Station spatiale internationale [ISS] - astronomie.

Station spatiale internationale [ISS] - astronomie. 1 PRÉSENTATION Station spatiale internationale [ISS], plateforme artificielle internationale en orbite autour de la Terre, à 400 km d'altitude de moyenne. La Station spatiale internationale (ISS, pour International Space Station) peut accueillir à son bord jusqu'à 7 spationautes. Leurs tâches sont consacrées à la fois à la construction et à la maintenance de la station, ainsi qu'à la recherche scientifique menée dans différents laboratoires au cours de chaque mission d'une durée moyenne de 3 à 6 mois. D'une envergure totale équivalente à celle d'un stade de football (sa longueur est de 108,6 m, sa largeur de 79,9 m et sa masse de 456 tonnes), l'ISS est équipée de panneaux solaires qui garantissent son autonomie énergétique. Elle effectue 16 révolutions par jour autour de la Terre sur une orbite inclinée de 51,6° par rapport à l'équateur terrestre. La première phase d'assemblage amorcée en 1998 doit s'achever en 2006 pour une phase d'exploitation prévue jusqu'en 2015. 2 LE PLUS GRAND PROJET INTERNATIONAL DÉDIÉ À LA RECHERCHE CIVILE Le projet de l'ISS, lancé par les États-Unis en 1984 pour succéder à la station spatiale russe Mir, rassemble la Russie, le Japon, le Canada, le Brésil et 11 pays européens -- la France, l'Italie, l'Espagne, le Royaume-Uni, l'Allemagne, la Belgique, le Danemark, les Pays-Bas, la Suède, la Norvège, la Suisse -- regroupés au sein de l'Agence spatiale européenne (ESA, pour European Spatial Agency). L'objectif est de réaliser la première station spatiale internationale dédiée à la recherche civile et servant de laboratoire multidisciplinaire, aussi bien pour les sciences de la vie, de la Terre, de la matière et de l'Univers que pour la recherche technologique -- cela reprend certaines recherches expérimentales amorcées à bord de la station Mir durant la quinzaine d'années où elle a été opérationnelle. Les recherches effectuées entendent exploiter les deux propriétés introuvables sur Terre à grande échelle : l'apesanteur (absence quasi-totale de gravité) et le vide presque absolu à l'extérieur de la station. Il est envisagé un total de 28 vols de navette spatiale et près de 40 vols de vaisseaux Soïouz avant d'amorcer le plein emploi de ce gigantesque complexe orbital. L'ISS préfigure pour certains les futurs projets spatiaux comme l'établissement possible sur la Lune d'une base lunaire spatiale ou bien encore d'une mission habitée vers Mars. 3 HISTORIQUE DE L'ISS Dans les années 1980, le développement et la maîtrise des techniques spatiales laissent penser que l'heure est venue d'élaborer un environnement habitable pour l'homme au sein de l'espace, dans lequel il pourrait vivre et travailler en routine. Si la NASA présente dès 1984 le concept de la Station spatiale internationale (baptisée à l'origine Freedom, puis Alpha), le projet très ambitieux et très onéreux (environ 100 milliards d'euros) requiert l'adhésion de pays industrialisés suffisamment riches pour pouvoir le financer, autres que les seuls États-Unis, tels que le Japon, le Canada et les pays européens représentés au sein de l'ESA. En 1988, les États-Unis, la Belgique, le Danemark, la France, l'Allemagne, l'Italie, les Pays-Bas, la Norvège, la Suède, l'Espagne, la Suisse, le Japon et le Canada signent l'Accord intergouvernemental (IGA) pour la construction de l'ISS, accord qui ne fait que préluder au plein engagement de l'Europe signifié par le Conseil de l'ESA en octobre 1995 ; la France s'engage à hauteur de 27,6 p. 100 du coût de l'opération. La Russie devient membre à part entière du projet de construction de l'ISS en 1993 ; forte de son expérience en matière de station spatiale, elle procure les premiers modules et assure le ravitaillement à l'aide de ses vaisseaux spatiaux Progress (pour le fret) et Soïouz (acheminement des équipages) -- les capsules Soïouz permettant de regagner la Terre en moins de deux heures. En 1997, c'est au tour du Brésil de s'associer également au projet pharaonique que constitue l'ISS. Construits sur Terre, les éléments constitutifs de la Station sont ensuite envoyés dans l'espace pour y être assemblés soit automatiquement, soit à l'aide des spationautes. À terme, l'ISS comportera 6 laboratoires (le laboratoire américain Destiny amarré depuis février 2001, le laboratoire européen Colombus, le module d'expérimentation japonais Kibo et les trois modules de recherche russes dont l'un sera utilisé pour des opérations commerciales), deux modules d'habitation (le module russe Zvezda amarré à la Station depuis juillet 2000), des éléments logistiques, des modules d'amarrage et des véhicules de transfert et de sauvetage de l'équipage. Cependant, à la suite de l'explosion de la navette spatiale Columbia le 1er février 2003, les vols de navettes sont suspendus, ce qui a pour effet de retarder la suite des opérations d'assemblage de la Station spatiale internationale. Toutefois, l'avenir de la Station n'est pas remis en question : le ravitaillement de l'ISS et le renouvellement des équipages permanents (réduits à deux spationautes) est assuré par les vaisseaux russes Soïouz. En 2005, le retour dans l'espace de la navette spatiale est marqué par une succession d'incidents techniques, en particulier la perte de morceaux isolants du réservoir externe lors du décollage. Une sortie dans l'espace de deux membres de l'équipage permet de réparer les dégâts et la navette se pose sur le sol américain sans encombre. Toutefois, la NASA décide de suspendre à nouveau ses vols le temps de trouver une solution pour empêcher le décollement du matériau isolant du réservoir externe. Le 4 juillet 2006, la navette Discovery redécolle du centre spatial de cap Canaveral dans une atmosphère très tendue : le problème ayant causé l'explosion de la navette Columbia n'est toujours pas résolu. Le succès du lancement (perte minime de mousse isolante) et de la mission toute entière (arrimage à l'ISS pour y déposer le spationaute allemand Thomas Reiter ; réalisation de trois sorties dans l'espace, notamment pour réparer une pièce essentielle à la poursuite des travaux d'assemblage de la Station ; ravitaillement de l'ISS) marque le retour des vols réguliers des navettes, indispensables pour achever la construction de l'ISS. Par ailleurs, la présence d'un troisième occupant permanent à bord de l'ISS soulage les deux autres membres de l'équipage (le Russe Pavel Vinogradov et l'Américain Jeffrey William), qui devaient assurer seuls les tâches de maintenance et de pilotage de la Station. Chaque spationaute peut désormais consacrer un peu plus de temps à la réalisation d'expériences scientifiques en microgravité. 4 LA CONTRIBUTION DE L'EUROPE L'Europe apportera sa principale contribution au laboratoire Columbus et au véhicule de transfert ATV (Automated Transfer Vehicle) servant à alimenter l'ISS en matériel expérimental, pièces de rechange ou encore en nourriture pour les équipages (jusqu'à 7,5 tonnes). Le laboratoire Columbus, d'un volume de 75 m3 environ (au total le volume habitable de l'ISS est de 1 200 m3, soit l'équivalent d'un logement de 20 m × 24 m), sera amarré à la station et relié aux modules américains et japonais à partir de 2004 ; il abritera 7 000 kg d'équipements scientifiques et permettra de réaliser 500 expériences différentes par an pendant une dizaine d'années. Le premier vol de l'ATV, dont le Centre national d'études spatiales (CNES) assure la maîtrise d'oeuvre pour le compte de l'ESA, est également prévu en 2004. Lancé par une fusée Ariane 5, il effectuera un vol tous les 15 mois pendant 11 ans. L'ATV dispose d'un système automatisé de rendez-vous orbital et d'amarrage à l'ISS. Il restera amarré à la Station pendant 6 mois environ, période durant laquelle il pourra également modifier ou rectifier l'orbite de la station à l'aide de ses puissants propulseurs. L'ATV achèvera sa mission en se désintégrant dans l'atmosphère terrestre avec les quelque 6 tonnes de déchets qu'il aura récupérées de la Station. Le programme européen de développement comprend également différentes missions complémentaires : la réalisation d'un bras robotique (ERA, pour European Robotic Arm) pour l'assemblage des panneaux solaires de l'ISS (première opération effectuée en 2002) et pour les travaux de maintenance en orbite ; la résolution des problèmes techniques liés à la rentrée atmosphérique ; la réalisation de noeuds de raccordement de modules ; la réalisation d'un dôme d'observation ; enfin, le développement d'un système d'informations extrêmement sophistiqué pour la gestion de données d'un module russe. Le programme scientifique européen comporte aussi bien des recherches dans le domaine médical que dans le domaine des sciences physiques. En particulier, l'instrumentation de physiologie Cardioscience, qui sera intégrée au sein du laboratoire Columbus, permettra de réaliser le suivi médical des spationautes et des recherches fondamentales de neurosciences et de biologie du développement utilisant les oeufs et les larves d'amphibiens. Par ailleurs, les physiciens ont mis au point deux expériences spatiales inédites : la première a pour objectif d'analyser les effets de l'impesanteur (ou apesanteur) sur l'écoulement du temps -- expérience de l'horloge ultra-précise française PHARAO, de concept entièrement nouveau (fontaine à atomes froids, voir condensation de Bose-Einstein), qui devrait voler à bord de l'ISS en 2005 dans le cadre d'une mission plus large appelée ACES (Atomic Clock Ensemble in Space) ; la seconde expérience nommée DECLIC (Dispositif pour l'étude de la croissance et des liquides critiques), menée par le CNES et la NASA, sera dédiée à l'étude des transitions de phase des matériaux gazeux ou liquides. 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