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Le programme spatial russe pour 2006-2015

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par Youri Zaïtsev, expert de l’Institut d’études spatiales relevant de l’Académie des sciences de Russie

pour Ria Novosti

L’année 2006 qui s’en va a été la première année du nouveau Programme spatial fédéral pour la décennie à venir (FKP 2006-2015). Dire qu’elle a marqué un tournant dans l’astronautique russe serait exagéré. C’est vrai que grâce à l’appui du président et du gouvernement son financement s’est accru. Des avancées importantes ont été enregistrées dans la création de moyens spatiaux à vocation socio-économique. La constellation de satellites de télécommunications a pratiquement été entièrement renouvelée.

Des mesures supplémentaires ont été prises en vue d’accélérer la mise en place du Système de navigation par satellites (GLONASS). Deux nouveaux satellites « Glonass-M » d’une durée de vie de cinq ans ont été lancés le 31 août, ce qui a porté à 15 le nombre de satellites de ce système. Trois autres satellites « Glonass-M » devraient être lancés le 25 décembre et un autre l’année prochaine. Deux autres satellites de ce type seront construits en 2007. Dans deux ans, compte tenu des pertes et des nouveaux lancements, GLONASS comportera 24 satellites évoluant sur trois plans orbitaux à raison de huit par plan.

« Nous ne doutons pas que la composante orbitale du système sera prête à la fin de 2009, a déclaré le ministre russe de la Défense. Les capacités de production sont suffisantes pour fabriquer le nombre requis de satellites dans les délais impartis ». Ce que l’on ne saurait dire, cependant, du segment terrestre du système. Le problème de la levée, à partir du 1er janvier 2007, des restrictions frappant l’achat et l’utilisation en territoire russe de l’appareillage de réception a été réglé, mais sa fabrication en série n’a pas encore été pleinement lancée. Les cartes électroniques du territoire russe indispensables pour le positionnement ne seront achevées qu’à la fin de 2007.

Sans cela il serait impossible d’utiliser le volet civil de GLONASS, c’est-à-dire sa composante commerciale qui assurera le fonctionnement et le développement du système sans subventions publiques. C’est ce que Vladimir Poutine avait en vue en réclamant la nomination d’un responsable pour le segment terrestre de GLONASS. On ne saurait envisager d’utiliser la constellation sans une fabrication massive d’équipements terrestres. Ce qui s’était passé en 1995, lorsqu’une constellation avait été déployée pour ensuite être abandonnée, risquerait de se reproduire.

2006 a été l’année du lancement de « Resours-DK1 », le premier satellite d’observation de la Terre (DZZ) de la Russie nouvelle. Il est devenu opérationnel après trois mois d’essais en vol. Il permet de réaliser des prises de vues de la surface terrestre à haute résolution (1 mètre). L’appareillage installé à bord a une capacité de 450 à 700 000 kilomètres carrés par vingt-quatre heures.

L’exploitation expérimentale de « Monitor-E », un petit satellite d’observation optico-électronique, a été poursuivie. Il effectue quotidiennement des prises de vues sur commandes d’utilisateurs d’informations impliquant de l’appareillage panchromatique à résolution de l’ordre de 10-11 mètres et spectrozonal à résolution de 22-25 mètres.

Au fond, « Monitor-E » et « Resours-DK1 » sont des satellites DZZ expérimentaux. Ils doivent être remplacés par des satellites de nouvelle génération « Resours-P », dont la mission sera de fournir des images multizonales de la surface de la Terre avec résolution de 0,5-2 mètres, des photos dans les gammes du visible à l’infrarouge, ainsi que des informations sur les plates-formes autonomes terrestres. Le premier de ces satellites d’observation optico-électronique devrait être lancé en 2009-2010. Le programme prévoit le lancement de sept « Resours-P » et le déploiement de l’infrastructure terrestre appropriée d’ici à 2015.

Les concepteurs du « Resours-DK1 » actuellement sur orbite ont réussi à constituer des réserves de poids, de volume et d’énergie qui ont permis d’ajouter à la charge utile essentielle des instruments pour des recherches scientifiques et appliquées. L’un d’eux, baptisé « Pamela », a pour mission de rechercher dans l’Univers de la matière noire (ou matière cachée). Les particules la composant sont faiblement interactives. Ces processus ne s’observent que très rarement. Quoi qu’il en soit, à ce jour « Pamela » en a déjà enregistré plus qu’au cours de toutes les longues observations réalisées jusqu’ici. En trois années de fonctionnement du satellite les chercheurs espèrent établir des statistiques substantielles et même, pourquoi pas, définir la masse des particules.

Malheureusement, au cours de l’année écoulée la Russie n’a pas été en mesure de lancer des satellites cent pour cent scientifiques. Aussi les chercheurs ont dû centrer leur attention sur l’analyse des résultats fournis par les expériences réalisées précédemment et aussi sur les recherches effectuées au moyen de satellites étrangers dans le cadre de la coopération internationale. Par exemple, ils peuvent utiliser en priorité le quart du temps d’observation du laboratoire spatial européen INTEGRAL (International GammaRay Astrophysics Laboratory), au moyen duquel des scientifiques russes ont réussi à expliquer la nature du rayonnement phonique de notre Galaxie, réparti régulièrement dans la Voie Lactée. La densité des sources X y est environ cent fois plus grande qu’on ne le supposait. Le fond radiologique de la Galaxie provient du rayonnement X de sources individuelles. De par son importance, cette découverte faite par des chercheurs russes est comparable à ce qu’avait fait Galilée en découvrant voici 400 ans que la traînée lumineuse de la Voie Lactée était effectivement composée d’innombrables étoiles peu lumineuses. Inopinément on a découvert aussi une population absolument nouvelle de sources X très récentes et puissantes, que le nuage du vent stellaire masquait aux télescopes fonctionnant dans la gamme des énergies plus faibles que l’observatoire INTEGRAL.

En 2006, les sondes interplanétaires « Mars Express » et « Venus Express » emportant des équipements à la création desquels des chercheurs russes ont directement pris part ont continué de fournir des informations. Il a été possible d’expliquer la disparition de l’eau sur Mars et sur Venus. Sur la planète rouge de l’eau a été découverte sous forme de glace sous-superficielle (d’après les dernières données, des courants d’eau auraient pu couler sur la surface de la planète voici cinq millions d’années). L’eau qui se trouvait sur Venus s’est probablement dispersée dans l’espace interplanétaire. C’est ce que semblent attester des données fournies par Venus Express concernant le rapport deutérium/hydrogène dans la haute atmosphère de la planète, qui est 150 fois plus important que dans l’atmosphère terrestre.

Le FKP 2006-2015 prévoit le lancement dans l’espace de quatre observatoires astrophysiques de la famille « Spektr ». Le lancement du premier, « Spektr-Radioastron », était prévu en 2006, mais il n’aura pas lieu non plus en 2007. Le tir est programmé dans le courant du second semestre de 2008. Ce retard est dû principalement à la crise globale traversée par l’astronautique russe dans les années 90 du siècle dernier, une crise dont elle vient à peine de sortir.

Il faut dire que la série de projets astrophysiques russes figurant dans le programme « Spektr » avait été imaginée à l’époque soviétique et prévoyait des études dans pratiquement toute la gamme du spectre électromagnétique. Si ce programme avait été réalisé dans les années 1990, comme cela était prévu initialement, aujourd’hui la science russe se trouverait aux toutes premières positions dans le monde. « Radioastron » était quasiment prêt à être lancé au milieu des années 90, tout comme « Spektr-RG » d’ailleurs. Seulement le lanceur lourd et très cher « Proton » était le seul à pouvoir les placer sur orbite. La nouvelle situation économique qui prévalait alors dans le pays réclamait l’utilisation de satellites d’observation plus légers, pouvant être lancés par la fusée moyenne « Soyouz ». Ce qui a évidemment demandé du temps.

Actuellement tout porte à croire que le lancement de « Spektr-Radioastron » aura bien lieu en 2008. Le réseau global d’instruments terrestres fonctionnera synchroniquement avec le radiotélescope spatial. Le pouvoir résolvant de ces systèmes spatio-terrestres fonctionnant conjointement est tel qu’on les appelle radio-interféromètres équivalents à un radiotélescope doté d’une antenne dont le diamètre serait égal à la distance séparant les instruments terrestres de ceux placés dans l’espace. Le radio-interféromètre placé sur une orbite haute de 350 000 kilomètres a un pouvoir résolvant de millièmes de seconde d’arc et il peut « contempler » les sources de rayonnement les plus compactes dans l’Univers.

L’observatoire « Spektr-UF » avec un télescope ultraviolet sera lancé en 2009-2010. A l’heure actuelle le télescope spatial Hubble (TSH) passe pour être le moyen d’observation le plus performant dans la gamme infrarouge du spectre (et aussi le plus cher puisqu’il a coûté 6 milliards de dollars). Cependant, il fonctionne sur une orbite circumterrestre, si bien qu’environ 50 % du temps d’observation se perdent. Le télescope russe sera placé sur une orbite très étirée ayant son apogée à 300 000 kilomètres de la Terre ou encore, ce qui serait préférable, dans les parages de ce que l’on appelle le point de Lagrange du couple Terre-Soleil. Ce point se trouve à une distance d’un million et demi de kilomètres de notre planète, et placer là-bas un observatoire permettrait de réduire au minimum l’influence de la Terre et de la Lune gênant les observations. Le télescope russe a ceci d’exceptionnel que d’ici à deux ans le TSH cessera probablement de fonctionner. Les Etats-Unis ne lanceront pas leur nouvel observatoire ultraviolet (SUVO) avant 2020. Quant aux autres pays, ils n’envisagent pas de placer sur orbite de grands télescopes fonctionnant dans cette gamme. Dans ce contexte le projet concernant le télescope russe tombe à point nommé pour la communauté astrophysique mondiale puisqu’il permettra à l’astronomie infrarouge de ne pas rester « aveugle » au cours de la décennie à venir.

Le sort du projet « Spektr-RG » élaboré au début des années 1990 a été définitivement réglé. Roskosmos (Agence spatiale russe) et l’Agence spatiale européenne (ASE) ont décidé de coordonner leurs programmes de recherches dans la gamme des rayons X et gamma. Finalement le projet SRG a été transformé en programme russo-européen « Spektr-RG/eROSITA/Lobster », qui permettra d’observer le ciel dans une gamme étendue d’énergie au moyen de télescopes ultraviolets d’imagerie. Cet observatoire devrait être placé sur orbite en 2011.

Le prochain lancement scientifique figurant dans le FKP 2006-2015 aura probablement lieu en 2008. Il s’agit du satellite d’observation du Soleil « Coronas-Foton ». La réalisation du premier projet planétaire « Phobos-Grunt », le premier depuis vingt ans, commencera probablement en 2009. L’une de ses missions principales sera de rapporter sur la Terre des échantillons de sol du satellite de Mars. De l’avis des chercheurs, il devrait être constitué par la matière primaire du nuage protoplanétaire, qui avait servi à former tous les corps du système solaire, dont notre Terre. C’est pourquoi l’analyse de ces échantillons de sol de Phobos dans des laboratoires terrestres présente un intérêt incontestable.

Le projet « Luna-Glob » a lui aussi été inséré dans le FKP 2006-2015. Son objectif premier est d’étudier la structure interne de la Lune, de rechercher de l’eau dans le "piège froid" du pôle sélénique, et aussi de découvrir si la Lune a un noyau et, si oui, d’en déterminer sa dimension. Dans une grande mesure, le programme lunaire russe revêt un caractère appliqué étant donné qu’il est réalisé dans l’optique de l’utilisation de notre satellite en qualité de base intermédiaire pour la mise en valeur de Mars.

La physique du plasma spatial reste l’un des volets les plus importants du programme spatial russe. Dans ce domaine le projet « Interbol » réalisé dans les années 90 a fourni un matériel expérimental exceptionnel. Un système composé de deux satellites principaux et de deux sous-satellites avait permis d’étudier en détail les processus se déroulant simultanément en divers endroits de la magnétosphère terrestre, et aussi de séparer leurs fluctuations spatiales et temporelles. Cela a permis aux chercheurs de mieux connaître la nature des liens de cause à effet de ces processus, ce qui facilite la prévision du « temps cosmique », c’est-à-dire l’état du milieu spatial en fonction de l’activité solaire.

Le projet « Rezonans » assurera la poursuite des recherches dans le domaine de la physique du plasma spatial. Un système composé de deux satellites devrait être déployé en 2012 sur une orbite circumterrestre. Ces appareils auront pour mission d’étudier l’interaction du rayonnement électromagnétique avec les particules chargées à l’intérieur de la magnétosphère de la Terre et d’y procéder à des expériences actives. Les résultats obtenus permettront de procéder à des estimations quantitatives du comportement des particules énergétiques aux ceintures de radiation de la Terre, de pronostiquer leur état et aussi la dynamique des perturbations magnétiques fortement ressenties par les gens.

En ce qui concerne les vols de l’homme dans l’espace, le renouvellement fondamental du parc russe de véhicules habités et de transport commencera dès 2007. Dans un premier temps il est prévu de moderniser le « Soyouz ». Son équipage est composé habituellement de deux cosmonautes professionnels et d’un membre non-professionnel (ordinairement il s’agit d’un touriste spatial). Le « Soyouz » modernisé pourra emporter deux non-professionnels. Le premier vol est prévu pour 2011. L’innovation la plus importante qui y sera apportée est qu’il pourra desservir la Station spatiale internationale (ISS) et aussi survoler la Lune et rentrer sur la Terre à la seconde vitesse cosmique.

A la deuxième étape de la réalisation du programme on créera le module réutilisable « Parom » appelé à remplacer le cargo « Progress ». Fonctionnellement, « Parom » sera composé d’un module orbital réutilisable et de conteneurs dépensables d’une capacité de 12 tonnes : présentement les « Progress » ne peuvent acheminer jusqu’à l’ISS que 2,5 tonnes de frets solides et liquides.

Le véhicule habitable « Kliper » sera créé à la troisième étape à partir des technologies utilisées aux deux étapes précédentes. Dans le même temps on élaborera un nouveau lanceur (dans le cadre du programme russo-français « Oural »). Il sera réutilisable, ses propulseurs seront alimentés avec un mélange liquide d’hydrogène et d’oxygène (ou de méthane).

Le déploiement du segment russe de l’ISS devrait être achevé d’ici à 2011. Il comprendra alors huit modules qui permettront de réaliser pleinement le programme de recherches scientifiques et appliquées à bord de la station.

Dans le cadre du FKP 2006-2015 on travaille également sur le projet « Mission habitée vers Mars ». Les premières études ont montré que la date du départ et le coût de la mission dépendront dans une grande mesure du propulseur électrique qui sera utilisé. Préalablement le choix s’est porté sur un propulseur électrique alimenté par des batteries solaires impliquant la technologie de pellicule en couche mince. Par la suite on pourrait envisager l’utilisation d’un réacteur modulaire. Le véhicule projeté devrait assurer dans un premier temps la réalisation de cinq missions en utilisant pour ce faire le même véhicule interplanétaire et un propulseur solaire réutilisable. Ces missions auraient pour objectif de choisir un site et de le préparer en vue de créer une base martienne habitée. Selon les estimations, un vol habité vers Mars pourrait avoir lieu vers 2020-2030. A l’heure qu’il est on sélectionne des volontaires pour le projet « Mars-homme-500 ». Ce sera une imitation assez précise du vol réel : l’équipage composé de six personnes passera 520 jours dans une installation qui sera une copie exacte du module spatial interplanétaire.

La plupart des réalisations scientifiques dans le domaine de l’espace sont désormais liées aux robots et non pas aux vols habités, estime Lev Zeliony, directeur de l’Institut d’études spatiales relevant de l’Académie des sciences de Russie. Cependant je suis sûr que tôt ou tard l’homme posera le pied sur Mars. Même si sur le plan rationnel l’entreprise est dépourvue de tout sens, elle doit être réalisée. Au nom des sensations ressenties par l’homme au moment où il débarquera sur la planète rouge.

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