évo-lution cosmique sur d’autres planètes,autour d’autres étoiles, dans d’autresgalaxies ? La compréhension de l’Uni-vers, de la vie, de l’intelligence, s’inscritainsi dans une prodigieuse problématique.L’aventure spatiale a contribué, contribueet contribuera à cette recherche qui nefait que commencer. Elle constitue unegrande chance pour la science et la cul-ture.

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Sur la Lune ou sur Mars, le sol appar-tient-il au premier occupant ?Jacques Villain :Un traité, datant de 1974, interdit l’appro-priation de l’espace et des astres. Person-ne n’est donc propriétaire des sols lunairesou martiens. Mais le roi de Prusse a léguéla Lune à l’un de ses conseillers et RonaldReagan et Clint Eastwood ont chacun acquisdes parcelles de Lune. Toutes ces partiessont actuellement en procès… Si l’on estpour l’instant dans le gag, qu’en sera-t-ildu statut de la Lune dans vingt ou trenteans ? D’autant que les Américains ne sontsignataires d’aucun accord à ce sujet…

La Chine vient de réussir l’envoi d’unhomme dans l’espace. Qu’en est-il del’avenir de cette nouvelle venue dansla famille des puissances spatiales ?Alain Dupas :La Chine achète beaucoup de technolo-gie en Russie, un exemple que l’on devraitpeut-être suivre… Partie d’assez loin, satrajectoire est lentement croissante maisrégulière et lui vaudra peut-être d’être surla Lune en 2025, 2030. De même, vers2050, elle pourrait s’avérer le grand concur-rent des États-unis. Mais il reste des incon-nues : si la volonté politique est incontes-table qu’en est-il de la pérennité du pouvoiren place ? D’autre part, il ne faut pas oublierl’Inde, parvenue au niveau de l’Europe dansnombre de programmes et en charge dela prochaine grande expérience automa-tique lunaire. Cette puissance, désignéepar les économistes comme possédantle plus fort potentiel de croissance, pour-suit un développement spatial au servicedu citoyen – soutien au développement,à l’éducation, à la santé… – et ne visepas à proprement parler l’envoi d’hommesdans l’espace par ses propres moyens.Mais elle pourrait devenir un partenaire dechoix…

Et l’avenir de la Russie ? EADS s’est ditintéressé par la récupération de tech-nologies et de compétences en prove-nance de l’Ex-Urss.Jacques Villain :Il existe une longue tradition de collabo-ration dans le domaine spatial entre la Rus-sie et la France particulièrement depuisl’impulsion donnée par le Général De Gaul-le : opérations scientifiques – lancementsde satellites, embarquements à bord desondes soviétiques d’expériences fran-çaises – et aussi accord pour l’envoi despationautes français. En 1990, la Francea fait l’acquisition de technologies et concluun certain nombre de contrats d’étudesavec les Russes, en avance sur les Améri-cains au niveau de la propulsion. Mais ellen’a pas acheté de moteur afin de préser-ver l’activité industrielle européenne. Unedeuxième phase a permis de compléter lagamme Ariane avec le lanceur Soyouz –les Américains ont fait de même avec lelanceur Proton qui fait maintenant partiede l’arsenal de la société ILS filiale de Lock-heed-Martin. L’objectif principal était d’ac-quérir des compétences mais aussi d’em-pêcher que des ingénieurs soviétiquesproposent leurs services à des pays enquête de savoir-faire concernant les mis-siles balistiques. C’est aussi la raison pourlaquelle les Russes ont été conviés à bordde l’ISS. Alain Dupas :Les Russes ont exceptionnellement bienrésisté à la disparition des crédits d’État.Les ventes de technologie aux Américainset aux Chinois ont permis, compte tenudes bas salaires, de maintenir leur poten-tiel. De plus l’État russe, enrichi par la man-ne pétrolière, recommence à investir dansle domaine du spatial. Pourrait-on faire plusavec la Russie ? Pourrait-on imaginer unealliance pour construire des vaisseaux habi-tés ? L’industrie européenne, soucieuse de

produire et commercialiser ses propressystèmes, reste réticente. De plus la Rus-sie et l’Europe ne poursuivent pas lesmêmes buts géopolitiques. La Russie,qui reste un empire dans sa culture, n’esten aucune façon prête à devenir unepièce rapportée d’un édifice dont le lea-der serait l’Europe. Plutôt que d’accep-ter les véritables collaborations que récla-me l’Europe, elle préfère développerses propres projets et en monnayer l’uti-lisation, comme c’est le cas avec lesAméricains.

L’URSS a connu beaucoup d’échecstechniques dans sa course à l’espa-ce. Pensez-vous que la culture dusecret et de la centralisation del’information était incompatibleavec des projets d’une telleampleur ?Alain Dupas :Ce sont les problèmes bureaucratiquesà l’intérieur du système soviétique et lesdysfonctionnements dans le complexemilitaro-industriel qui ont empêché lesRusses de gagner la course à la Lune.L’incapacité du pouvoir central – polit-buro et gouvernement – de s’arrêter surun plan et de prendre une décision leura été fatale. De plus, un véritable com-bat des chefs a eu lieu en arrière plan,notamment entre le fondateur de l’ac-tuelle Energomash qui a refusé de four-nir les moteurs pour la fusée lunairede Korolev. C’est aussi parce qu’ils ontdémarré tardivement et tenté de rat-traper leur retard sur les Américains –ignorant les étapes d’essai et de vali-dation pourtant indispensables de lafusée N1 – que les Russes ont connuautant d’échecs.

Jacques Villain :L’Urss n’était pas le monolithe que nouscroyions. En plus de sa mésentente avecle fondateur d’Energomash, Korolev avaitdes compétiteurs. Des constructeursqui possédaient chacun leur championau sein du politburo.

Des sociétés privées se préparent ànous proposer de petits sauts depuce dans l’espace. Qu’en est-il dutourisme spatial ?Alain Dupas :Le principal obstacle au développementde l’espace, c’est son coût. Mais de nou-veaux acteurs arrivent avec desméthodes innovantes qui changerontpeut-être les choses… Le premier béné-ficiaire en serait le tourisme spatial, untourisme tout de même élitiste puisqu’ils’adresserait aux passagers capablesde débourser 100 000 euros. Pour fai-re moins cher, nous pourrions envisa-ger de commencer par faire simple enrepartant de la base (vols suborbitaux…).Des avancées modestes mais qui pour-raient un jour rejoindre les grandes acti-vités spatiales et contribuer à leur déve-loppement. Une telle approche estcontenue dans les nouveaux plans dela Nasa qui met des sociétés en concur-rence – avec contrats et prix à la clé –pour le développement de certains sys-tèmes.

Quelle est la différence essentielleentre l'Europe et les États-Unis enmatière de programmationspatiale ?Alain Dupas :Les programmes spatiaux européen sontaxés sur l’intérêt du citoyen alors queles États-unis conjuguent systémati-quement l’option sécuritaire. Mais l’Eu-rope doit comprendre que l’intérêt ducitoyen européen passe aussi par cet-te voie. Et que les activités astronau-tiques sont indispensables pour qui veutêtre au nombre des nations qui serontprésentes à l’horizon 2050. Peut-être lefutur président européen pourrait-il sefaire la voix de l’Europe en la matière,à la manière des présidents Américains.

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Autres agences spatialessci.esa.int : agence spatiale européennewww.nasa.gov : agence spatiale américainewww.jaxa.jp/index-e.html : agence spatiale japonaise

Sites éducatifs ou grand publicwww.citedelespace.comCité de l'espacewww.mae.orgMusée de l'air et de l'espacewww.planete-sciences.org

Planète sciences

Les revues utileswww.cieletespace.comCiel et espacewww.espace-magazine.frEspace Magzinewww.larecherche.frLa Recherchewww.pourlascience.comPour la science

Sites internetErgol. Substance utilisée seule ou en asso-ciation pour fournir l'énergie nécessaire à lapropulsion.

Orbite de transfert géostationnaire. Les satel-lites sont rarement lancés directement sur orbi-te géostationnaire. Pour des raisons d’optimi-sation du lancement, le satellite est placé surune orbite dont le périgée est situé entre 200et 600 km et dont l’apogée se trouve à36 000 km. C’est le satellite qui réalise le trans-fert vers l’orbite géostationnaire à l’aide de sespropulseurs embarqués.

Point de Lagrange. Les points de Lagrangesont des zones ou les attractions gravitation-nelles de deux astres sont égales. Le binômeTerre-Soleil en compte 5 répartis sur le plande l'écliptique. Le point L1 se situe à 1,5 mil-lions de kilomètres de la Terre en direction duSoleil. Le point L2 se situe en direction oppo-sée, à 1,5 millions de kilomètres.

Glossaire

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OS

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Les Cahiers de l'espace n°8

INFORMATIONS PRATIQUES

Le Cahier de l’espaceest un document de référence sur un thème de l'ac-tualité du domaine spatial, réalisé à l'issue de chaque session des Mercre-dis de l'information. Diffusé dans un délai de quelques mois après la sessionde conférence, il est aussi possible de télécharger le document sur le siteÉducation-Jeunesse. Dans la même collection : N°1: Ailleurs… la vie ! Possible ou probable? (Septembre 2002)N°2: Comètes… Un rêve plus loin ! De Rosetta à nos origines (Janvier 2004)N°3: Spot 5 et Météosat: des yeux en orbite (Février 2003)N°4: Quitter la Terre demain. Lanceurs et propulsion du futur (Octobre 2003)N°5: Expéditions interplanétaires. La quête des origines (Décembre 2003)N°6: L'Homme extraterrestre (Janvier 2004)N°7 : Déméter : à l'écoute des séismes (Décembre 2004)

Depuis mai 1999, dans le cadre d l'École de l'espace, le service Culture spa-tiale du CNES propose un cycle de conférence sur les thèmes spatiaux.Les Mercredis de l'espace sont principalement destinés aux enseignants (pri-maire, secondaire ou supérieur) mais sont ouverts à tous les acteurs de lacommunauté éducative.Pour participer aux Mercredis de l'espace :CNES, service Culture spatiale,18 av. Edouard Belin - 31401 Toulouse Cedex 9Martine Langlade ( 05 61 27 31 14)

La Cité de l’espace (située au bord de la rocade Est de Toulouse – sortien° 17) constitue le complément idéal à ces conférences. Les enseignantsintéressés peuvent profiter de leur venue à Toulouse pour participer, le mer-credi matin, à une visite gratuite de la Cité de l'espace. Renseignementsauprès du service éducatif de la Cité de l'espace (( 05 62 71 56 12).

Le service Culture spatiale du CNES donne à tous les enseignants (del'école au lycée), la possibilité de se former aux techniques spatiales et àl'utilisation des outils expérimentaux.Pour toute information, contactez-nous :05 61 27 31 14 ou education.jeunesse@cnes.fr

Pour retrouver les Mercredis de l'espace, les Cahiers de l'espace et toutesles activités éducatives proposées ou soutenues par le CNES, visitez lesite Internet jeunesse du CNES : www.cnes-edu.org.

Organisation des conférences : Sébastien ROUQUETTE (service Culture spatiale, CNES),Comité de rédaction des Cahiers de l'espace :Natacha FRADIN, Journaliste,Anne SERFASS-DENIS (service Culture spatiale, CNES),Sébastien ROUQUETTE,Comité de relecture :Anne SERFASS-DENIS,Jacques VILLAIN,Alain DUPAS

Une production de la Direction de la Communication externe, de l’Éducation et des Affaires publiques, service Culture spatiale, avec le soutien de: