L'astronautique

Champs d'études (I)

L'astronautique couvre des champs d'études scientifiques et techniques extrêmement vastes, depuis la technologie spatiale et la chimie des mélanges propulsifs (les pergols), l'étude des matériaux et la mécanique des fluides, jusqu'aux expériences de biologie spatiale, de physique et d'astronomie sans ignorer les disciplines des sciences de la Terre telle que la télédétection pour n'en citer qu'une.

Plus qu'un vaste champ d'études, l'astronautique est le support de nombreuses sciences appliquées.

 Pluridisciplinaire, l'astronautique représente un ensemble d'un grand intérêt par les découvertes qu'elle entraîne dans notre vie de tous les jours. Elle nous libère des contraintes terrestres et nous permet d'améliorer nos conditions physiques dans l'espace. Elle facilite les découvertes sur la nature des corps célestes et nous permet d'améliorer notre technologie. 

Etant donné que notre atmosphère est un écran que de nombreuses radiations ne peuvent traverser, il est nécessaire d'aller étudier les astres par-delà cette barrière. C'est le rôle des sondes spatiales expédiées à travers le système solaire et des satellites mis en orbite depuis le Spoutnik soviétique lancé le 4 octobre 1957.

Ressources et moyens

L'astronautique est une technique qui relève des sciences appliquées. Pour aider les scientifiques, il existe en orbite toute une panoplie de satellites de détection : des satellites sensibles aux rayons gammas (CGRO, SIGMA), aux rayons X (EXOSAT, XMM), ultraviolet (IUE, EIT), infrarouge (IRAS, SPITZER), millimétrique (COBE). D’autres sont spécialisés en astronomie (télescope HUBBLE), en astrométrie (HIPPARCOS, TOPEX-POSEIDON), en télédétection (SPOT, ERS), en météorologie (METEOSAT, NOAA), en navigation (GPS, GALILEO) ou encore dans l'exploration de l'environnement magnétique(GEOS), des relations Terre-Soleil (ISEE) ou des corps célestes (SOHO, VOYAGER, GIOTTO). La vocation des observatoires embarqués est d'étudier les objets cosmiques ou leurs influences dans des rayonnements peu ou pas du tout accessibles depuis le sol et éventuellement de découvrir de nouveaux objets ou sources de rayonnements.

Ensemble, les archives historiques et les données fournies par les satellites représentent des milliers de terabytes d’information qui s’accumulent dans les mémoires périphériques des ordinateurs. En observant l'univers sur la totalité du spectre électromagnétique, cette pléthore d’information permet aux chercheurs de reconstituer l'histoire des corps célestes, des étoiles aux plus lointaines galaxies.

Cette technologique est souvent couplée à des techniques CCD (caméra électronique amplificatrices d’images) et bien sûr à l'informatique, les données étant archivées digitalement. Ces informations ont déjà bouleversé nombre de concepts, obligeant les théoriciens à revoir leur copie, mais a également - et c'est heureux - permis de corroborer certains modèles. Ainsi la découverte des fluctuations fossiles du Big Bang par COBE est à mettre à son actif. En fait il faut savoir que les satellites artificiels, vu leur coût, sont expédiés dans l'espace s'ils ont de bonnes chances d'étayer les théories en cours.

Simulation des surfaces planétaires

Surface de Io

Atmosphère jovienne

Comme ailleurs, l’informatique est entrée en force dans tous les domaines scientifiques. Les programmes de traitement d’images et de présentations tridimensionnels permettent de simuler l’aspect des surfaces inaccessibles et sont aujourd’hui des outils d’analyse indispensables aux chercheurs.

Organisations

Les organismes gouvernementaux ont mis sur pied des programmes spatiaux dont la première tâche est la mise sur orbite de satellites à vocations scientifiques ou civile (météorologie, navigation, communication, astronomie, géodésie, écologie, géophysique, télédétection) mais également militaires (surveillance, détection, défense).

Il faut bien évidemment citer en premier lieu les programmes américains (NASA), du gouvernement russe (IKI), de l'agence européenne (ESA) et ceux du Japon (JAXA), en rappelant que plusieurs autres nations ont mis sur pied des programmes d'étude, de recherche ou de défense dans le domaine spatial, tels l’Inde (ISRO) et la Chine/Taiwan (CASC, NSPO) qui disposent chacune de leurs propres lanceurs. La concurrence commerciale est rude car plus de 20 pays disposent aussi de la technologie spatiale et cherchent sur le marché les lanceurs offrant le meilleur rapport qualité/prix pour placer leurs satellites (Brésil, Canada, Corée, Israël, Pakistan, Ukraine, etc.).

Chaque lanceur a ses contraintes, tant au niveau de la charge utile (poids embarqué) que de l'orbite (orbite basse, molnya, de halo ou haute, dite géostationnaire et de parking).

Aujourd'hui, les trois principales agences spatiales sont par ordre d'importance la NASA, l'ESA et la CASC chinoise. A n'en pas douter, l'Empire du Milieu est en train de construire ses avant-postes dans l'espace aidé par des sociétés privées européennes telle Alcatel. Il ne serait pas étonnant que la Chine devienne la première puissance spatiale d'ici une ou deux générations. Après le Japon, la Chine en effet sur le point de lancer une sonde spatiale vers la Lune (2017). Mais cela ne signifie pas que la Chine pourra soutenir ce progrès à long terme vu les problèmes économiques et sociaux qu'elle présente.

Plusieurs universités et associations amateurs profitent également des lanceurs nationaux pour placer sur orbite leurs propres satellites : AMSAT-OSCAR (AO), SARA, RADIO-SPOUTNIK (RS), JAMSAT, etc.

La NASA à son tour, à travers les missions éducatives de la navette spatiale et de la station ISS, encourage les expériences radioamateurs, les astronautes licenciés contactant de temps en temps des amateurs, des clubs ou des écoles équipés de moyens VHF (ARISS, etc). Citons par exemple l'astronaute Nancy J.Currie, alias KC5OZX qui discuta depuis la navette spatiale avec des radioamateurs du Goddard Amateur Radio Club, WA3NAN.

On se souviendra également de la liaison établie par deux radioamateurs belges avec Dirk Frimout, contact établi entre l'Euro Space Center de Redu (B) et la navette Atlantis en 1992. Consultez la rubrique consacrée aux activités radioamateur et rédigée en anglais si le sujet vous intéresse ainsi que les fichiers audio pour écouter quelques contacts mémorables.

Allo, la Terre ?

Quand la fiction rejoint la réalité. A gauche, une image du film "2001: L'Odyssée de l'Espace" qui frappa les esprits. A bord de la station Space Station V et en attendant sa navette pour la Lune et la base de Clavius, le Dr. Heywood Floyd contacte par téléphone sa famille restée sur Terre. Prix de la communication : 1.75$ pour 5 minutes. En 1968, c'était presque un rêve inaccessible. Aujourd'hui, pour les astronautes de telles communications sont une réalité et pratiquement pour les radioamateurs également. A droite, environ 30 ans après la sortie de "2001", les radioamateurs sont à bord de Mir et communiquent en SSTV avec d'autres radioamateurs restés au sol. Le prix ? La communication est gratuite ! Cette transmission fut enregistrée le 26 août 1999 sur 145.985 MHz par WB8ERJ. Plus vraie que la meilleure des sciences-fictions ! Rappelons qu'une situation similaire s'était déjà produite en 1969 lors du débarquement d'Apollo 11 dont l'équipage sera en contact avec le Président Nixon.

Enfin, rappelons que les chances de réussite d'une mission spatiale sont aléatoires et les satellites professionnels comme amateurs risquent toujours de tomber en panne ou de présenter une défectuosité pour une raison ou une autre (vibrations pendant le transport, soudure brisée, coup de froid, panne, irradiation,...). Nous y reviendrons lorsque nous discuterons des retombées de satellites, un risque qu'il faut prendre très au sérieux dans un monde toujours plus peuplé.

L'astronautique ne peut pas se résumer en quelques pages. Le sujet a donc été divisé en plusieurs articles, chacun développant un sujet particulier (les combinaisons, les télécommunications, le tourisme, les retombées économiques, les accidents, l'exploration du système solaire, la colonisation, etc). Dans cet article, le plus général, nous nous attacherons à rappeler les principales étapes de l'histoire de l'astronautique et les grands projets à venir.

Prochain chapitre

Rappel historique

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