La Conquête Spatiale

09 février 2019

Histoire des débuts de la Conquête Spatial

Depuis toujours l'homme scrute les étoiles, il y à déjà longtemps que nous savons que la Terre est ronde et qu'elle tourne autour du Soleil. Et cela devait arriver, les hommes veulent accéder a l'espace. Nous voulions voler, comme Icar et nous y sommes arrivé.

L'homme est curieux et aventurier, nous sommes voyageurs et découvreurs. De la à pouvoir aller dans l'espace il y avait un grand pas à franchir.

Et nous allons le voir ici, c'est aux inovations de guerre que nous devons en partie, de pouvoir aujourd'hui voyager plus loin qu'on ne l'aurait jamais imaginé.

Avec les avancées de l'Allemagne dans le domaine des missiles lors de la seconde guerre mondiale, la conquête de l'espace a rapidement pris un essor avec les recherches sur les fusées à des fins militaires dans un premier temps, et leurs applications pour des recherches plus scientifiques avec toujours ce fond de compétition à l'armement.

Mais trés vite l'espace devint un enjeux, un outils de propagandes, une vitrine technologique.

Elle fut marquée, à ses débuts, par une forte concurrence entre les Américains et les Russes, pour des motifs de prestige national liés à la guerre froide.

Ce fut le début de la course à l'espace.

Depuis le premier satellite en orbite "Spoutnik" en 1957, 62 ans ont passé, oui seulement 62 ans, et regardez aujourd'hui...

Des sondes sont si loin que nous ne pouvons même pas imaginer les distances, on à marché sur la Lune, et trés bientot l'homme marchera sur Mars, colonisera la planète rouge et bien d'autres aventures.

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Animaux dans l'espace

Pour la course à l'espace, il fallait connaitre les effets de l'apesenteur et de l'espace sur les êtres vivants.

En 1947 les premiers essais des fusées V2 "habités" furent réalisés, et les premiers "volontaires" furent des mouches, lancées par les États-Unis en 1947. La fusée V2 qui les emporta, a atteint une altitude de 108 km. Ces mouches ont pu être récupérées en vie.

1948 premier mammifère en apesanteur, Albert 1er un petit macaque rhésus est envoyé à 63 Km d'altitude.

1957 à bord de Spoutnik 2, premier animal en orbite terrestre, "Laïka", une petite chienne qui malheureusement va mourir apres quelques heures en orbite.

1960 l'U.R.S.S. lance en orbite une petite ménagerie ; deux chiennes, un lapin, quarante souris, deux rats, des mouches et des plantes. Ils vont effectuées plusieurs révolutions autour de la Terre. Ce vol orbital est une réussite car c'est le premier dont les passagers mammifères reviennent vivants.

Janvier 1961 les Etats Unis lancent Ham un chimpanzé dont le vol définira la trajectoire suivie par le premier Américain dans l'espace, Alan Shepard.

22 février 1961, la France lance Hector un rat, celui ci passe huit Minutes dans l'espace avant de revenir sain et sauf, Hector le "ratonaute". Ainsi la France se hisse à la hauteur des grandes puissances, bien que n´ayant pas leurs budgets.

Novembre 1961 Enos, un chimpanzé, est l'unique animal placé en orbite complète par les Etats-Unis, cela pour tester la capsule à bord de laquelle devait prendre place John Glenn pour le premier vol orbital américain, en février 1962.

Le 18 octobre 1963, La France envoi une petite chatte dans l'espace, "Félicette" est lancée à bord d'une fusée Véronique depuis le désert algérien. A 157 kilomètres d'altitude, elle est mise pendant cinq minutes en apesanteur. Une fois revenue au sol, Félicette est observée attentivement afin de détecter les conséquences de son voyage spatial. Finalement, Félicette est euthanasiée afin d'être autopsiée. 

En 2001, la Chine envoie en orbite un vaisseau spatial avec des animaux à bord.

En septembre 2007, des tardigrades, animaux microscopiques connus pour leur robustesse, ont survécu au vide et aux radiations de l'espace. A leur retour, la plupart de ces minuscules invertébrés ne présentaient aucune altération biologique, et se sont même reproduits normalement.

L'Iran en 2010, lance une fusée de fabrication locale, contenant plusieurs animaux vivants, dont un rat, des tortues et des vers, et en 2013 deux singes dans l'espace.

Tortues, araignées, poissons, rats, vers, tritons.. la liste des espèces envoyées dans le cosmos est longue et ces missions ont permis de nombreuses découvertes scientifiques.

Cette liste n'est pas exhaustive tant les essais, succes ou echecs ont etaient nombreux, je reviendrais sur les principaux, car eux aussi ont contribué à la conquëte de l'espace et sont même de veritables pionniers.

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l'année géophysique internationale

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L'année géophysique internationale

le 5 avril 1950 plusieurs scientifiques dont Lloyd V. Berkner, Sydney Chapman, Fred Singer et Harry Vestine, se réunissent dans la maison du professeur James Van Allen, spécialiste du rayonnement cosmique. Ces scientifiques, estiment que, compte tenu des avancées dans le domaine des équipements permettant l'étude de la Terre tels que les fusées, les radars et les moyens de calcul, un événement scientifique doit être organisé sans attendre. Ils proposent d'étendre le périmètre d'investigation à l'ensemble de la Terre pour en faire une année géophysique internationale. Berkner et Chapman soumettent cette proposition au Conseil international des unions scientifiques (ICSU) dont le rôle est de coordonner les recherches scientifiques des différents pays.

Ils suggèrent qu'une Année Internationale de Géophysique soit organisée en 1957-1958, car cette période correspond à un maximum de l'activité solaire.

À l'époque la guerre froide oppose l'Union soviétique et ses alliés aux pays occidentaux. Mais la mort de Staline en 1953 entraine une légère "détente" et les pays du bloc de l'est décident de participer.

Les scientifiques décident que pour couronner cet événement des satellites artificiels seront placés en orbite pour y collecter des données scientifiques. 

Le projet rassemble 60 000 scientifiques et 66 pays. Les deux surperpuissances Etats-Unis et U.R.S.S, proposent en 1954 de placer à cette occasion un satellite artificiel autour de la Terre.  

Le concept est ancien mais c'est seulement au cours des 20 dernières années, que suite aux recherches de l'Allemagne nazie avec le développement des missile V-2, puis des deux superpuissances avec l'éssor des missiles balistiques, que la maitrise de la technique permet d'envisager de mettre en orbite un satellite artificiel.

L'objectif annoncé est officialisé le 4 octobre 1954 par le comité organisateur de l'année géophysique internationale qui encourage tous les pays à y participer. Aux États-Unis le lancement d'un satellite est approuvé par le comité national de l'année géophysique réuni le 18 mai 1955.

Bien avant cet événement la conception d'un tel satellite avait été étudié par la Rand Corporation et le bureau aéronautique de la Marine de guerre américaine donnant lieu à des rapports publiés dès 1946. Mais pour lancer ce satellite il fallait d'abord disposer d'un lanceur capable de l'accélérer suffisamment (plus de 7 km par seconde) pour qu'il reste en orbite.

En U.R.S.S. le programme spatial est à cette époque entièrement géré par l'OKB 1 sous la direction de Serguei Korolev et constitue en fait un prolongement du programme de missile balistique intercontinental lourd Semiorka en cours de développement pour les forces militaires.

Il n'en va pas de même aux États-Unis en 1954. Les trois corps de l'Armée américaine, ont chacun des programmes de missiles balistiques. Par ailleurs des scientifiques, comme James Von Allen de l'Université d'Iowa, utilisent des fusées-sondes dérivées des travaux sur les missiles et de plus en plus puissantes pour explorer la haute atmosphère.

C'est ainsi que débutera l'aventure spatiale avec des succes et des echecs de part et d'autre... c'est cela que je vais tenter de vous raconter ici.

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Spoutnik 1


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Spoutnik 1 est le tout premier satéllite artificiel. Il est lancé par la l'Union Soviétique le 4 octobre 1957.

Spoutnik 1 etait de forme sphèrique, d'un diamètre de 58 cm et et d'un poids de 83 Kg. 

Suite au développement de leurs missiles balistiques pendant la guerre froide (missiles développés par les Allemands durant la seconde guerre et repris par les Russes), les Russes ont développé des fusées de grandes tailles pour pouvoir effectuer le cas echéant le lancement de missiles militaires.

Korolev responsable du développement des fusées, passionné par la possibilité de concevoir et lancer des satellites, persuade les militaires de cet utilisation, apres plusieurs echecs à les ralier a cette cause, il parviendra enfin à se faire entendre et être autorisé a utiliser les fusées à des fins scientifiques. 

Déjà en 1955 les Etats Unis et l'U.R.S.S avait unillateralement, déclaré vouloir lancer un satellite artificiel pour l'année géophysique internationale, dans le cadre de travaux scientifiques.

Les Russes décident d'accelerer les choses et au lieu d'envoyer un satellite qui ferait des analyses nombreuses et dont les developpements prendraient du temps, ils décident d'un petit satellite qui serait simplement équipé d'un émetteur radio qui lancerait des signaux audibles autour de la Terre pendant plusieurs jours et donnerait des informations sur la température et la pression de l'azote remplissant le satellite. 

Le lancement a lieu le 4 octobre 1957 à 19 h 28, apres un lancement sans encombres, le satellite est en orbite à 19 h 33. Il effectuera une révolution en 96 minutes, il fonctionnera pendant 22 jours (jusqu'à épuisement de ses batteries le 26 octobre 1957), puis progréssivement perdant de l'altitude, aprés 1400 orbites et 70 millions de kilomètres parcourus, Spoutnik1 est détruit le 4 janvier 1958 lors de sa rentrée dans l'atmosphère.

Durant cette période il emettra continuellement une serie de petis "Bip-Bip" que les radios amateurs du monde entier pouvaient recevoir.

Le lancement de Spoutnik 1 a un retentissement planetaire, il marque le début de l'aire spaciale, il démontre l'avance Sovietique dans le domaine de l'espace.

De leur côté les Etats Unis tenteront à leur tour d'envoyer un satellite en orbite terrestre, une premiere fois le 6 decembre 1957, mais se fut un echec (Vanguard Tv3), avec l'explosion peu apres le décollage. Ils parviendrontà leur tour à placer un premier satellite en orbite le 1er fevrier 1958 (Explorer 1).

Les satellites de la "famille" Spoutnik, seront envoyés par l'U.R.S.S. entre 1957 (Spoutnik 1) et 1961 (Spoutnik 10). Ils contriburont à l'étude des rayons cosmiques, de la haute atmosphère... prépareront les vols du programme Vostok, et lanceront la premiere sonde vers Vénus.

A partir de Spoutnik 4 (15 Mai 1960), les satellites Spoutnik serviront de test pour le Programme Vostok (premier vol habité de l'histoire).

Spoutnik 7 était une premier tentative d'étude de la planète Vénus, et fut un échec. Spoutnik 8 fut un succès en envoyant la sonde Venera 1.

Spoutnik 9  et 10 restent dans l´optique d'essais pour préparer le programme Vostok.

 

 

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Vanguard TV 3

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Vanguard TV3, est le premier essai des Etats-Unis de lancement d'un satellite sur orbite terrestre, dans le cadre de l'année géophysique internationale. Son échec au lancement, diffusé en direct devant les caméras du monde entier et peu de temps après la réussite soviétique de Spoutnik 1, lui vaut dans les médias américains divers surnoms tels que Flopnik et Kaputnik.

 

Le satellite, est une sphère d'aluminium de 1,36 kg et de 15,2 cm de diamètre. Il contient un émetteur branché sur une batterie au mercure et un deuxième émetteur branché sur six piles solaires montées sur le corps du satellite, six antennes courtes son montées également sur le corps du satéllite.

Le satellite comporte également deux thermo-résistances pour mesurer les températures intérieures du satéllite, afin de tester l'efficacité de la protection thermique.

Ce petit satellite devait permettre de tester les capacités de lancement d'un lanceur à trois étages et d'étudier les effets de l'environnement sur un satellite et ses systèmes embarqués en orbite terrestre. Il devait également être utilisé pour obtenir des données sur le globe terrestre.

Au lancement, le premier étage s’allume et la fusée commence à s’élever. aprés deux secondes, la fusée perd de la poussée et commence à retomber en penchant vers l’arrière. Touchant violemment la rampe de lancement, les réservoirs de carburant se rompent et explosent, détruisant la fusée et endommageant la rampe de lancement.

La cause de l’accident n'a jamais été déterminée, une fuite de carburant entre le réservoir et le moteur ? une baisse de pression dans le réservoir ?

Echec de la mission.

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Spoutnik 2

054-novesat0190100hLancé le 3 novembre 1957, Spoutnik 2 est le deuxième satellite de l'histoire à être mis en orbite avec succes. c'est à nouveau un succes de l'U.R.S.S.

Fort du scces de Spoutnik 1 le président Khrouchtchev veux célébrer l'anniversaire de la révolution Russe, et exige le lancement de spoutnik 2 pour le 7 novembre. le satellite est développé dans l'urgence en 4 semaines, sans étude préalable.

A bord du satellite embarque une petite chienne, "Laïka". Le satellite transportait également des instruments destinés à étudier en particulier les rayons cosmiques.

Spoutnik 2 avait l'architecture d'un cône de 508 kg, 2 mètres de diamètre sur 4 de haut.

La pointe contenait les instruments scientifiques pour la mesure des radiations solaires, en dessous se trouvait la sphère pressurisée contenant l'équipement radio, sphère dérivée de celle du premier spoutnik.

La base du cône accueillait la chienne Laïka, avec l'isolation thermique, eau, la nourriture, le recyclage de l'air et la gestion des déchets de la chienne.

Le 14 avril 1958, Spoutnik 2 se désintégra dans l'atmosphère.

Je vous passerais volontairement le sujet de la mort de cette petite chienne qui malgré tout restera à tout jamais, le premier être vivant en orbite autour de la Terre.

C'est durant le vol de Spoutnik 2 que les Etats-Unis lancèrent leur premier satellite : Explorer 1.

 

 

 

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03 mars 2019

Explorer 1

 

Explorer_1_a_-_Smithsonian_Air_and_Space_Museum_-_2012-05-15Explorer 1 est le premier satelite artificiel placé en orbite par les Etats-Unis.

Il est lancé le 31 janvier 1958 par une fusée Juno 1, alors que les Ruses ont déjà avec Spoutnik 1 et Spoutnik 2, réalisé l'exploit de mettre en orbite un satellite et avec le deuxieme mis en orbite un être vivant "Laïka" (une petite chienne).

Dés 1955 les Américains avaient prévu le lancement d'un tel satellite, mais des problèmes de mise au point avaient retardé leurs prévisions. Leur préférences allait au programme Vanguard, avec un aspect plus millitaire.

le 4 octobre les soviétiques annoncent le lancement réussi de Spoutnik1, ce succès démontre l'avance qu'ils ont sur les Etats-Unis. Et après le lancement de Spoutnik 2 qui a lieu le 3 novembre, les équipes du JPL et de von Braun sont autorisées à préparer le lancement d'un satellite, qui jusque là était "secondaire" pour les responsables Américains, (lancement qui n'aura lieu que si le programme Vanguard ne parvient pas à tenir ses échéances).

Apres l'echec du Programme Vanguard, les responsables décident d'optimiser l'organisation du programme spatial civil américain.

S'en suivra la création de la NASA (Agence Spaciale Américaine) par conversion du centre de recherche aérospatial (NACA) et regroupement en son sein des différents projets et établissements (Jet Propulsion Laboratory, ABMA, équipe du programme Vanguard) gérés jusque là par les militaires.

Explorer 1 est conçu et fabriqué par le Jet Propulsion Laboratory (JPL) du california Institute of Technology sous la direction deWilliam H. Pickering. C'est le second satellite, après Spoutnik 2, à embarquer une charge utile. La conception de son instrumentation scientifique embarquée est confiée à James Van Allen de l'Université de l'Iowa.

Ils avaient dans leurs rangs l'équipe d'ingénieurs de Wernher Von Braun, et avec la "proximité" entre l'Agence des missiles balistiques de l'Armée de terre et le Jet Propulsion Laboratory (JPL) qui lui est rattaché, ceux-ci mirent au point le lanceur et le satellite en moins de 90 jours.

Le satellite, emporte outre l'expérience sur les rayons cosmiques, une deuxième expérience destinée à détecter les micro-météorites. Stabilisé par rotation (12 tours par seconde), sa température est contrôlée grâce à l'application de bandes de peinture alternées blanches (non réfléchissantes) et noires (réfléchissantes).

Le 1er février 1958, à 3h48 UTC la fusée Juno I décolle et place sur orbite le satellite Explorer 1, qui devient ainsi le premier satellite terrestre américain. Son orbite a un périgée de 358 kilomètres, un apogée de 2 550 kilomètres, avec une période de 114,8 minutes. La masse totale du satellite est de 13,97 kilogrammes, dont 8,3 kg d'instrumentation.

Peu avant le lancement les trois principaux responsables du projet - Von Braun, Pickering et Van Allen, sont envoyés à Washington pour réaliser une conférence de presse sur les résultats de cette tentative. Toutefois il est prévu que la conférence de presse ne sera convoquée que si le lancement est un succès.

C'est une station de réception radio située sur la côte ouest qui est chargé de détecter le signal radio que devrait émettre le satellite en cas de succès. D'après les calculs, le signal devrait être détecté 106 minutes après le décollage de la fusée. Mais au bout des 106 minutes fatidiques aucune signal n'a été reçu. Les minutes passent et la tension monte quand finalement, à la 114e minute, la station annonce qu'elle a reçu un signal fort signifiant le succès du lancement. 

Les journalistes sont convoqués pour une conférence de presse qui doit avoir lieu une heure plus tard (à 2 heures du matin) au siège de l'Académie nationale des sciences. C'est le milieu d'une nuit d'hiver et Van Braun se demande si la conférence de presse ne va pas se dérouler devant une salle vide. Mais à leur arrivée l’amphithéâtre est bondé. La conférence tourne à l'hystérie collective. Le clou de l'évènement lorsque les trois héros du jour, de manière spontanée, soulève ensemble une maquette du satellite Explorer 1 pour la présenter à la foule des photographes.

 

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Explorer 1 transmet des données durant 112 jours jusqu'à l'épuisement de ses batteries qui interrompt les échanges le 23 mai 1958. Le satellite reste en orbite plus de 12 ans.

Le31 mars 1970 il  pénètre les couches d'atmosphères denses et se consume au-dessus de l'Océan pacifique.

Parmis les instruments scientifiques figurait un détecteur de rayonnement cosmique conçu par James Van Allen, il fournira des résultats anormaux qui seront expliqués quelques mois plus tard par la présence de ceintures de radiation autour de la Terre auxquelles seront données le nom du scientifique (Ceinture de Van Allen)

En raison de l'espace limité et des exigences de poids réduit, l'instrumentation d'Explorer 1 est conçue pour être simple et fiable. L'énergie est fournie par des batteries au mercure qui représentent approximativement 40 % de la masse de charge utile. Les données fournies par ces instruments sont transmises lors du survol de l'une des dix-sept stations au sol par deux antennes opérant à des fréquences de 108,00 et 108,03 MHz.

 

 

 

 

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