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Station spatiale - Partie 4

Bilan intermédiaire : apports et critiques de la station spatiale internationale[modifier]
Les laboratoires Columbus (ici en cours d'installation) et Kibo ont été mis en orbite tardivement (2008)

Un article, paru dans le magazine scientifique Scientific American en 1996, passait en revue les domaines de la recherche (sciences des matériaux, biologie, astronomie,...) pour lesquels les conditions régnant dans la station spatiale pouvaient susciter un intérêt spontané de la part de chercheurs du secteur privé : il concluait négativement pour différentes raisons : coût, impesanteur perturbée par le fonctionnement et la masse de la station, conditions reproductibles dans des laboratoires existants à terre. Seules des recherches subventionnées ou portant sur l'adaptation de l'homme à l'espace, n'intéressant que les agences spatiales dans la perspective de missions lunaires ou martiennes, pouvaient y trouver un débouché spontané. Certains dirigeants de la NASA reconnaissaient à l'époque que l'objectif principal de la station spatiale n'était pas la recherche scientifique mais la mise au point des techniques nécessaires aux missions habitées vers Mars et la Lune[143].

Fin 2009, le potentiel de recherche de la station spatiale est sous-exploité. Les problèmes rencontrés par la navette ont freiné l'assemblage de la station. Les laboratoires japonais et européen ont été ainsi mis en place en 2008, soit 10 ans après le lancement du premier module ; certains racks contenant les expériences scientifiques sont encore en attente d'un transport en 2011 car la mise en orbite des composants de la station et la livraison des consommables et des pièces de rechange a la priorité par rapport au transport du fret scientifique.

L'équipage permanent, limité à 3 astronautes jusqu'à 2009, était accaparé par les tâches de maintenance et d'assemblage de la station, et disposait d'un nombre d'heures limité à consacrer à la science. Cette situation devrait nettement s'améliorer avec l'équipage porté à 6 personnes, mais la NASA annonce que les astronautes américains ne pourront consacrer que 36 heures par semaine en tout à la mise en œuvre des expériences scientifiques, soit moins de 30% de leur temps de travail. Par ailleurs les problèmes de maintenance continuent à accaparer les astronautes : le système de support de vie qui permet le recyclage partiel des consommables et doit permettre de limiter le volume de fret qui doit être monté à la station, est régulièrement victime de défaillances fin 2009.

Exploitation future et fin de vie[modifier]

Le ravitaillement de la station pourrait devenir un problème après l'arrêt de la navette.

Des problèmes de logistique[modifier]

La station spatiale a été conçue pour fonctionner avec l'assistance logistique de la navette spatiale : celle-ci a transporté jusqu'en 2011 la majeure partie du fret et est à cette date le seul moyen de transport capable de réaliser le retour de fret à Terre. Elle seule permet de placer en orbite les pièces détachées les plus encombrantes. Le retrait de la navette, annoncé en 2004 et qui doit être effectif mi 2011, représente donc une menace pour le fonctionnement de la station. La NASA a calculé que, avec les moyens de transport existants, il manquerait 40 tonnes de ravitaillement à la station pour qu'elle puisse fonctionner normalement sur la période 2010-2015 [111]. Ce chiffre n'inclue pas la demande de l'Agence spatiale européenne qui a besoin de lancer 1,8 tonne d'équipement de recherche aujourd'hui cloué au sol[144]. Pour remplacer la navette la NASA a donc lancé le programme COTS qui confie aux sociétés SpaceX et Orbital Sciences Corporation, sélectionnées par un appel d'offres respectivement en 2006 et 2008, le transport des 40 tonnes manquantes. Ces deux sociétés développent à la fois un lanceur et un vaisseau cargo[145]. Le calendrier initial très serré, pour répondre aux besoins logistiques de la station spatiale, prévoyait des vols commerciaux en 2011 après trois vols de démonstration. Il a subi des glissements de près de deux ans  : un premier vol de démonstration est réalisé fin 2010 pour SpaceX et le premier tir du lanceur d'Orbital est attendu fin 2011 (situation début 2011)[146] ce qui ne laisse aucune marge au cas où des problèmes de mise au point surgiraient malgré l'ajout du vol STS-135 de la navette spatiale destiné à assurer un dernier ravitaillement massif en juin 2011[147]. Par ailleurs la NASA a décidé de ne plus utiliser les cargos Progress à compter de fin 2011. Un report supplémentaire dans la date de disponibilité opérationnelle des cargos du programme COTS contraindrait à réduire l'activité de la station spatiale en la plaçant en mode « survie » avec un équipage limité à 2 personnes comme cela s'était produit après l'accident de la navette spatiale Columbia[148].

La relève de l'équipage non russe dépend depuis fin 2009 des Soyouz ce qui constitue une contrainte mal vécue par les responsables américains[149]. La NASA souhaite confier le lancement et le retour sur Terre de ses équipages à des partenaires privés d'une manière analogue à ce qui est fait pour le fret : l'appel d'offres de la première phase du programme Commercial Crew Development (CCDev) a été remporté par les sociétés Sierra Nevada Corporation avec son vaisseau Dream Chaser et par Boeing associé à Bigelow Aerospace avec leur capsule CST-100. L'objectif est de fournir un vaisseau opérationnel en 2014[150].

Utilisation partielle du potentiel de recherche[modifier]

Depuis fin 2009 l'équipage permanent se rend et quitte la station en utilisant les vaisseaux Soyouz.

La NASA ne prévoit utiliser pour son propre compte qu'une partie des installations de recherche qui sont allouées aux États-Unis soit 9 racks ISPR sur 19, 25 tiroirs sur les 59 présents dans les 8 racks ExPRESS et un peu plus de la moitié des 21 emplacements situés à l'extérieur des modules pressurisés. L'Agence spatiale européenne prévoit par contre d'utiliser 100% des emplacements dont elle dispose et est demandeuse d'espaces supplémentaires. Les emplacements alloués à la NASA sont mis à la disposition des autres laboratoires privés et publics américains mais le coût de transport des expériences constitue un frein décisif : les chiffres de 44000 $ le kg et de 250000$ pour une expérience tenant dans une boite à chaussure avancés à titre indicatif par la NASA et un laboratoire utilisateur pourraient encore augmenter après le retrait de la navette spatiale. Les subventions qui permettraient de compenser ce coût sont réduites : pour la NASA elles sont passées de 700 M$ en 2002 à 150 M$ en 2010 reflétant les changements d'objectifs intervenus durant cette période. Toutefois le budget obtenu par le président Obama en 2010 prévoit une forte dotation financière dans ce domaine[151].

La taille de l'équipage constitue un autre facteur limitatif pour l'utilisation du potentiel de recherche de la station spatiale. L'équipage permanent est passé à 6 personnes en novembre 2009, et, en application de l'accord passé avec l'agence spatiale russe, seules 3 personnes sont allouées aux travaux dans la partie non russe soit environ 150 heures travaillés par semaine. Sur ce temps la NASA indique que 35 heures peuvent être consacrées chaque semaine aux expériences scientifiques. La NASA demande que les expériences embarquées sollicitent le moins possible l'équipage, interdisant tout travail de recherche nécessitant plus de 75 heures d'intervention cumulées sur 6 mois[152].

Fin du programme[modifier]

Selon le planning défini en 2004 sous le président George W. Bush, la station devait être abandonnée début 2016 pour concentrer les ressources financières de la NASA sur le programme Constellation et le retour de l'homme sur la Lune[153]. Toutefois cette position a été contestée au sein de la NASA[154] et le prolongement jusqu'à 2020 a été recommandé par la commission Augustine chargée de revoir la stratégie de la NASA dans le domaine des vols habités. Dans son rapport final d'octobre 2009 celle-ci présente les arguments suivants : l'utilisation de la station ne fait que démarrer et limiter son utilisation à 5 ans semble un faible retour sur un investissement qui a été initié il y a 25 ans. La décision d'abandonner la station en 2016 risque, par ailleurs, de froisser les partenaires internationaux des États-Unis qui compte tenu du glissement du calendrier n'auront pas pu exploiter tout le potentiel de leurs laboratoires : un programme international sous la conduite des États-Unis pourrait être difficile à mettre en place dans le futur. Le prolongement de la durée de vie a toutefois un coût estimé à 13,7 milliards de dollars qui ne figurait pas dans le budget de la NASA fin 2009[155]. Le président américain Obama a entériné cette position en proposant le 1er février 2010 au Congrès d'allouer un budget pour financer la prolongation[156],[157].

Obsolescence des modules[modifier]

Le module Pirs frappé d'obsolescence est largué en 2011. Son rôle est repris par le module Poisk

Les plans initiaux prévoyaient que la station ait une durée de vie totale de 30 ans. Pour des raisons budgétaires, les différents éléments ont été généralement conçus pour une durée opérationnelle de 15 ans. La date limite d'utilisation théorique commence donc dès 2013 pour les modules les plus anciens. Au delà de cette date les incidents pourraient théoriquement commencer à se multiplier.

Désorbitation[modifier]

A partir du moment où la station sera abandonnée, il sera nécessaire de programmer son démantèlement et de contrôler sa rentrée atmosphérique pour que les débris parvenant au sol soient de taille limitée et tombent dans des zones inhabitées. La désorbitation de la station relève de la responsabilité de la NASA. Bien que le module Zvezda dispose d'un système de propulsion capable de maintenir la position de la station spatiale, ses moteurs ne sont pas suffisamment puissants pour déclencher la rentrée atmosphérique de la station du fait de la masse de celle-ci, qui dépasse les 400 tonnes. Par ailleurs, la Russie envisage aujourd'hui de conserver la partie russe de la station en orbite. Différents scénarios alternatifs sont étudiés, dont celui de lancer un module dédié à cette tâche : dans tous les cas, le coût devrait être supérieur à 2 milliards de dollars[158]. Une des options envisagées est d'utiliser un vaisseau cargo européen ATV qui pourrait appliquer une poussée suffisante[159].

Notes et références[modifier]

Notes[modifier]

  1. ↑ En mai 2010 la station a une masse de 369 tonnes et un volume pressurisé de 837 m³ dont 367 m³ habitables. A la fin de l'assemblage se seront ajoutés les modules LPMM Leonardo et Nauka lancés en 2010-2011.
  2. ↑ La stabilisation de l'orientation par rapport à la verticale locale est obtenue de manière passive par utilisation du couple créé par la différence de gravité entre les parties basse et haute de la station à condition qu'elle soient suffisamment éloignées.
  3. ↑ Dans la station les astronautes respirent un mélange d'azote et d'oxygène alors que dans leurs scaphandres ils respirent de l'oxygène pur. S'ils ne débarrassent pas leur organisme de l'azote, ils risquent un accident de décompression
  4. ↑ Peggy Whitson est l'astronaute américain qui a séjourné le plus longtemps dans l'espace : 377 jours
  5. ↑ La différence entre apogée et périgée est d'environ 20 km
  6. ↑ C'est-à-dire que la capacité du SAFER permet théoriquement à un astronaute qui s'éloignerait de la station spatiale à la vitesse de 1 m/s d'annuler cette vitesse puis de repartir dans la direction inverse à 1 m/s et enfin d'annuler cette vitesse lorsqu'il est sur le point d'aborder la station.

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  157. ↑ (en)Synthèse du budget 2011 de la NASA proposé le 1 février 2010 [archive], NASA, 1 février 2010
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Principales sources[modifier]

  • [pdf](en) Gary H. Kitmacher, Design of the Space Station Habitable Modules, 2002 [lire en ligne]
    Genèse de l'architecture de la station spatiale.
     
  • [pdf](en) NASA - Mission Operations Directorate Space Flight Training Division, International Space Station Familiarization, 1998 [lire en ligne]
    Manuel de familiarisation de la station spatiale (document de fond) (399 p. )
     
  • [pdf](en) NASA - Langley Research Cente, International Space Station EvolutionData Book Volume I. Baseline Design Revision A, 2000 [lire en ligne]
    Version plus récente (mais en partie périmée) et plus synthétique mettant l'accent sur les évolutions possibles et le potentiel de recherche de la station (222 p. )
     
  • (en) John E. Catchpole, The International Space Station: Building for the Future, Springer-Praxis, 2008 (ISBN 978-0387781440) 
  • (en) David M. Harland et John E. Catchpole, Creating the International Space Station, Springer-Praxis, 2002 (ISBN 1-85233-202-6) 
  • [pdf](en) International Space Station Independent Safety Task Force (IISTF), Final report of the International Space Station Independent Safety Task Force (IISTF), février 2007 [lire en ligne]
    Analyse des risques de perte de la station spatiale ou de son équipage par une commission d'enquête indépendante diligentée par la NASA (119 p. )
     
  • [pdf](en) Marcia S. Smith Congressional Research Service, NASA’S space station program: Evolution of its rationale and expected uses, 2005 [lire en ligne]
    Synthèse des évolutions des objectifs et de l'architecture de la station spatiale depuis le lancement du projet en 1984 (17 p. )
     
  • [pdf](en) Commission Augustine, Rapport final de la commission Augustine, 2009 [lire en ligne]
    Rapport final de la commission Augustine chargée d'auditer le programme spatial habité américain (157 p. )
     
  • [pdf](en) P. Johnson-Green (CSA), M. Zell (ESA), T. Nakamura (JAXA), J. Robinson (NASA), G. Karabadzhak (Roscosmos) et I. Sorokin (Roscosmos), Research in space : Facilities on the International Space Station, 2009 [lire en ligne]
    Description des installations de recherche mises à disposition dans la station spatiale (64 p. )
     
  • [pdf](en) C. Evans and J. Robinson (NASA), International Space Station Science Research Accomplishments During theAssembly Years: An Analysis of Results from 2000-2008, 2009 [lire en ligne]
    Résultats des recherches scientifiques sur la période 2000-2008.(NASA/TP–2009–213146–REVISION A) (262 p. )
     
  • [pdf](en) Cour des comptes des États-Unis, INTERNATIONAL SPACE STATION : Significant Challenges May Limit Onboard Research, 2009 [lire en ligne]
    Rapport de la cour des comptes américaines sur les risques et limitations de l'utilisation dans le futur de la station spatiale internationale (39 p. )
     

Voir aussi[modifier]

Sur les autres projets Wikimédia :

Liens internes[modifier]

Liens externes[modifier]

Vidéos[modifier]

  • January 2009 ISS tour.ogg

    Visite guidée (en anglais) à l'intérieur de la station spatiale (2009)

  • ISS P3-P4 Truss unfolding.ogg

    Animation montrant l'installation et le déploiement des segments P3/P4 portant deux couples de panneaux solaires

  • Third STS-128 Spacewalk.ogg

    Sortie extra véhiculaire (STS-128)

Ce document provient de « http://fr.wikipedia.org/wiki/Station_spatiale_internationale ».


14/08/2011
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