Dernière mise à jour :2008-07-24

sciences

Décolage de la navette spatiale

Introduction

Après les indubitables succès de la Conquête de la Lune dans les années 1960 et 1970, l’Agence Nationale Spatiale Américaine, la NASA, se voit proposer un nouveau défi : la construction d’une Station Orbitale opérationnelle dans les années 1990.

Pour mener à bien ce nouveau «challenge», le Président Américain, Richard Nixon, décide en 1972, la construction d’un nouveau véhicule spatial révolutionnaire :

le Space Shuttle, plus connu sous le nom de Navette Spatiale Américaine.

La Navette Spatiale est un vaisseau spatial dont sa particularité est sa réutilisation pour des vols suivants. Ce véhicule a été principalement réalisé par la société Rockwell International. Les états-Unis d’Amérique ont dépensé près de 15 milliards de dollars pour la construction d’une flotte de quatre navettes.

La première, Columbia, a volé pour la première fois le 12 avril 1981 avec John Young (son 5ème vol spatial, un record en la matière) et Robert Crippen aux commandes. Columbia a décollé de Cap Canaveral (Floride) et s’est posée 54 heures plus tard à Edwards (Californie). La Navette Columbia a effectué 5 vols avec succès.

La seconde Navette, Challenger a réalisé son premier vol en avril 1983, et son dernier en janvier 1986 (destruction en vol le 28 janvier 1986). La troisième Navette, Discovery, a décollé en 1984. La quatrième Atlantis a volé en 1985 et enfin Endevour, la cinquième Navette, remplaçante de Challenger, a volé en 1989.

éléments technologiques

La Navette se décompose en trois éléments :

  • l'Orbiter, aisément reconnaissable avec ses ailes delta ;
  • son gros réservoir extérieur;
  • les deux fusées d’appoint.

Sur l'Orbiter, on peut voir successivement, le poste de pilotage (1), le sas (2) commandant le passage vers la soute (3), les moteurs principaux (5), les moteurs de manoeuvre en orbite (4) et les moteurs du contrôle d’altitude (6).

Représentation graphique de la navette spatiale

Sous le fuselage apparaît l’énorme masse du réservoir extérieur (10), dont on distingue les différents volumes réservés à l’hydrogène et à l’oxygène liquides, brûlées par les moteurs. Enfin, se trouvent les parachutes (8) permettant de récupérer les deux fusées d’appoint après qu’elles se soient détachées de l’ensemble constitué par l'Orbiter et le réservoir extérieur.

Représentation graphique de la navette spatiale

Les moteurs

La Navette est équipée d’un total de 49 moteurs, auxquels s’ajoutent encore les deux fusées auxiliaires qui l’aident à décoller. Celles-ci offrent chacune une poussée de près de 1.000 tonnes. Leur rôle est d’arracher au sol le poids énorme que constitue la Navette et son réservoir extérieur au sol.

Les moteurs de la Navette Spatiale Américaine sont de trois types différents :

  • les trois moteurs principaux
    Ils sont utilisés au décollage et servent à placer la Navette en orbite. Ils fonctionnent pendant 8 longues minutes, brûlant l’hydrogène et l’oxygène contenus dans le réservoir extérieur. Chacun d’entre-eux offre une poussée d’un peu plus de 200 tonnes (autant que trois avions Concorde !) et sont prévus pour servir 55 fois avant d’être changés.
  • les moteurs de changement d’orbite
    Au nombre de deux, ils servent dans l’Espace lorsque les pilotes veulent monter plus haut. Ils offrent chacun une poussée de 10 tonnes, ce qui suffit pour propulser la Navette lorsque celle-ci a atteint sa vitesse de satellisation. Ce sont eux également, qui sont mis à feu pour freiner, lorsque la mission en orbite s’achève.
  • les moteurs de manoeuvre
    Ceux-ci sont tout à fait étonnants. Leur rôle est de remplacer l’effet des gouvernes dans le vide pour piloter la Navette, les astronautes utilisent un "manche à balai", comme un avion. Mais ce manche est relié à un ordinateur. Si on est dans l’atmosphère, celui-ci interprète les ordres donnés par le manche, pour faire bouger les gouvernes en conséquence. La Navette est alors un avion. Dans le vide, l’ordinateur interprète ces ordres pour mettre à feu ces petits moteurs. Répartis de chaque côté de la Navette, à son avant et son arrière, ces moteurs remplacent alors les gouvernes pour toutes les manoeuvres de retournement ou de virage.

Les Boosters

Les Boosters sont les plus puissantes fusées à carburant solide jamais fabriquées. Elles sont conçues suivant un modèle déjà ancien, très ancien même, celui du premier étage des missiles stratégiques Minuteman, opérationnels en 1963. Il n'est pas possible techniquement de les construire d’un seul tenant.

Ces fusées sont composées de 11 segments de base, eux-mêmes réunis en quatre segments "primaires", qui s'emboîtent deux à deux. Les joints qui scellent ces segments doivent être parfaitement hermétiques. Sinon, des flammes de plus de 3.000 °C risquent de se frayer un chemin vers l’extérieur.

La "poudre" qui sert de carburant a en réalité la consistance d’une gamme dure. Chaque Booster en contient 500 tonnes, réparties entre les quatre segments. La combustion se produit simultanément sur toute la hauteur du Booster, à partir d’un canal creux qui en occupe le centre. Mais chaque segment brûle séparément. Le combustible est enchâssé dans une gangue d’isolant, qui le sépare à la fois du combustible du segment voisin et de la paroi extérieure, qui est en acier.

600 millisecondes après la mise à feu, le moteur fournit déjà sa puissance maximale : 1.495 tonnes de poussée. Sous le choc, les parois en acier ont tendance à s’étirer et à gonfler. Des contraintes particulièrement sévères s’exercent à la jonction entre deux segments. Bien que serrées par 177 puissantes chevilles d’acier, les parois des deux segments ont tendance à s’écarter l’une de l’autre.

Matériaux de construction

La réalisation de cette prodigieuse invention technologique a été rendu possible grâce à l’emploi de nouveaux matériaux comme par exemple des alliages métalliques.

Ce sont dont en effet des alliages d’aluminium et de titane qui ont été utilisés pour les structures de l’avant et de l’arrière de la Navette, et des alliages de nickel pour les autres parties (résistance à la corrosion et aux agents chimiques).

Ces matériaux permettent au véhicule spatial de supporter les énormes effets mécaniques et les températures très élevées du retour dans l’atmosphère, tout en garantissant la résistance de l’ossature de l’appareil et de la sécurité de l’équipage à bord.

Caractéristiques d'un vol

La Navette Spatiale Américaine est la première fusée récupérable de l’histoire de l’Astronautique.

C’est un véritable véhicule aérospatial de plus de 2.000 tonnes qui décolle comme une fusée (verticalement) et dont l'Orbiter, c’est à dire la partie principale de la Navette se place en orbite autour de la Terre en basse altitude (entre 160 et 1.100 kilomètres).

Cet Orbiter, qui est une sorte d’avion à voilure delta pesant environ 100 tonnes, retraverse ensuite l’atmosphère en planant pour se poser sur piste comme un avion (horizontalement).

La Navette Spatiale peut emporter 30 tonnes de charge utile et un équipage de 4 à 7 astronautes (hommes et femmes) dont 2 pilotes. Grâce à un bras articulé, elle peut poser sur orbite toutes sortes de satellites. Cette fusée révolutionnaire préfigure les vaisseaux spatiaux de l’avenir qui seront réutilisables comme tous les autres modes de transport.

Le décollage

Toute mise en orbite de la Navette se déroule de la façon suivante :

Une fraction d’instant avant le décollage, c’est la mise à feu des trois principaux moteurs-fusées (appelés SSME) à l’arrière de l'Orbiter, des propulseurs à hydrogène liquide, les plus puissantes jamais réalisés dont chacun développe une poussée dans le vide de 207 tonnes.

Après trois secondes environ, ils atteignent 109% de leur poussée nominale au sol, soit 170 tonnes de poussée unitaire. C’est alors qu’on allume les deux fusées à poudre, ce qui porte instantanément la poussée totale à 2.940 tonnes. Cette opération est irréversible.

Une fois les Boosters (les "pousseurs ou propulseurs auxiliaires") sont allumés, ils deviennent alors incontrôlables. Avec leur 500 tonnes de propergols solides, ils fournissent l’essentiel de la force nécessaire au décollage. Au sol, ils servent également de support à l’ensemble du véhicule qui pèse plus de 2.000 tonnes.

Dès que les Boosters se mettent à cracher le feu par les tuyères, on relâche les mâchoires d’ancrage qui les retiennent, en même temps que l’engin tout entier sur le pas de tir. Les Boosters achèvent leur combustion au bout de 132 secondes, à 45 kilomètres d’altitude, et sont largués au dessus de l’Atlantique.

La séparation des différents éléments

L’engin continue sous la seule poussée de ses principaux moteurs, l’accélération étant progressivement réduite à 3 G. Six minutes et trente secondes après l’envol, filant à 15 fois la vitesse du son, la Navette sacrifie un peu d’altitude, passant de 130 à 120 kilomètres.

Le Johnson Space Center à Houston (Cap Canaveral) commande alors l’extinction des moteurs principaux; 50 m/s seulement restent à fournir pour atteindre la vitesse de satellisation qui est de 7.800 m/s.

Peu après, les contrôleurs à terre ordonnent l’éjection, au dessus de l’Océan Indien, du réservoir extérieur. Long de 47 mètres et d’une capacité de 703 tonnes de propergols, il alimente les moteurs en hydrogène et en oxygène liquides. Ce gigantesque récipient possède une structure légère :

  • 35 tonnes pour une masse en charge de 738 tonnes et un volume de 2.000 m3.

C’est lui qui sert d’armature à la Navette, soutenue sur son dos. L’opération de largage accomplie, quelques corrections de trajectoires, au moyen de 2 petits moteurs de manoeuvre, amène la Navette sur son orbite.

Les missions

La Navette a pour but de mettre en orbite toutes sortes de satellites (télécommunication, militaire, d’exploration, de recherche,...). Mais, elle sert aussi à n’importe quelles expériences :

  • étude sur des insectes, des alliages de métaux, sur le corps humain;
  • récupération et réparation de satellites en orbite;
  • mise en place de la future grande Station Orbitale Spatiale Terrestre ALPHA.

Exemple de mission "banale" comme Atlantis lors de la 23ème mission d’une Navette américaine :

Les astronautes simulent la construction d’une station orbitale. Le clou de cette mission est la sortie les quatrième et sixième jours d’une grande structure métallique tubulaire dans la soute grande ouverte de la Navette. Cette "tour" s’est décomposée en 93 tubes d’aluminium et 33 articulations. Une fois assemblée, cette tour s’est dressée du vaisseau spatial comme un véritable mat long d’une quinzaine de mètres.

Le retour sur Terre

La phase retour est encore plus délicate. La Navette endure une décélération aérodynamique qui ,en moins d’une heure, l’amène de 28.000 à 385 km/h. Après sa plongée hypersonique dans l’atmosphère et son freinage violent par l’air, il lui faut atterrir très exactement sur la piste prévue. Pour affronter les températures de rentrée (1.500 à 2.300 °C) dans la couche atmosphérique, l’engin est caparaçonné d’une armure thermique faite de 34.250 tuiles isolantes en silice ou, pour les éléments les plus exposés, en fibre de carbone. Cette protection pèse 7,2 tonnes.

Voilà comment se passe le voyage lorsque tout va bien, c’est à dire sur le papier. Après chaque atterrissage, la Navette subit une vérification intense de toutes les pièces.

Il faut également signaler que le décollage des Navettes est entièrement dirigé par ordinateur. Le commandant de bord n’a aucun moyen de réagir à quoi que ce soit. Et ce pour une raison simple : une fois les Boosters mis à feu, on ne peut plus les arrêter. On ne peut même pas freiner la combustion. L’équipage est lié aux Boosters jusqu’à leur complète combustion, exactement comme s’il s’agissait d’un feu d’artifice. Si tout se passe bien, les Boosters sont largués au bout de 130 secondes. Ils descendent en parachute et viennent frapper la mer à une vitesse de 150 km/h. Ils restent en surface et émettent des signaux jusqu’à ce que l’on vienne les récupérer.

Il faut également remarquer que la Navette Spatiale est l’équivalent d’un immense immeuble de 15 étages. Les Boosters et le réservoir extérieur ont chacun plus de 45 mètres de haut, l’ensemble pesant plus de 2.000 tonnes.

Dans les premières minutes de vol, la principale menace reconnue provient des Boosters, dont l’énorme poussée est disproportionnée à celle des moteurs-fusées principaux et dont on maîtrise mal l’action après la mise à feu. Ces grands propulseurs fonctionnent à plein régime pendant toute la phase précédent leur largage. Ils avoisinent les 703 tonnes de propergols liquides transportés dans le réservoir extérieur :

  • le carburant et le combustible dont la réaction explosive fournit la poussée des 3 SSME.

La déflagration de ce breigol pulvériserait instantanément le vaisseau spatial et engendrerait une boule de feu d’un kilomètre de diamètre, empoisonnant l’atmosphère de ses émanations toxiques

Challenger

Le drame

Sur le moment, l’onde de choc provoquée par l’accident était surtout due à la vision en direct de 7 astronautes réduits en une fraction de secondes à l’état de fumée et de poussière. Sept astronautes dont une jeune enseignante sur laquelle les Américains avaient fantasmé pendant des mois. C’était le 55ème vol habité américain (le 25ème de la Navette Challenger) et c’était la première fois que cela se produisait du moins en plein vol.

Explosion de la navette spatiale Challenger

L'enquête et ses conclusions

Mais aujourd’hui que le voile se déchire sur les raisons profondes de l’accident, ses conséquences apparaissent dans toute leur cruauté. Ce n’était pas une défaillance passagère ou un hasard malheureux, mais l’aboutissement logique, implacable, d’une conjonction de facteurs fondamentaux :

  • programme spatial trop ambitieux, fondée sur une technique encore mal maîtrisée;
  • sous estimation de la concurrence d’Ariane;
  • et pour finir, fuite en avant, accélération irraisonnée qui aboutit à faire passer les questions de sécurité au second plan pour des raisons économiques !

Voyons d’abord les détails de l’accident. La nuit qui précède le départ, il fait très froid, un froid inhabituel pour la Floride. Au Kennedy Space Center, la Navette est en position de départ, à la verticale, fixée sur son réservoir à hydrogène et oxygène liquides, lui-même fixé sur les deux Boosters, les deux grosses fusées à poudre qui assurent le décollage.

Il faut se représenter l’énormité de cette masse que l’on va, pour la 25ème fois, envoyer dans l’Espace. C’est le plus lourd vaisseau spatial lancé par la NASA depuis le début du "Programme Navette". Nous sommes le 28 janvier 1986. Le monstre est là sur son pas de lancement (un nouveau "pad", jamais encore utilisé !), depuis le 21 décembre. Cinq semaines pendant lesquelles le temps fut le plus souvent détestable, marqué notamment par des pluies torrentielles. A cause de ce temps maussade, le départ a déjà été ajourné à 2 reprises.

Pendant la nuit du 27 au 28, un vent glacé souffle du Nord-Ouest. Un vent de 8 noeuds, avec des pointes à 16 noeuds. La température ambiante est descendue à -4,4 °C. Au petit matin, une équipe spécialisée vient faire fondre la glace. La température de l’air est remontée, mais elle est tout de même la plus froide jamais enregistrée pour le départ d’une Navette : +3,3 °C selon la NASA, moins de 0 °C selon d’autres sources.

Surtout, l’équipe "glace" relève des températures tout à fait anormales à la surface de la partie inférieure du Booster droit : entre -12,7 et -13,8 °C. La NASA a part la suite contestée la précision de ces mesures et réévaluée cette température à -+7,2 °C. Mais ce chiffre est tout aussi anormal. Comment pouvait-il s’expliquer ?

Glace sur l'air de lancement de la navette spatiale Challenger

La réponse semble être apportée par des tests réalisés plus d’un an auparavant dans une soufflerie. Le Booster était exposé à l’Est. Le vent du Nord-Ouest, avant de l’atteindre, est venu tourner autour du réservoir extérieur. Or, celui-ci est très froid. Il venait d’être rempli d’hydrogène et d’oxygène liquides, respectivement à -252,7 °C et -182,7 °C. Malgré une bonne couche d’isolant, la surface du réservoir oscille normalement entre -13,3 et -16,6 °C. Le vent se serait refroidi au contact du réservoir et serait venu former, toute la nuit, des tourbillons glacés au voisinage du tiers intérieur du Booster.

Rappelons que les Boosters sont historiquement les plus puissantes fusées à carburant solide. La défaillance semble être la cause directe de l’explosion de Challenger. Des gaz brûlants ont cherché naturellement à s’engouffrer dans la brèche laissée par l’écartement des parois des deux chevilles. Une couche de mastic est insérée entre l’isolant du segment supérieur et l’isolant du segment inférieur, à proximité immédiate de la brèche.

Lors de la mise à feu, cette couche de mastic est poussée par les gaz et tend à compresser l’air dans la brèche. Cette pression déplace un mince ruban de caoutchouc circulaire, qui va bloquer la brèche à un endroit bien précis. Au repos, ce cercle de caoutchouc, qui fait le tour du Booster, est logé dans une rainure pratiquée dans l’acier de la paroi. Par mesure de sécurité, un deuxième cercle identique au premier est logé dans une rainure placée juste au-dessous de l’autre, avec pour mission, au cas ou le premier ruban sauterait, de se déjeter et de venir bloquer la brèche un peu plus bas.

Pour la majorité des experts, c’est ce "bricolage" qui a lâché. Fragile en lui-même, il n’a pas résisté aux basses températures qui ont prévalu dans les heures précédant le décollage. Le mastic et le caoutchouc de ces rubans sont des matériaux sophistiqués, mais avec le froid, ils ont tendance à perdre leur élasticité, à durcir, voire même à casser, comme de vulgaire joints de chasse-d'eau ! Les trombes d’eau qui sont tombées sur les Boosters les semaines précédentes ont peut-être aggravé le problème; de l’eau à pu s’infiltrer dans les rainures et geler.

Il est désormais possible de reconstituer les événements, qui ont ponctué les 74 secondes de la tragédie.

Les 74 secondes de la tragédie

Moins d’une demi-seconde après la mise à feu alors que Challenger était encore sur son pas de tir, une bouffée de fumée noire est apparue du Booster droit. Cette fumée noire indique que des matériaux contenus dans le mastic et le caoutchouc sont en train de brûler.

Mise à feu de la navette spatiale Challenger

59 secondes plus tard, alors que la Navette, après avoir traversé une zone de turbulences, subit sa pression dynamique maximale, une intense flamme blanche s’échappe au niveau du joint inférieur du Booster. Cette flamme se dirige vers une zone vitale : l’attache qui fixe la moitié inférieure du Booster au réservoir extérieur.

la navette spatiale Challenger avant l'explosion

13 secondes plus tard, l’attache saute. Le réservoir a sans doute lui-même été atteint. L’énorme Booster bascule alors (à 3.000 km/h !) autour de l’attache avant, la tête vient heurter le réservoir, tandis que sa jupe arrière vient percuter l’aile droite de la Navette qui normalement la surplombe. Au passage la flamme, qui sort de son flanc, brûle la paroi de la Navette.

Graphique de la navette spatiale Challenger avant l'explosion

L’inévitable se produit : le réservoir est percé, sans doute en deux endroits, l’oxygène et l’hydrogène se mêlant, et c’est l’explosion !!!

Celle-ci débute au niveau de l’attache avant, exactement 73 secondes et 226 millièmes après la mise à feu. La dernière donnée est transmise 308 millièmes de seconde plus tard.

Graphique de la navette spatiale Challenger lors de l'explosion

Les faiblesses de la NASA

En outre la Navette a une faiblesse : elle ne dispose pas d’ordinateurs puissants. Ses IBM sont d’excellentes machines, mais datent de la génération 1970. Chacun d’entre-eux traite moins d’un demi-million d’opérations par seconde, soit 300 à 1.000 fois moins que certains ordinateurs personnels de la moitié des années 1990 !!!

Voyons maintenant ce que nous ont appris les indiscrétions parus dans la presse et les audiences publiques de la commission Rogers. On peut en résumer l’essentiel en quelques points :

  • La NASA savait que les Boosters étaient le "talon d'Achille" des Navettes;
  • elle savait que la déficience d‘un seul joint serait fatale;
  • elle n’avait pris aucune disposition pour tenter de remédier au problème;
  • au contraire, pour augmenter la charge utile, elle avait allégé les Boosters tout en renforçant la puissance de leur moteur, au risque de les fragiliser encore davantage;
  • poussée par la concurrence de plus en plus vive et exercée par le lanceur européen ARIANE, elle avait accéléré le rythme d’inspection et de contrôle;
  • le 28 janvier, elle passe outre l’avis défavorable au lancement formulé tant par les ingénieur de la firme qui fabrique les Boosters que par les dirigeants de Rockwell, le principal constructeur de la Navette.

Les points obscurs de la navette

Dès le premier vol d’essai de la Navette, en avril 1981, la NASA s’inquiète des vibrations provoquées par la combustion des Boosters. Ces vibrations se font sentir jusqu’à l’intérieur de la cabine, où le commandant de bord (John Young) de l'époque déclare : "tout a un peu la tremblote ici !".

La NASA sollicite l’expertise de Gary Fland, professeur d’aérotechnologie à l’Institut de Géorgie. Il conclut que ces vibrations témoignent d’instabilités de combustion et provoquent la segmentation du moteur. Il juge le phénomène dangereux : "si les oscillations dépassent un certain seuil, des contraintes excessives peuvent s’exercer sur le combustible non encore brûlé, provoquer des fissures et donc entraîner un risque de fuite de gaz enflammés, semblable à celle qui s’est produite lors de la catastrophe de Challenger". Le phénomène s’est déjà répété par la suite.

Un document de la NASA du 17/12/1982 range d’autre part les joints du Booster parmi les éléments les plus "critiques" de l’ensemble "Orbiter - Réservoir - Booster". Ils sont classés "risque n°1". Des tests l’ont montré.

En décembre 1983, un rapport confidentiel demandé par l’US Air-Force est remis à la NASA. Il analyse 2.000 lancements de Boosters (surtout militaires) reposant sur la même technologie que ceux de la NASA. Compte tenu de l’évolution de la technique, il conclut que le risque de destruction en vol est actuellement de 1 sur 35 !

Le 3 mai 1984, les experts de l’US Air-Force jugent ce rapport "crédible et significatif". 1 sur 35 ! Challenger était le n°25 ou le 50 si l’on se souvient qu’il y a deux Boosters par Navette. Ce n’était évidemment pas le point de vue de la NASA. En 1985, l’Agence publia sa propre estimation : 1 sur 60.000 !

En janvier 1985, pour la première fois, une Navette faillit connaître le sort de Challenger. C’était Discovery. Dans la nuit qui précède, la température descend à -3,9 °C et remonte à +11,6 °C au décollage. Mais les photos montrent qu’une bouffée de fumée noire est sortie de l’un des Boosters. Et l’examen des joints après le vol montre que deux d’entre-eux ont subi une érosion. Dans un cas, de la suie a été retrouvée entre les deux cercles de caoutchouc. Et le 2ème cercle, celui de la dernière chance, a souffert de la chaleur.

Le 29 avril 1985, c’est au tour de Spacelab (le laboratoire spatial européen de recherche scientifique) monté sur Challenger, de friser la catastrophe. Cette fois le 1er cercle de caoutchouc ne se déplaçant pas comme il devrait, laisse passer les gaz qui vont déclencher le 2ème cercle.

le 11 juillet 1985, un ingénieur spécialisé dans les Boosters, passe en revue le problème des joints avec des ingénieurs qui supervisent l’assemblage de ceux-ci. Il dresse une liste de 17 cas d’érosion.

Le 23 juillet 1985, un contrôleur adresse un rapport alarmant au responsable financier du "programme Navette". Il écrit que la "carbonisation" des joints constitue un "problème potentiellement majeur"; affectant à la sécurité des vols et au coût du programme.

Quelques jours après, le meilleur spécialiste des joints (d’après la NASA) adresse à son tour une note à la hiérarchie. Il écrit que la question de savoir si les joints tiendront se jouent désormais "à pile ou face" et qu’en cas de lâchage, le résultat sera une "catastrophe de première grandeur", impliquant la perte de vies humaines !

Le 19 août 1985, la firme qui construit les Boosters avait proposé aux ingénieurs de la NASA pas moins de 43 solutions de rechange.

Les retards des lancement des Navettes sont due à des problèmes techniques. Le programme est émaillé d’incidents importants. En voici quatre :

  • en octobre 1983 : on découvre après un lancement de CHALLENGER que la tuyère d'un Booster (le conduit d'échappement des gaz) a été presque entièrement transpercé;
  • le 26 juin 1984 : le compte à rebours est arrêté 4 secondes avant le décollage, en raison d'une panne de la valve principale du moteur n°1 de la Navette. Un feu se déclare à l'arrière, menaçant de tout faire sauter. Pendant 40 minutes, les astronautes , prisonniers dans la cabine, restent les cheveux dressés sur la tête à attendre que la pression des moteurs diminue;
  • le 29 juillet 1985 : peu après le décollage, la défaillance d'une turbopompe provoque l'arrêt d'un moteur de la Navette, la contraignant à s'installer sur une orbite plus basse que prévue.
  • le 18 novembre 1985 : une fuite d’hydrogène est détectée par hasard avant un vol de Challenger. L'enquête montre que cette fuite aurait provoqué l'explosion de la Navette dans les deux premières minutes suivant le décollage;

Fuite d’hydrogène dans la navette spatiale Challenger

Sur le plan technique, afin d'augmenter la charge utile, la NASA :

  • augmente la puissance des moteurs,
  • allège les matériaux,
  • élimine des équipements jugés superflus.

En 1983, la poussée de chaque Booster est augmentée de 90,6 tonnes, ce qui fait passer leur capacité maximale à 1.495 tonnes. Les Boosters ont été allégés :

  • La paroi en acier des deux segments centraux et du segment inférieur a été amincie (on gagne 2 tonnes);
  • la paroi du réservoir extérieur est également amincie (on gagne 5 tonnes);
  • la peinture blanche du réservoir a été enlevé (on gagne 272 kg).

Les équipements et surtout les senseurs (qui transmettent les informations aux ordinateurs) ont été divisé par deux (on gagne 5 tonnes). Le temps consacré à la préparation est passé de 100 à moins de 50 jours. Un record de 27 jours est atteint. Ceci entraîne des accidents. Le 8 mars 1985, une benne tombe de la porte de la soute de Discovery. Bilan : un blessé et 200.000 dollars de dégâts.

Le 28 janvier de l'an de grâce 1986, Challenger décolle, filant vers son destin...

La reprise des vols

Après une interruption de près de trois années (de l'explosion de Challenger le 28 janvier 1986 au mois de décembre 1988), c'est avec une certaine émotion que le personnel de la NASA sort de son hangar la Navette Discovery pour l'emmener vers son pas de tir.

Ce n'est plus la même Navette, puisque cette dernière a été révisée, améliorée et surtout modernisée sous tous les angles. Le système défaillant numéro 1 de la Navette (les Boosters) a été revu et soumis a des dizaines de tests et de lancements, tant du côté de la NASA, que du côté du Pentagone.

Les missions des Navettes ont été revus à la baisse. Ce ne sont désormais plus que des astronautes professionnels qui composent les équipages des Navettes. Ces derniers sont désormais réduits à 5 membres au lieu de 7 auparavant. Les ordres des missions ont également été changés, puisque les vols à objectifs militaires pour le Pentagone sont prioritaires.

Une Nouvelle Navette, nommée Endevour, a été construite dans le but de pallier à la perte dramatique de Challenger. Son coût : plus de 2 milliards de dollars. Autre conséquence de taille, les missions pour la construction de la Station Orbitale (appelée dorénavant Station ISS) a pris un retard considérable et ne sera opérationnelle qu'à la fin de la première décennie du prochain millénaire, soit vers les années 2009-2010.

Conséquence fâcheuse pour l'Astronautique mondiale, la disparition de la Navette Challenger a porté un discrédit terrible pour la NASA. En effet, le sénat américain ne cesse depuis le drame de 1986 de rogner le budget de l'Agence Spatiale Américaine. Le personnel tout entier de la NASA ne s'est toujours pas remis de cette catastrophe et doute terriblement de ses capacités et de ses moyens. La NASA avait déjà été confronté par le passé à ce genre de drame.

En effet, en 1967, Apollo 1 avait connu un incident électrique au sol, provoquant l'asphyxie des 3 astronautes et un réexamen complet de tout le système interne de la capsule. Cependant, la situation est complètement différente de cette époque. A la fin des années soixante, l'objectif de la NASA, fixé par JFK en 1961, était de battre les soviétiques à la course à la Lune. Ce qui fut fait magistralement.

Par contre, il n'y a plus de guerre froide actuellement et plus de réels objectifs, ce qui entraîne un manque total de motivation et de confiance au sein du personnel de l'Agence Spatiale Américaine. De plus, il faut ajouter que l'enthousiasme et l'engouement des gens pour les vols spatiaux modernes n'est plus celui qui encadraient les vols des pionniers des années soixante. En conséquence, une perte d'intérêt général et donc une diminution des budgets spatiaux à l'échelle mondiale.

La navette spatiale Russe : Bourane

C'est en 1985, que les satellites espions américain ont découvert et photographié pour la première fois, une Navette Spatiale de conception soviétique.

Ce sont dans les années 1970, que les russes décidèrent la conception d'un engin de même type que leurs homologues américains. Des images inédites nous ont été diffusées, montrant des essais grandeur nature.

Le résultat est étonnement ressemblant vis à vis de sa grande soeur américaine. Certes, l'espionnage industriel existe bel et bien mais, il est à signaler que les soviétiques ne sont pas dirigés dans la même voie de propulsion pour leur Navette. En effet, alors que les américains font appel à des Boosters et un réservoir, les russes utilisent, quant à eux, la fusée géante Energia, capable de placer sur orbite 100 tonnes de charge utile !

Construite en 3 exemplaires, cette Navette, dont le premier modèle se prénomme Bourane (boule de neige en russe), n'a volé qu'une seule fois en 1987 au cours d'un lancement entièrement automatisé sans équipage à bord. Comme toujours, ce vol russe s'est déroulé à la seconde près, sans aucun incident à déplorer.

Néanmoins, en raison des graves problèmes qui sévissent dans l'ex-Union Soviétique, on ne sait toujours pas à l'heure actuelle si elle revolera un jour. Un rapprochement avec l'agence Spatiale Européenne (l'ESA), a bien été évoqué. Des réunions ont même eu lieu en 1994 et 1995, mais aucun résultat ne s'est dessiné pour le moment. Ces Navettes finiront-elles à la casse comme certaines rumeurs le prédisaient, nul ne le sait aujourd'hui encore.

Conclusion et avenir

La Navette Spatiale est le vaisseau le plus fantastique jamais construit par l'humanité. Il est également l'engin le plus complexe et le plus rapide jamais créé. Les Boosters sont les plus puissances, les plus complexes fusées à carburant solide imaginées et inventées par les hommes.

Cependant, créées au départ pour la construction des futures Stations Orbitales Spatiales, les Navettes Spatiales devaient préfigurer les vaisseaux spatiaux de l'avenir mais, celui-ci s'est considérablement assombri.

En effet, c'est une NASA encore traumatisée par la catastrophe de Challenger (7 astronautes tués) qui entreprit la reprise des vols en cette fin d’année 1988. L'Amérique toute entière retint son souffle lorsque la Navette Discovery fut placée sur son aire de lancement. Toute la partie de propulsion et de récupération des boosters avaient été vu, revu et corrigé d'une manière très approfondie. L'enquête qui avait suivi le drame de Challenger avait mis en lumière les responsabilités et les négligences certaines de la NASA. Il était clair que ces fautes professionnelles avaient laissé des traces très profondes qui allaient mettre beaucoup de temps à se refermer. La confiance inébranlable qui habitait les responsables de l'Agence Spatiale Américaine depuis la conquête (victorieuse) de la Lune, de 1969 à 1973, s'était évaporée et le doute s'était installé et il faudrait de très très longues années pour effacer ce traumatisme.

De plus, les Américains ont décidé en 1995, de remplacer les Navettes par des fusées au alentour des années 2015. Ces fusées de type classique, seront réutilisables. De leur aire de lancement, elles décolleraient, placeraient leur charge utile en orbite, pour revenir se poser sur le sol. De plus, en ce début d'année 1996, le haut conseil de la NASA a décidé de confier la gestion des lancements des Navettes à un opérateur privé, ce qui ferait gagner de 10 à 20% lors des lancements. Le revers de la médaille est que la NASA prévoit des centaines de licenciements (environ 2.000 selon certaines sources).

Du côté des russes, l'avenir ne s'annonce pas rose non plus. Les crédits sont maintenant d’ordre privés et dépendent de l'étranger. Quand aux Navettes, elles pourrissent dans leur hangar et nul ne peut dire si elles voleront un jour. Enfin, le fleuron russe, la Station Mir, s'est désintégrée en 2001 après 15 ans de bons et loyaux services. Cette station était devenue obsolète et les russes ne pouvaient plus l'entretenir. Ils se tournent dorénavant vers la Station Spatiale International I.S.S..

Les Européens qui voulaient leur indépendance spatiale, ont quand à eux, abandonné leur projet de Navette Hermes. Il est vrai que les investissements consacrés étaient énormes par rapport à la petitesse de cette Navette. Elle aurait été de la taille d'une "camionnette" par rapport à au "gros camion" de la NASA, et aurait coûté beaucoup plus cher que cette dernière. Les Européens devront se contenter (au grand dam des Français) d'un engin de type Saliout pour s'arrimer à la Station Orbitale I.S.S..

La seule bonne nouvelle du milieu des années 90 vient du Japon. En effet, les japonais ne peuvent plus cacher leurs intentions de construire leur Navette Spatiale. Leurs recherches avancent très vite et ce vaisseau devrait voler dans la première décennie du prochain millénaire et participer activement à la construction de la Station Orbitale Alpha. D'autres projets fleurissent au Pays du Soleil Levant, comme celui de construction de grands hôtels en orbite terrestre. Affaire à suivre.

En 2001, au début de ce nouveau millénaire, l'Inde et la Chine se sont investies dans de grands projets spatiaux. Ces deux pays asiatiques souhaitent maîtriser la technique de lancement de satellites sans faire appel aux occidentaux, assurant par la même leur indépendance spatiale. En outre, il semble que les chinois aient de (très) grosses ambitions en voulant décrocher… La Lune.

Pour conclure, l'avenir spatial reste en définitif rassurant puisque les grandes nations ont déjà confirmé leurs grands projets :

  • le développement de la Station Spatiale Internationale;
  • une base permanente sur la Lune vers 2015-2020;
  • une mission internationale vers Mars vers 2030-2040.

Pour que enfin l'homme s'échappe de sa planète natale, la Terre, découvre et crée de nouveaux mondes habitables pour son épanouissement éternel.

navette spatiale

Auteur : Patrick Marand

Copie autorisée

Version originale : http://www.chez.com/patrickland/Shuttle.html

Date de mise en ligne : 2003-03-03

Aucun commentaire pour l'instant.