La conquête spatiale

Contexte historique

 

 

SATURNE V

Saturn V est un lanceur spatial super lourd de la famille Saturn, développé dans les années 1960 par l’agence spatiale américaine, la NASA, pour le programme lunaire Apollo. Utilisé entre 1967 et 1973, il a placé en orbite terrestre, sans aucun échec, les vaisseaux qui ont déposé les astronautes américains sur le sol lunaire. Cette énorme fusée d’un peu plus de 3 000 tonnes — détenant toujours, en 2025, les records de masse et de capacité d’emport — est capable de placer jusqu’à 140 tonnes en orbite basse terrestre pour les dernières missions Apollo. Elle est développée dans le contexte de la course à l’espace opposant Américains et Soviétiques dans les années 1960.

Une maquette

Cette fusée a emporté le module lunaire dans la mission « Apollo 11 », qui s’est posé sur la Lune le 21 juillet 1969.

Maquette Revell au 1/96, réalisée par Emma CATHERINE

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APOLLO 11

Apollo 11 est une mission du programme spatial américain Apollo au cours de laquelle, pour la première fois, des hommes se sont posés sur la Lune, le lundi . L’agence spatiale américaine, la NASA, remplit ainsi l’objectif fixé par le président John F. Kennedy en 1961 de poser un équipage sur la Lune avant la fin de la décennie. Il s’agissait de démontrer la supériorité des États-Unis sur l’Union soviétique et de répondre aux succès soviétiques du début de l’ère spatiale dans le contexte de la guerre froide, qui oppose alors ces deux pays. Ce défi est lancé alors que la NASA n’a pas encore placé en orbite un seul astronaute. Grâce à une mobilisation de moyens humains et financiers considérables, l’agence spatiale rattrape puis dépasse le programme spatial soviétique.

Une maquette

Au cours de cette mission, 21,7 kilogrammes de roche et de sol lunaire sont collectés et plusieurs instruments scientifiques sont installés sur la surface de notre satellite. Bien que l’objectif scientifique d’Apollo 11 ait été limité par la durée du séjour sur la Lune et la capacité d’emport réduite des vaisseaux spatiaux utilisés, la mission fournit des résultats substantiels. Son déroulement, en particulier les premiers pas sur la Lune filmés par une caméra vidéo et retransmis en direct, constituent un évènement suivi sur toute la planète par des centaines de millions de personnes.

Maquette réalisée par Julien SERRE

 

Diorama réalisé par François PELISSIER

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SONDE VOYAGER 2

Voyager 2 est l’une des deux sondes spatiales du programme Voyager. Son lancement a eu lieu le . Comme Voyager 1, elle a été conçue et réalisée au Jet Propulsion Laboratory en Californie. Techniquement identique à Voyager 1, Voyager 2 a été lancée sur une trajectoire plus lente et plus courbée, ce qui a permis de la maintenir dans le plan de l’écliptique (où se trouvent les planètes du Système solaire). Ainsi, elle a pu être dirigée vers Uranus puis Neptune en utilisant l’assistance gravitationnelle lors des survols de Saturne en 1981 et d’Uranus en 1986. C’est aujourd’hui le seul engin spatial à s’être approché d’Uranus et de Neptune et à les avoir survolées. La configuration particulière des quatre planètes géantes qui a rendu leur survol possible ne se reproduit que tous les 176 ans.

Une maquette

Trois mois avant de croiser Jupiter la sonde commence à effectuer des prises de vues ; celles-ci continueront jusqu’en août et 13 350 photos de Jupiter et des lunes seront prises. La sonde Voyager 2 effectue, 18 semaines après Voyager 1, le survol de Jupiter le  à 22 h 28 en passant à 721 670 km du centre de la planète. La trajectoire retenue doit permettre de compléter les données recueillies par Voyager 1 avec en particulier un passage à faible distance de la lune Europe (63 130 km), l’observation de l’atmosphère sud de la planète géante ainsi qu’une étude détaillée de la queue magnétique de Jupiter. La sonde passe également non loin de Ganymède (62 130 km) et de Callisto (214 930 km). La sonde confirme l’activité volcanique détectée sur Io par Voyager 1.

Maquette réalisée par Patrick DARAM

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MARS RECONNAISSANCE ORBITER

Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) est une mission spatiale américaine de la NASA en orbite autour de Mars. La sonde spatiale MRO a été lancée le  par une fusée Atlas V-401 depuis la base de lancement de Cap Canaveral et s’est insérée en orbite martienne le . La sonde a modifié son orbite durant les cinq mois suivants en utilisant la technique de l’aérofreinage pour parvenir à se placer sur une orbite basse circulaire.

Une maquette

Les instruments de MRO ont permis notamment de cartographier de manière extrêmement détaillée des régions particulièrement intéressantes en identiant les minéraux (argiles, sulfates) résultant de la présence d’eau, d’estimer le volume de la calotte polaire de Mars, de détecter de la glace dans des cratères situés à une latitude relativement basse, de découvrir de nombreux phénomènes se déroulant à la surface et d’identifier les zones explorées par les astromobiles de la NASA. La mission initiale, qui s’achevait en , a été prolongée à plusieurs reprises et devrait rester opérationnelle jusqu’au milieu de la décennie .

Maquette réalisée par Patrick DARAM

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ARIANE 1, 2, 3, 4, 5, 6

Ariane est le nom générique d’une famille de lanceurs civils européens de satellites. Le programme Ariane est lancé en 1973 par le CNES afin de donner les moyens à la France de mettre en orbite ses satellites sans dépendre des autres puissances spatiales. Ce projet avait été précédé d’un échec avec la fusée Europa. La première version, Ariane 1, effectue son vol inaugural depuis la base de Kourou (Guyane française) le . Elle est rapidement remplacée par des versions plus puissantes, Ariane 2, Ariane 3 et Ariane 4 qui effectuent leur premier vol respectivement en 1986, 1984 et 1988. Pour faire face à l’augmentation de la masse des satellites, le lanceur est complètement refondu, donnant naissance à la version Ariane 5 capable de placer maintenant plus de 10,7 t en orbite de transfert géostationnaire. Son premier vol a eu lieu en 1996, Ariane 6 prenant le relais à partir du 9 juillet 2024.

Des maquettes

Maquette réalisée par Patrick DARAM

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ARIANE V

Ariane 5 est un ancien lanceur spatial lourd de l’Agence spatiale européenne (ESA), développé pour placer des satellites sur orbite géostationnaire et des charges lourdes en orbite basse. Dans sa dernière version, il peut placer 21 tonnes en orbite basse et 10,5 tonnes sur une orbite de transfert géostationnaire. Il effectue son premier vol le  avec la mission V-88 et le lancement du 117e et dernier exemplaire a eu lieu le  avec la mission VA-261.

Une maquette

Environ 1 100 industriels participent au projet. Le premier vol, qui a lieu le  est un échec. Le lanceur connaît des débuts difficiles, avec deux échecs (Vol 517 en 2002) totaux et deux échecs partiels sur les quatorze premiers lancements. mais il renoue progressivement avec les succès d’Ariane 4. En 2009, Ariane 5 détient plus de 60 % du marché mondial des lancements des satellites commerciaux en orbite géostationnaire. En , il est prévu que le dernier tir d’Ariane 5 ait lieu en 2023. Le dernier vol d’Ariane 5 a effectivement lieu le , donnant lieu à une période d’un an (jusqu’au vol inaugural d’Ariane 6, le ) pendant laquelle l’Europe, dépourvue de lanceur propre, doit recourir à des lanceurs étrangers.

Maquette réalisée par Stéphane MOTOT

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NAVETTE SPATIALE

Du côté américain, six navettes ont été construites, dont cinq destinées au vol orbital (Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis, Endeavour) et une aux essais en vols (Enterprise). Les Soviétiques ont, quant à eux, construit douze navettes, dont cinq destinées au vol orbital, bien qu’une seule d’entre elles ait volé : Bourane.

Des maquettes

Les États-Unis sont les premiers à concevoir une navette spatiale réutilisable capable d’emporter de gros satellites en orbite basse et de les rapporter sur la Terre. Columbia et Challenger ont été détruites en mission. Il y a eu aussi une maquette grandeur nature, Pathfinder, qui servit de banc d’essais. La première navette fut mise en service en 1981. La mise à la retraite des navettes a eu lieu en 2011. 

Maquette réalisée par Philippe FOULON

 

 

Discovery Space ShuttleMaquette HELLER au 1/288 réalisée par Pascal DUCOS

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ISS (International Space Station)

La station spatiale internationale (abrégée en SSI, surtout au Canada francophone, ou ISS d’après le nom anglais : International Space Station) est une station spatiale placée en orbite terrestre basse et occupée en permanence depuis 2000 par un équipage international qui se consacre à la recherche scientifique en microgravité et dans l’environnement spatial. Le programme est un projet conjoint de l’agence spatiale américaine la NASA et de l’agence spatiale russe Roscosmos, avec la participation importante des agences spatiales européenne ESA, japonaise JAXA et canadienne ASC. Elle doit rester opérationnelle jusqu’en 2030.

Une maquette

La station spatiale internationale mesure 108 mètres de long sur 74 mètres de large, pour une masse approchant les 450 tonnes. Avec un volume pressurisé d’environ 900 m3, dont près de 400 m3 habitables, elle peut accueillir sept astronautes en permanence. La station spatiale est composée d’une part des modules pressurisés dans lesquels vivent les astronautes (laboratoires, modules d’amarrage, modules d’interconnexions, sas, modules polyvalents), d’autre part d’éléments non pressurisés qui assurent différentes fonctions telles que la fourniture d’énergie, la régulation thermique, la maintenance (bras robotiques) et le stockage d’expériences scientifiques et de pièces détachées.

1er module de l’ISS

Maquette réalisée par Patrick DARAM

 

La station étant modulable, elle change souvent de configuration

Maquette réalisée par Philippe FOULON

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ASTRONAUTE ou COSMONAUTE

Un astronaute est le membre de l’équipage d’un véhicule spatial. Les astronautes étaient initialement choisis parmi les pilotes militaires. Les critères de recrutement ont évolué par la suite et, si une bonne condition physique est toujours nécessaire, l’accent est désormais mis sur une bonne santé mentale, la compétence technique ou scientifique selon le poste occupé et la capacité à s’exprimer dans les langues des principales nations spatiales (anglais, russe). Voyager dans l’espace reste encore un privilège rare puisque, en 2021, soixante ans après le premier vol d’un homme dans l’espace, seules un peu plus de 600 personnes ont séjourné dans l’espace, en moyenne à deux reprises, dont une cinquantaine de femmes. Le record de personnes dans l’espace en même temps le 11 septembre 2024 est de 17 personnes dont quatre touristes spatiaux.

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Les différences nationales dans les critères de recrutement tendent aujourd’hui à s’effacer car les missions se déroulent de manière majoritaire dans le cadre de programmes internationaux. Le recrutement est réalisé par les agences spatiales qui sont généralement très exigeantes dans leur sélection car elles n’ont pas droit à l’erreur et la formation d’un astronaute est très coûteuse. Il faut aujourd’hui plusieurs années de formation avant qu’un candidat astronaute soit opérationnel. L’astronaute va effectuer quelques missions au cours d’une carrière qui peut durer plus de 20 ans. La défaillance d’un astronaute en cours de mission peut théoriquement coûter plusieurs centaines de millions d’euros. Un astronaute doit être à la fois très polyvalent, avoir un niveau de formation supérieur, être physiquement en bonne forme, maitriser plusieurs langues, être stable et ouvert sur le plan psychologique, accepter des déplacements très longs et fréquents.

 

Maquette réalisée par Patrick DARAM

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SPACE X

SpaceX, officiellement Space Exploration Technologies Corporation, est une entreprise américaine spécialisée dans le domaine de l’astronautique et du vol spatial. Fondée le  par Elon Musk, SpaceX est l’un des deux prestataires privés à qui la NASA a confié un contrat de transport de fret vers la station spatiale internationale (ISS) dans le cadre du programme COTS. L’entreprise développe par ailleurs des projets d’exploration spatiale vers la Lune et Mars, et le programme Starlink d’accès à haut débit à Internet par satellites sur Terre. La société SpaceX conçoit, construit et commercialise les lanceurs Falcon 9, les moteurs Merlin qui les propulsent ainsi que le vaisseau cargo Dragon et sa version habitée, le Crew Dragon. 

Une maquette

Le lanceur Falcon 1, qui a été le premier lanceur de la société, n’est plus en service. Après trois échecs en 2006, 2007 et 2008, a lieu le  le premier succès du lanceur Falcon 1, qui met ensuite en orbite le satellite d’observation malaisien RazakSAT lors de son cinquième vol, le . Le cargo spatial Dragon, lancé par une fusée Falcon 9, œuvre dans le cadre du programme de ravitaillement de la Station spatiale internationale. 

Maquette réalisée par Patrick DARAM

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