Depuis la fin de la guerre froide , marcher sur la lune n'est plus l'objectif. Il s'agit d'occuper l'espace à des fins scientifiques d'une part et  l'exploiter à des fins commerciales et industrielles d'autre part.

A) Le temps de la coopération

Après la lutte entre les USA et l'URSS pour la conquête de l'espace, nous avons vu que  vient le temps de la coopération entre les Etats à des fins scientifiques .

La station spatiale internationale -ISS en anglais - en est ainsi le symbole - création conjointe des USA, de la Russie et des agences spatiales européennes, japonaises et canadiennes.

Cette station spatiale placée en orbite terrestre basse - zone de l'orbite terrestre allant jusqu'à 2000 kilomètres d'altitude - marque la présence permanente de l'homme dans l'espace et est le point de départ de nouvelles explorations scientifiques et humaines. Elle est occupée par des équipages internationaux qui se consacrent à la recherche scientifique.

                                        crédit: NASA

Six personnes vivent aujourd'hui en permanence dans la station et sont relevées régulièrement par de nouveaux équipages. En ce moment la station est habitée par des Russes, des Américains et un Japonais: Aleksandr Misurkin - Commandant de bord / Russie (Roskosmos), Mark Vande Hei - Ingénieur de bord / USA (Nasa), Jospeh Acaba - Ingénieur de bord / USA (Nasa), Anton Shkaplerov - Ingénieur de bord / Russie (Roskosmos), Scott Tingle - Ingénieur de bord / USA (Nasa), Kanai Norishige - Ingénieur de bord / Japon (Jaxa).

Les domaines de recherche sont variés et couvrent la biologie, la physique, l'astronomie et la météorologie. Par exemple;

• La compréhension des effets du séjour dans l'espace sur le corps humain

• L'étude d'un système de diagnostic par ultrasons en microgravité

• La physique des fluides en microgravité

• La supraconductivité

• La science des matériaux

• L'incidence de la microgravité sur la combustion 

Depuis le début de sa construction en 1998, la station a été visitée près de 40 fois. Des dizaines de lancements de navettes habitées ont permis d'équiper la station avec les équipements scientifiques, les panneaux solaires... Six personnes vivent en permanence dans la station et sont relevées régulièrement par de nouveaux équipages.

L'astronaute français Thomas Pesquet a raconté son expérience de vie et de travail dans la station de manière très détaillée sur son blog. Sa mission a été lancée par une navette russe Soyouz. Il est parti avec une américaine et un russe pour rejoindre dans la station habitée un américain et un russe; tout un symbole de coopération.

Thomas a passé 6 mois à 400 km de la terre. Il raconte sa première sortie dans l'espace:

"Nous nous sommes levés à six heures du matin pour nous préparer. Il a fallu près de cinq heures pour enfiler notre combinaison, vérifier les derniers réglages. Puis, vers 13 heures, nous avons franchi la porte du fameux sas ! Mes premières sensations étaient exceptionnelles. Curieusement, je n'ai ressenti aucun stress. (...) Quelle extraordinaire sensation de se sentir si petit face à l'immensité de l'espace ! Sous mes pieds, la Terre, les continents, les mers, les nuages... Tout a l'air minuscule. Au bout de dix minutes, il a fallu se mettre au travail. Le temps est passé tellement vite ! J'ai eu l'impression de sortir pendant trente minutes alors que nous sommes restés six heures à l'extérieur de la Station"

                                Crédit: ESA

Les recherches de Thomas touchent plusieurs domaines : médecine, biologie, physique, sciences des matériaux et des fluides... En raison de l'absence de gravité dans la station, il a pu réaliser des expériences sur des bactéries en les étudiant dans l'environnement spatial. Il a également travaillé sur le recyclage de l'eau car l'eau consommée dans la station est issue à 80 % du recyclage de la transpiration, des urines et autres eaux souillées. Il a testé des revêtements innovants qui empêchent les micro-organismes de proliférer. Il a travaillé sur de la télérobotique avec des joysticks connectés.

B) L'occupation de l'espace à des fins scientifiques

Le rôle des satellites est aujourd'hui essentiel pour notre vie quotidienne. Des milliers de satellites sont en orbite autour de la terre et remplissent des fonctions importantes pour:

• les télécommunications

• l'observation de la terre

• la navigation globale par satellite (GPS...)

Les satellites sont lancés soit par des fusées - qui ne sont pas récupérées -, soit maintenant par des navettes - qui sont réutilisables.

Un satellite n'a pas besoin de carburant. Une fois détaché de la fusée lanceur, le satellite se met « en orbite » attiré à la fois par la Terre et sa force de gravité et par la force centrifuge qui l'éloigne de la terre et le « pousse » vers l'extérieur. Si la force d'attraction terrestre était supérieure à la force centrifuge, le satellite retomberait inévitablement. Mais lorsque ces deux forces sont égales, on dit qu'il y a satellisation.

L'équilibre entre les deux forces le maintient toujours sur la même trajectoire, une ligne circulaire qui fait le tour de la Terre.

Il existe plusieurs types de satellites en fonction des usages et leur position dans l'espace varie donc entre les satellites en orbite géostationnaire à 36000 km de la terre et les satellites situés beaucoup plus proches de nous en orbite polaire.

Plus l'orbite est basse, plus l'attraction de la terre est grande et plus la vitesse doit être importante. Cette vitesse de satellisation doit être comprise entre 7.8 km/s et 11 km/s : en deçà de 7.8 km/s, l'engin retombe sur terre et au-delà de 11 km/s il quitte le voisinage de la terre et devient une sonde spatiale. La masse qu'un lanceur peut placer sur orbite dépend de l'altitude qu'il doit atteindre : plus on vise haut, moins le lanceur peut transporter de charge.

Les satellites en orbite haute une fois hors d'usage s'accumulent dans l'espace qui devient une sorte de parking.

crédit: https://satellites-artificiels.e-monsite.com/pages/sources.html

Les satellites en orbite géostationnaire - qui tournent à la même vitesse que la terre tourne sur elle-même et nous paraissent donc immobiles. Une personne peut donc s'équiper d'une antenne qui visera le satellite sans avoir besoin d'un équipement sophistiqué qui le "poursuivrait" autour de la terre. Ces satellites sont suffisamment puissants pour atteindre nos antennes. Ils sont donc essentiels pour nos télécommunications. Le téléphone, la télévision dépendent aujourd'hui des satellites (ex; Intelsat). Dans le cas du téléphone, des relais sur terre émettent et captent les signaux et les satellites les transmettent.

Les satellites permettent également l'observation de la terre. C'est depuis l'espace seulement que nous pouvons avoir une photo complète de la terre.

                                                 La terre vue de l'espace (crédit: NASA)

Les satellites nous donnent les clés d'une meilleure compréhension de la planète et des grands phénomènes qui s'y produisent:

• les tremblements de terre et les éruptions volcaniques

• le changement climatique

• l'évolution de la couche d'ozone

Des senseurs installés sur les satellites permettent par exemple de mesurer la variation des plaques tectoniques. Les satellites météorologiques permettent de prévoir le temps

Enfin des constellations de satellites situés à 20 000 km de la terre donnent les outils de navigation qui permettent aujourd'hui à toute personne de se repérer ou d'être localisé: GPS (USA), Glonass (Russie), Galileo (Europe), Beidou (Chine).

Ces systèmes de navigation sont extrêmement précis car ils croisent les données de plusieurs satellites à la fois (triangulation).

                              crédit: www.gps.gov

C) Le temps de l'exploration

"C'est dans l'histoire de l'humanité d'aller toujours plus loin, et il faut que cette conquête de l'espace continue" - Thomas Pesquet

La Lune n'est plus un objectif. L'exploration spatiale ne se fixe pas de limites et vise l'ensemble du système solaire.

Le projet Rosetta de l'ESA (Agence Spatial Européenne) est exemplaire de l'ambition de cette exploration.

Dans les années 1980 commence l'intérêt pour les comètes _ ex; la comète de Halley. Ce sont des « vestiges du système solaire n'ayant pas évolué depuis 4,5 milliards d'années, qui racontent les débuts du système solaire, bien avant la formation des planètes », (Thérèse Encrenaz, astrophysicienne émérite (CNRS-Observatoire de Paris)).

L'ESA conçoit une mission d'observation du comportement de la comète Tchouri d'un diamètre de 5,4 km dans sa plus grande dimension au fur et à mesure qu'elle se rapproche du soleil avec le largage d'un robot-laboratoire, Philae, à sa surface.

Lancée en 2004, la sonde Rosetta parcourt 6 milliards de kilomètres durant dix ans. Elle n'a pas une énergie propre suffisante pour un si long voyage et doit donc progresser naturellement en s'appuyant sur les influences gravitationnelles de la Terre et de Mars.

Le rendez-vous avec la comète devait avoir lieu au plus loin du Soleil, pour être en mesure d'effectuer les observations. Pour déterminer la trajectoire de la sonde, il a été nécessaire de prendre en compte :

• l'orbite de la Terre et sa position en fonction du temps

• l'orbite de la comète et sa position en fonction du temps

• l'orbite de Mars et sa position en fonction du temps

• les capacités d'accélération et de freinage de la sonde

Des logiciels ont étudié des millions de possibilités offertes par l'utilisation des champs de gravité de la Terre et de Mars. Cette stratégie, appelée assistance gravitationnelle, permet d'acquérir l'énergie manquante. Ces logiciels ont optimisé le trajet et fixé la fenêtre de lancement.

En s'éloignant du Soleil, ses batteries ne se chargent plus et Rosetta entre en hibernation. Réveillée avec succès en janvier 2014, elle se rapproche progressivement de Tchouri.

« Une aventure scientifique, technique et surtout humaine exceptionnelle, qui restera dans les mémoires tant elle a tenu en haleine des millions de personnes à travers le monde, notamment au moment du « grand saut » dans le vide interplanétaire en novembre 2014. La sonde Philae est alors catapultée puis parachutée pour se poser sur la comète Tchourioumov-Guérassimenko, découverte par deux astronomes ukrainiens en 1969. »

Source:  article journal La Croix