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Un vol spatial habité (ou vol spatial avec équipage) est un vol spatial avec un équipage à bord d'un vaisseau spatial, souvent piloté directement par l'équipage humain à bord. Les engins spatiaux peuvent également être commandés à distance depuis des stations au sol sur Terre, ou de manière autonome, sans aucune implication humaine directe. Les personnes formées pour les vols spatiaux sont appelées astronautes. Si un vaisseau spatial à comme tâche de transporter un équipage, il est appelé « capsule spatiale », ce qui différencie des sondes spatiales ou encore des satellites, qui sont inhabités.
Le premier humain dans l'espace a été le cosmonaute soviétique Youri Gagarine, lancé le 12 avril 1961 dans le cadre du programme Vostok de l'Union soviétique, ce qui est le second événement majeur de la conquête spatiale après l'envoi du satellite Spoutnik 1 le 4 octobre 1957, par la même nation. Le 5 mai 1961, Alan Shepard est devenu le premier Américain à aller dans l'espace, dans le cadre du programme Mercury. L'Homme s'est rendu neuf fois sur la Lune entre 1968 et 1972 dans le cadre du programme Apollo des États-Unis et a assuré une présence continue dans l'espace pendant 21 ans et 193 jours à bord de la Station spatiale internationale (ISS). En 2021, l'homme n'a pas dépassé l'orbite terrestre basse depuis la mission lunaire Apollo 17 en décembre 1972.
Actuellement, les États-Unis, la Russie et la Chine sont les seuls pays à avoir des programmes publics ou commerciaux de vols spatiaux habités. Le 15 octobre 2003, le premier taïkonaute chinois, Yang Liwei, est sorti dans l'espace à bord de Shenzhou 5. Des entreprises non gouvernementales de vols spatiaux ont travaillé à l'élaboration de leurs propres programmes de vols habités, par exemple pour le tourisme spatial ou la recherche commerciale dans l'espace. Le premier lancement privé de vol habité a été un vol suborbital à bord de SpaceShipOne le 21 juin 2004. Le premier lancement orbital commercial d'un équipage a été effectué par SpaceX en mai 2020, transportant des astronautes de la NASA vers l'ISS sous contrat avec le gouvernement des États-Unis.
Histoire[modifier | modifier le code]
La course à l'espace[modifier | modifier le code]
La capacité de vol spatial humain a été développée pour la première fois pendant la guerre froide entre les États-Unis et l'Union soviétique (URSS). Ces nations ont développé des missiles balistiques intercontinentaux pour le lancement d'armes nucléaires, produisant des fusées suffisamment grandes pour être adaptées au transport des premiers satellites artificiels en orbite terrestre basse. Après le lancement des premiers satellites en 1957 et 1958 par l'Union soviétique, les États-Unis ont commencé à travailler sur le programme Mercury, dans le but de lancer des hommes en orbite. L'URSS poursuivait secrètement le programme Vostok pour accomplir la même chose, et a lancé le premier humain dans l'espace, le cosmonaute Youri Gagarine, qui, le 12 avril 1961, a été lancé à bord de Vostok 1 sur une fusée du même nom, Vostok 3KA et a effectué une seule orbite. Le 5 mai 1961, les États-Unis ont lancé leur premier astronaute, Alan Shepard, pour un vol suborbital à bord de Freedom 7 sur une fusée Mercury-Redstone. Contrairement à Gagarine, Shepard contrôle manuellement l'attitude de son vaisseau spatial. Le 20 février 1962, John Glenn devient le premier Américain en orbite, à bord de Friendship 7 sur une fusée Mercury-Atlas. L'URSS lance cinq autres cosmonautes dans des capsules Vostok, dont la première femme dans l'espace, Valentina Tereshkova à bord de Vostok 6, le 16 juin 1963. Jusqu'en 1963, les États-Unis ont lancé un total de deux astronautes en vol suborbital et quatre en orbite. Les États-Unis ont également effectué deux vols nord-américains de X-15 (90 et 91, pilotés par Joseph A. Walker) qui ont dépassé la ligne de Kármán, l'altitude de 100 kilomètres utilisée par la Fédération Aéronautique Internationale (FAI) pour désigner la limite de l'espace. En 1961, le président américain John F. Kennedy a fait monter les enchères de la course à l'espace en fixant l'objectif de faire atterrir un homme sur la Lune et de le ramener sain et sauf sur Terre avant la fin des années 1960[1]. La même année, les États-Unis lancent le programme Apollo, qui consiste à lancer des capsules de trois hommes à l'aide de lanceurs de la famille Saturn. En 1962, ils lancent le programme Gemini, qui, en 1965 et 1966, effectuera 10 missions avec des équipages de deux hommes lancés par des fusées Titan II GLV. L'objectif de Gemini était de soutenir Apollo en développant l'expérience et les techniques américaines de vol spatial orbital à utiliser pendant la mission sur la Lune[2]. Pendant ce temps, l'URSS est restée silencieuse sur ses intentions d'envoyer des humains sur la Lune, et a entrepris de repousser les limites de sa capsule Vostok à un seul pilote en l'adaptant à une capsule Voskhod à deux ou trois personnes pour concurrencer Gemini. Ils parviennent à lancer deux vols orbitaux en 1964 et 1965 et réalisent la première sortie dans l'espace, effectuée par Alexei Leonov sur Voskhod 2 le 8 mars 1965. Cependant, Voskhod n'avait pas la capacité de Gemini à manœuvrer en orbite, et le programme a été interrompu. Les vols Gemini américains n'ont pas permis de réaliser la première sortie dans l'espace, mais ils ont dépassé l'avance soviétique en effectuant plusieurs sorties dans l'espace, en résolvant le problème de la fatigue des astronautes due à la compensation de l'absence de gravité, en démontrant la capacité des humains à supporter deux semaines dans l'espace et en réalisant le premier rendez-vous et amarrage de vaisseaux spatiaux. Les États-Unis ont réussi à développer la fusée Saturn V nécessaire pour envoyer le vaisseau Apollo sur la Lune, et ont envoyé Frank Borman, James Lovell et William Anders sur 10 orbites autour de la Lune lors d'Apollo 8 en décembre 1968. En juillet 1969, Apollo 11 a atteint l'objectif de Kennedy en posant Neil Armstrong et Buzz Aldrin sur la Lune le 21 juillet et en les ramenant sains et saufs le 24 juillet, avec le pilote du module de commande Michael Collins. Jusqu'en 1972, un total de six missions Apollo a permis à 12 hommes de marcher sur la Lune, dont la moitié conduisait des véhicules électriques à la surface. L'équipage d'Apollo 13, composé de Jim Lovell, Jack Swigert et Fred Haise, a survécu à une défaillance catastrophique du vaisseau spatial en vol, s'est mis en orbite autour de la Lune sans se poser et est revenu sain et sauf sur Terre.
Pendant ce temps, l'URSS poursuivait secrètement des programmes d'orbite et d'alunissage avec équipage. Elle a développé avec succès le vaisseau spatial Soyouz à trois places pour les programmes lunaires, mais n'a pas réussi à mettre au point la fusée N1 nécessaire à un atterrissage humain, interrompant ainsi ses programmes lunaires en 1974[3]. Après avoir perdu la course à la Lune, elle s'est concentrée sur le développement de stations spatiales, utilisant le Soyouz comme ferry pour transporter les cosmonautes vers et depuis les stations. Ils ont commencé par une série de stations nommées Saliout de 1971 à 1986.
L'ère post-Apollo[modifier | modifier le code]
En 1969, Richard Nixon a nommé son vice-président, Spiro Agnew, à la tête d'un groupe de travail sur l'espace chargé de recommander des programmes de vols habités après Apollo. Le groupe proposa un ambitieux système de transport spatial basé sur une navette spatiale réutilisable, composée d'un étage orbital ailé, alimenté par un moteur interne brûlant de l'hydrogène liquide, lancé avec un étage d'appoint similaire, mais plus grand, alimenté au kérosène, chacun étant équipé de moteurs à réaction à respiration aérienne pour un retour motorisé sur une piste du site de lancement du Centre spatial Kennedy. Les autres composants du système comprenaient une station spatiale permanente et modulaire, un remorqueur spatial réutilisable et un ferry nucléaire interplanétaire, menant à une expédition humaine vers Mars dès 1986 ou en 2000, selon le niveau de financement alloué. Cependant, Nixon savait que le climat politique américain ne soutiendrait pas le financement par le Congrès d'une telle ambition, et il a rejeté les propositions concernant tous les projets, à l'exception de la navette, qui serait éventuellement suivie de la station spatiale. Les plans de la navette ont été revus à la baisse afin de réduire les risques, les coûts et les délais de développement. Le propulseur d'appoint piloté a été remplacé par deux propulseurs à poudre réutilisables, et l'orbiteur, plus petit, utiliserait un réservoir externe de propergol non réutilisable pour alimenter ses moteurs principaux à hydrogène. L'orbiteur devra effectuer des atterrissages non motorisés.
En 1973, les États-Unis ont lancé la station spatiale de sortie Skylab et l'ont habitée pendant 171 jours avec trois équipages transportés à bord de capsule Apollo. À cette époque, le président Richard Nixon et le secrétaire général soviétique Leonid Brejnev négociaient un apaisement des tensions de la guerre froide, appelé détente. Dans ce cadre, ils ont négocié le programme Apollo-Soyouz, dans lequel une capsule Apollo transportant un module spécial d'amarrage s'est rendu et s'est amarré à la capsule Soyouz de la mission Soyouz 19 en 1975. Les équipages américain et russe se sont serré la main dans l'espace, mais le but de ce vol était purement symbolique.
Les deux nations continuent à se concurrencer plutôt qu'à coopérer dans l'espace, les États-Unis se tournant vers le développement de la navette spatiale et la planification de la station spatiale, baptisée Freedom. L'URSS a lancé trois stations de sortie militaires Almaz de 1973 à 1977, déguisées en Saliout. Ils ont suivi Saliout avec le développement de Mir, la première station spatiale modulaire et semi-permanente, dont la construction s'est déroulée de 1986 à 1996. Mir était en orbite à une altitude de 354 kilomètres, avec une inclinaison orbitale de 51,6°. Elle a été occupée pendant 4 592 jours et a fait une rentrée contrôlée dans l'atmosphère en 2001.
La navette spatiale a commencé à voler en 1981, mais le Congrès américain n'a pas approuvé les fonds suffisants pour faire de la station spatiale Freedom une réalité. Une flotte de quatre navettes a été construite : Columbia, Challenger, Discovery et Atlantis. Une cinquième navette, Endeavour, a été construite pour remplacer Challenger, qui a été détruite dans un accident lors du lancement, tuant 7 astronautes le 28 janvier 1986. De 1983 à 1998, vingt-deux vols de la navette ont transporté des composants pour une station spatiale de sortie de l'Agence spatiale européenne appelée Spacelab dans la soute de la navette[4].
La dissolution de l'Union soviétique en 1991 a mis fin à la guerre froide et a ouvert la porte à une véritable coopération entre les États-Unis et la Russie. Les programmes soviétiques Soyouz et Mir ont été repris par l'Agence spatiale fédérale russe, aujourd'hui connue sous le nom de société d'État Roscosmos. Le programme Shuttle-Mir comprenait des navettes spatiales américaines visitant la station spatiale Mir, des cosmonautes russes volant à bord de la navette, et un astronaute américain volant à bord d'un vaisseau Soyouz pour des expéditions de longue durée à bord de Mir.
L'URSS a copié l'orbiteur réutilisable de la navette spatiale américaine, qu'elle a appelé Bourane, conçu pour être lancé en orbite par la fusée Energuia non consommable, et capable d'effectuer des vols orbitaux et des atterrissages robotisés. Contrairement à la navette spatiale, Bourane n'avait pas de moteurs principaux, mais comme l'orbiteur de la navette spatiale, il utilisait des moteurs plus petits pour effectuer son insertion orbitale finale. Un seul vol d'essai orbital sans équipage a eu lieu en novembre 1988. Un deuxième vol d'essai était prévu pour 1993, mais le programme a été annulé en raison du manque de financement et de la dissolution de l'Union soviétique en 1991. Deux autres orbiteurs n'ont jamais été achevés, et celui qui a effectué le vol sans équipage a été détruit dans l'effondrement du toit d'un hangar en mai 2002.
Coopération USA / Russie[modifier | modifier le code]
La dissolution de l'Union soviétique en 1991 a mis fin à la guerre froide et a ouvert la porte à une véritable coopération entre les États-Unis et la Russie. Les programmes soviétiques Soyouz et Mir ont été repris par l'Agence spatiale fédérale russe, aujourd'hui connue sous le nom de société d'État Roscosmos. Le programme Shuttle-Mir comprenait des navettes spatiales américaines visitant la station spatiale Mir, des cosmonautes russes volant à bord de la navette, et un astronaute américain volant à bord d'un vaisseau Soyouz pour des expéditions de longue durée à bord de Mir.
En 1993, le président Bill Clinton a obtenu la coopération de la Russie pour transformer la future station spatiale Freedom en la Station spatiale internationale (ISS). La construction de la station a commencé en 1998. La station orbite à une altitude de 409 kilomètres et à une inclinaison orbitale de 51,65°. Plusieurs des 135 vols orbitaux de la navette spatiale ont permis d'assembler, d'approvisionner et d'équiper l'ISS. La Russie a construit la moitié de la Station spatiale internationale et a poursuivi sa coopération avec les États-Unis.
Chine[modifier | modifier le code]
La Chine a été la troisième nation au monde, après l'URSS et les États-Unis, à envoyer des humains dans l'espace par ses propres moyens. Durant la course à l'espace entre les deux superpuissances, qui a culminé avec l'alunissage d'Apollo 11, Mao Zedong et Zhou Enlai ont décidé, le 14 juillet 1967, que la Chine ne devait pas rester à la traîne et ont lancé leur propre programme spatial avec équipage : le très secret projet 714, qui visait à envoyer deux personnes dans l'espace en 1973 avec la capsule Shuguang. Dix-neuf pilotes de la Force aérienne chinoise ont été sélectionnés pour cet objectif en mars 1971. Le vaisseau spatial Shuguang-1, qui devait être lancé avec la fusée CZ-2A, était conçu pour transporter un équipage de deux personnes. Le programme a été officiellement annulé le 13 mai 1972 pour des raisons économiques.
En 1992, dans le cadre du China Manned Space Program (CMS), également connu sous le nom de « Projet 921 », l'autorisation et le financement ont été accordés pour la première phase d'une troisième tentative réussie de vol spatial avec équipage. Afin d'atteindre une capacité indépendante de vols habités, la Chine a développé le vaisseau spatial Shenzhou et la fusée Longue Marche 2F dédiés aux vols habités au cours des prochaines années, ainsi que des infrastructures critiques telles qu'un nouveau site de lancement et un centre de contrôle de vol en cours de construction. Le premier vaisseau spatial sans équipage, Shenzhou 1, a été lancé le 20 novembre 1999 et récupéré le lendemain, marquant ainsi la première étape de la réalisation de la capacité de vol spatial humain de la Chine. Trois autres missions sans équipage ont été menées au cours des années suivantes afin de vérifier les technologies clés. Le 15 octobre 2003, Shenzhou 5, la première mission chinoise de vol spatial avec équipage, a mis Yang Liwei en orbite pendant 21 heures et est revenu en toute sécurité en Mongolie intérieure, faisant de la Chine la troisième nation à lancer un humain en orbite de manière indépendante.
L'objectif de la deuxième phase du CMS était de réaliser des percées technologiques dans le domaine des sorties extravéhiculaires ainsi que dans celui des rendez-vous et des amarrages dans l'espace, afin de soutenir les activités humaines à court terme dans l'espace. Le 25 septembre 2008, au cours du vol de Shenzhou 7, Zhai Zhigang et Liu Boming ont effectué la première EVA de la Chine. Les deux engins spatiaux ont effectué le premier rendez-vous et amarrage automatique de la Chine le 3 novembre 2011. Environ 9 mois plus tard, Tiangong 1 a effectué le premier rendez-vous et amarrage manuel avec Shenzhou 9, qui transportait la première femme astronaute chinoise Liu Yang.
En septembre 2016, Tiangong 2 a été lancé sur l'orbite. Il s'agissait d'un laboratoire spatial doté de fonctions et d'équipements plus avancés que Tiangong 1. Un mois plus tard, Shenzhou 11 a été lancé et s'est amarré à Tiangong 2. Deux astronautes sont entrés dans Tiangong 2 et ont stationné pendant environ 30 jours, vérifiant ainsi la viabilité du séjour à moyen terme des astronautes dans l'espace. En avril 2017, le premier vaisseau spatial cargo de la Chine, Tianzhou 1, s'est amarré à Tiangong 2 et a effectué de multiples tests de ravitaillement en ergols en orbite, ce qui a marqué l'achèvement réussi de la deuxième phase du CMS.
La troisième phase du CMS a débuté en 2020. L'objectif de cette phase est de construire la propre station spatiale chinoise modulaire, Tiangong 3. Le premier module de Tiangong 3, le module central Tianhe, a été mis en orbite par la fusée chinoise la plus puissante, Longue Marche 5B, le 29 avril 2021. Il a ensuite été visité par de nombreux vaisseaux spatiaux de fret et d'équipage et a démontré la capacité de la Chine à assurer le séjour à long terme d'astronautes chinois dans l'espace. Selon l'annonce de la CMS, toutes les missions de la station spatiale Tiangong devraient être effectuées d'ici à la fin de 2022. Une fois la construction terminée, Tiangong entrera dans la phase d'application et de développement, qui devrait durer pas moins de 10 ans.
Accident[modifier | modifier le code]
Certains vol spatiaux avec équipages furent le théâtre d'un drame, allant jusqu'à tués ses occupants. En effet, l'espace est un lieu hostile pour l'Homme, et les engins permettants de s'y déplacer sont d'une grande complexité, ce qui peuvent aussi les rendre hostiles vers l'Homme.
Notes et références[modifier | modifier le code]
Notes[modifier | modifier le code]
Références[modifier | modifier le code]
- (en) Special Message to Congress on Urgent National Needs, J. F. Kennedy () Consulté le .
- (en) NASA, « Gemini »
, sur nasa.gov (consulté le )
- (en) Assif Siddiqi, Challenge To Apollo The Soviet Union and The Space Race, 1945–1974, NASA (lire en ligne)
- (en) David Michael Harland, The Story of the Space Shuttle, 444 p. (ISBN 9781852337933, lire en ligne)
