Les vols spatiaux habités : les 50 premières années
La capsule et la combinaison spatiale de Youri Gagarine (greenacre8, Wikimedia Commons)
La capsule et la combinaison spatiale de Youri Gagarine (greenacre8, Wikimedia Commons)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
L’histoire des 50 premières années de vols spatiaux habités
Les débuts
L’idée de t’envoler vers l’espace te semble tout simplement incroyable? D’autres personnes sont comme toi! Pendant longtemps, les humains ont observé l’espace de loin, car voyager en dehors de notre planète n’était pas encore possible. Il aura fallu un bon moment avant que la technologie permette aux gens d’envoyer des objets dans l’espace.
Le premier véritable progrès humain entourant l’exploration spatiale a eu lieu pendant la Seconde Guerre mondiale. C’est à ce moment-là que l’Allemagne a conçu sa fusée V2 (appelée A4 en Allemagne). Son premier vol d’essai a réussi atteindre une altitude de 84,5 kilomètres.
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Voici une illustration en couleur de la Terre et de l’atmosphère. Une trajectoire typique d’un vol suborbital est tracée. La moitié supérieure de la Terre est visible en bas au centre de l’image. Un peu plus haut, une couche bleu pâle entoure la Terre. Des nuages et un avion se trouvent dans cette zone. La limite supérieure de cette couche se situe à une altitude de 10 km. Au-dessus de cette couche, nous voyons une couche d’un bleu plus foncé. Un ballon-sonde météorologique se trouve dans cette zone. La limite supérieure de cette couche se situe à une altitude de 50 km. Au-dessus de cette couche, nous voyons une couche d’un bleu encore plus foncé. Nous pouvons remarquer des météorites dans cette zone. La limite supérieure de cette couche est identifiée par un texte et une ligne pointillée. Il s’agit de la limite officielle de l’espace. Elle se situe à 100 km d’altitude. Une fine ligne jaune avec une flèche pointant vers la Terre à son extrémité illustre la trajectoire suborbitale. La ligne est une parabole dont le sommet se trouve juste au-dessus de la limite officielle de l’espace.
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Voici une illustration numérique en couleur de Spoutnik en orbite autour de la Terre. La Terre occupe la majeure partie de l’image. Les nuages ont une couleur orangée, comme lors d’un coucher de soleil. Spoutnik, la sphère brillante, reflète les couleurs de la Terre sur son côté droit et le noir de l’espace sur son côté gauche. Les quatre longues antennes de Spoutnik s’étendent comme des jambes du côté droit. À gauche, derrière la Terre, le ciel est noir. On entrevoit la silhouette lumineuse du Soleil derrière Spoutnik.
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Voici une photo en couleur du satellite Alouette 1 devant un ciel noir étoilé. Contrairement à Spoutnik, qui s’apparentait à une sphère parfaite, Alouette ressemble à une sphère aplatie dotée de surfaces planes et très réfléchissantes. Quatre grandes et fines antennes principales s’étendent latéralement, comme les points cardinaux d’une boussole. Quatre antennes plus petites pointent vers le haut à partir du haut du satellite.
Les animaux dans l’espace
Avant les missions spatiales habitées par des humains, il a fallu comprendre un aspect très important. Était-il même possible pour les êtres vivants, comme les animaux, de survivre dans l’espace? Pour le découvrir, des scientifiques ont envoyé des animaux dans l’espace pour découvrir les effets de la microgravité sur les êtres vivants.
Le savais-tu?
Six pays ont envoyé des animaux dans l’espace : l’Union soviétique (aujourd’hui la Russie), les États-Unis, la France, la Chine, le Japon et l’Iran.
Les premiers animaux envoyés dans l’espace étaient des mouches à fruits. Elles ont été mises à bord d’une fusée V2 par les États-Unis le 20 février 1947. La capsule dans laquelle elles se trouvaient est revenue sur Terre en toute sécurité et les mouches à fruits ont été retrouvées vivantes. En 1949, Albert II, un singe rhésus, est devenu le premier singe à voyager dans l’espace. Comme les mouches à fruits, Albert II est lui aussi monté à bord d’une fusée V2. Malheureusement pour Albert, son parachute ne s’est pas ouvert lors de son retour sur Terre.
Deux ans plus tard, l’Union soviétique a envoyé deux chiens dans l’espace, Tsygan et Dezik. Ces deux chiens sont les premiers mammifères à visiter l’espace, en vol suborbital, et à retourner sur Terre sains et saufs.
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Tu peux voir un timbre couleur qui rend hommage aux chiens Belka et Strelka. Ce sont les premiers mammifères à voyager dans l’espace, en vol orbital, et à revenir sur Terre sains et saufs.
Au premier plan, tu peux voir la tête des deux chiens. Le chien à gauche a un pelage blanc, tandis que l’autre est blanc avec des tâches grises des deux côtés de sa tête qui couvrent ses yeux et ses oreilles.
En arrière-plan, tu peux voir la surface de la Terre devant un ciel étoilé. Sur les côtés gauche et inférieur du timbre, tu peux voir du texte russe en noir et en rouge.
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Voici une photo couleur de Ham le chimpanzé et d’un technicien qui examinent l’équipement avant le vol suborbital du chimpanzé. Au premier plan, un drap blanc est étendu comme pendant un pique-nique. Des fils et d’autres câbles colorés sont posés dessus. Le technicien est agenouillé sur le sol en béton du hangar S et Ham se tient à côté de lui, les deux tiennent sa combinaison spatiale. Ham le chimpanzé se tient près des deux moitiés de sa capsule bleu clair.
Le savais-tu?
Ham a été entraîné à appuyer sur certains boutons et à tirer certains leviers, ce qu’il a remarquablement fait! Le succès du vol de Ham a directement mené au premier vol spatial habité américain.
Les vols spatiaux habités
Depuis plus de cinquante ans, des humains voyagent eux-mêmes dans l’espace. Ces hommes et ces femmes sont des astronautes. Le mot « astronaute » vient des mots d’origine grecque « astro » et « naute » et signifie « navigateur ou navigatrice des astres ». Chez les Russes, les astronautes sont appelés cosmonautes et, chez les Chinois, ils sont appelés taïkonautes. Ensemble, les astronautes commandent, pilotent ou agissent à titre de membre d’équipage d’un vaisseau spatial. Jusqu’à tout récemment, la seule façon de devenir astronaute était de travailler pour une agence spatiale gouvernementale, comme l’Administration nationale de l’aéronautique et de l’espace aux États-Unis (de l’anglais National Aeronautics and Space Administration; NASA) ou l’Agence spatiale canadienne (ASC) au Canada.
Cette réalité a changé en 2001, quand le multimillionnaire Denis Tito a dépensé 20 millions de dollars de son propre argent pour voyager à bord d’une capsule Soyouz. Il a passé une semaine à la Station spatiale internationale (SSI), créant ainsi une nouvelle catégorie d’astronautes appelés touristes de l’espace. Le Canadien, Guy Laliberté, du Cirque du Soleil, a fait la même chose en 2009. Plusieurs entreprises offrent maintenant des vols spatiaux suborbitaux, dont le coût est d’au moins 250 000 dollars américains par personne. C’est un gros billet!
Voyons tout le progrès qui a été fait pour que les vols spatiaux habités deviennent ce qu’ils sont aujourd’hui.
Les missions en solo
Vers la fin des années 1950, la course à l’espace continue de prendre de l’ampleur. Les États-Unis et l’Union soviétique se préparent à envoyer des humains dans l’espace. L’Union soviétique était décidée à tout mettre en œuvre pour envoyer un humain en orbite avant les États-Unis.
Le programme Vostok
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Voici une photo couleur du cosmonaute Youri Gagarine. La photo a été prise de son torse vers le haut. Gagarine porte son casque blanc avec la visière relevée et sa combinaison spatiale orange. Il est penché vers l’arrière, les yeux rivés vers le haut, et il soulève son bras gauche. Un harnais de sécurité est attaché autour de ses épaules.
Pendant son vol, qui a duré un peu moins de deux heures, Gagarine a fait une fois le tour de la Terre. Il a atterri en parachute à quelques centaines de kilomètres de son point de départ. En descendant du ciel dans son costume orange vif, Gagarine a surpris un fermier et sa fille. Entre 1961 et 1963, six vols spatiaux habités se sont déroulés dans le cadre du programme Vostok.
Le savais-tu?
La cosmonaute Valentina Tereshkova a voyagé dans l’espace en 1963. Elle est ainsi devenue la première femme à aller dans l’espace.
Le programme Mercury
Un mois plus tard, en réponse au vol spatial de Gagarine, les États-Unis lancent le programme Mercury. Le 5 mai 1961, Alan Shepard s’envole pour l’espace à bord d’une capsule Mercury transportée par une fusée Redstone. Comme Ham le chimpanzé! Contrairement au vol orbital de Gagarine, Alan Shepard n’a effectué qu’un vol suborbital. Le vol de Shepard n’a duré que 15 minutes.
Moins de trois semaines plus tard, la course à l’espace s’est intensifiée. Le président américain John F. Kennedy a fait la promesse audacieuse d’envoyer un Américain sur la Lune avant la fin de la décennie. C’est à ce moment-là que la « course à l’espace » est devenue la « course à la Lune ».
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Voici une photo couleur de la nourriture pour l’espace exposée dans un musée. Sur une table grise, tu peux voir certains exemples des premiers repas fournis aux cosmonautes. Au fond, il y a des cubes lyophilisés dans de petits emballages. Ils ont différents tons de brun. Tu peux aussi voir deux boîtes de conserve et trois tubes blancs et rouges qui ressemblent à des tubes de dentifrice. Au premier plan, des ustensiles en argent sont exposés.
À bord de ces capsules, il n’y avait pas de place pour les toilettes. En cas de besoin pressant, l’urine et les déchets solides étaient collectés dans des sacs situés à l’intérieur des combinaisons spatiales. Inutile de dire que les astronautes n’appréciaient pas vraiment ce système. Ceux et celles qui avaient été pilotes de chasse étaient déjà habitués à cette expérience désagréable.
Les voyages entre camarades: les missions en duo
Le programme Voskhod
Après le programme soviétique Vostok, il y a eu le programme Voskhod. Le programme comportait deux missions habitées à bord du vaisseau et de la fusée Voskhod. L’objectif de ce programme était de mettre en orbite le premier équipage de plusieurs personnes. L’équipage de Voskhod 1 était le premier équipage à ne pas utiliser de combinaisons spatiales. C’est aussi la première fois qu’un médecin s’envole pour l’espace. En 1965, vers la fin du programme, pendant la mission Voskhod 2, Alexeï Leonov effectue la toute première sortie dans l’espace, ou activité extravéhiculaire (EVA pour ExtraVehicular Activity).
Le programme Gemini
Le programme Gemini est le deuxième programme américain de vols spatiaux habités. Dans le cadre de ce programme, dans le but d’acquérir des compétences comme l’arrimage et les sorties dans l’espace, un vaisseau pour deux personnes était utilisé. Dix vols habités ont eu lieu entre 1965 et 1966. Ces missions avaient surtout pour but de préparer les astronautes au futur programme Apollo, dont l’objectif était d’envoyer un humain sur la Lune.
Le savais-tu?
Pendant les missions du programme Gemini, de la nourriture nouvelle et améliorée était offerte aux astronautes. Le menu comportait des crevettes, du poulet et des légumes, du pain, du pouding au caramel écossais et du jus de pomme.
Un bond de géant en direction de la Lune
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Voici une photo en noir et blanc de la sonde Surveyor 3 et de l’astronaute Charles « Pete » Conrad lors de la mission Apollo 12. La structure de la sonde Surveyor se tient sur trois modules d’atterrissage à la manière d’un trépied. Sur le dessus de la sonde, tu peux voir deux panneaux solaires qui se déploient comme les ailes d’un oiseau. L’astronaute « Pete » se tient à la droite de la sonde, son bras droit levé vers la caméra.
Le programme Apollo
Puisqu’ils avaient réussi à envoyer des équipages dans l’espace et à faire atterrir des sondes sur la Lune, l’Union soviétique et les États-Unis étaient prêts à envoyer des astronautes sur la Lune.
Cette fois-ci, c’est le programme américain Apollo qui a permis d’atteindre la Lune en premier. Entre 1969 et 1972, la NASA a effectué 7 missions de trois personnes en vue d’atterrir sur la surface de la Lune. Ce sont les toutes premières et, aujourd’hui encore, les seules missions vers un autre monde.
Le 27 janvier 1967, le programme connaît un départ difficile lorsqu’un incendie sur la plateforme de lancement tue les astronautes Gus Grissom, Ed White et Roger Chaffee à bord de la capsule d’Apollo 1. D’autres vols d’essai non habités (Apollo 4, 5, 6) et habités (Apollo 7 et 8) ont eu lieu. De plus, deux autres tests officiels auront lieu avant le vrai atterrissage lunaire. L’équipage d’Apollo 9 testait le module lunaire (ML) et le système autonome de survie qui allaient être utilisés sur la surface de la Lune. L’équipage d’Apollo 10, quant à lui, s’est rendu en orbite autour de la Lune et a fait descendre son ML à environ 15 kilomètres de la surface de la Lune.
Mission accomplie!
Le 20 juillet 1969, environ 600 millions de personnes dans le monde regardaient l’atterrissage lunaire de la mission Apollo 11 (en anglais). Lorsque l’astronaute américain Neil Armstrong a posé le pied sur la surface de la Lune, il a prononcé sa célèbre phrase : « C’est un petit pas pour l’Homme, mais un pas de géant pour l’humanité. » L’équipage d’Apollo 11 était composé de Neil Armstrong, Michael Collins et Buzz Aldrin. Leur escapade sur la Lune durera un peu plus de deux heures et demie. Pendant ce moment, ils ont exploré la surface lunaire, marché en apesanteur (six fois moindre que celle de la Terre) et collecté 21,5 kilos de matière lunaire. Ce n’est pas si mal pour une si courte visite!
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Voici une photo couleur de l’équipage d’Apollo 11 prise à la NASA. De gauche à droite, on retrouve Neil A. Armstrong, Michael Collins, et Edwin E. « Buzz » Aldrin Jr. Tous sourient en direction de la caméra, sauf Michael Collins. Les astronautes portent leur combinaison spatiale blanche sans casque. Ils arborent un drapeau américain sur leur épaule gauche. Derrière eux, il y a une image de la lune sur un fond noir.
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Voici une photo en couleur de Buzz Aldrin sur la Lune dans sa combinaison spatiale blanche de la NASA. On peut voir Neil Armstrong dans le reflet du casque de Buzz. Aldrin fait de l’ombre devant lui et à sa droite. Il se tient sur le terrain gris et accidenté de la surface de la Lune. Au premier plan, on peut voir les empreintes de bottes et la patte de métal bronze du module d’atterrissage.
La mission Apollo 13 a connu quelques complications qui ont empêché son équipage de se poser sur la Lune, mais cinq autres missions (Apollo 12, 14, 15, 16, 17) ont permis de poser des astronautes sur la surface lunaire.
Sur la surface de la Lune, les astronautes ont fait des expériences scientifiques et ont installé des équipements permanents en vue des prochaines missions. Ils ont notamment installé des réflecteurs pour les lasers utilisés sur Terre. Ils ont même récupéré 382 kilogrammes (842 livres) de sol et de roches pour les analyser.
Aucun humain n’a posé le pied sur la Lune depuis décembre 1972. Récemment, on observe un regain d’intérêt pour retourner sur la Lune. Pour des questions scientifiques, mais aussi pour installer des bases pour effectuer des missions vers Mars.
Le programme Soyouz
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Voici une carte politique montrant, au centre, le Kazakhstan. Le Kazakhstan partage une frontière avec la Chine et la Mongolie à l’est, la Russie au nord, le Turkménistan, l’Ouzbékistan et le Kirghizistan au sud et la mer Caspienne à l’ouest. Le cosmodrome de Baïkonour est situé dans une région du sud du Kazakhstan.
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Voici une photo couleur de la fusée Soyouz qui quitte la plateforme de lancement. Elle est mince et de couleur blanche, grise et orange. Tu peux voir des éclats lumineux sous les quatre moteurs de la fusée. Les supports de la tour de lancement tombent de chaque côté de la fusée.
Faire la navette
Les années 1980 marquent le début du Programme de la navette spatiale de la NASA. Les navettes spatiales pouvaient accueillir jusqu’à huit astronautes. Il s’agissait d’un avion aérospatial capable de décoller comme une fusée et d’atterrir comme un planeur.
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Voici une photo couleur de la navette spatiale Columbia quelques secondes après son décollage de la plateforme de lancement. En arrière-plan, tu peux voir un ciel bleu et de fins nuages blancs. La tour de lancement se trouve à la gauche de la navette. Sous les moteurs principaux et les propulseurs d’appoint à poudre de la fusée, tu peux voir des colonnes de lumière blanche et chaude et des nuages de fumée blanche.
Sur une période de 30 ans, entre 1981 et 2011, six de ces énormes avions aérospatiaux ont été construits et cinq ont volé dans l’espace. Deux pertes tragiques ont eu lieu dans le cadre du programme de la navette spatiale. En 1986, la navette spatiale Challenger explose 73 secondes après son lancement. En 2003, la navette Columbia se désintègre au moment d’entrer dans l’atmosphère.
Le savais-tu?
Marc Garneau est devenu le premier Canadien à voyager dans l’espace à bord de la navette STS-41 en 1984. Il a aussi été le premier Canadien à se rendre pour une deuxième fois dans l’espace. Roberta Bondar a été la première femme canadienne à voyager dans l’espace à bord de la navette STS-42 en 1992. Au total, huit Canadiens et Canadiennes ont participé aux missions du Programme de la navette spatiale.
S’appuyer sur le passé et regarder vers l’avenir
En rétrospective, des sacrifices énormes ont été faits et beaucoup ont travaillé dur pour pousser encore plus loin l’exploration humaine. Des pionnières et des pionniers de l’espace ont effectué les premiers vols avec bravoure, avant même que de nombreux dispositifs de sécurité ne soient développés. Pour le futur, l’objectif fixé est de visiter Mars. Nous avons déjà connu quelques succès, mais il reste encore beaucoup de difficultés à surmonter avant que les humains puissent poser le pied sur Mars. Qui sait, peut-être seras-tu là pour y assister!
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Références
European Space Agency (n.d.). The Russian Soyuz Spacecraft. Retrieved from https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Transportation/Launch_vehicles/The_Russian_Soyuz_spacecraft
Gray, T. (1998). A Brief History of Animals in Space. NASA. Retrieved from https://history.nasa.gov/animals.html
Howell, E. (Aug 20, 2018). Project Mercury: America’s 1st Crewed Space Program. Space.com. Retrieved from https://www.space.com/24638-project-mercury.html
Mann, A. (Jul 28, 2020). The Vostok Program: The Soviet’s first crewed spaceflight program. Space.com. Retrieved from https://www.space.com/vostok-program.html
NASA (n.d.) Space Shuttle. Retrieved from https://www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/main/index.html
NASA (n.d.) Sputnik 1. NASA Space Science Data Coordinated Archive. Retrieved from https://nssdc.gsfc.nasa.gov/nmc/spacecraft/display.action?id=1957-001B
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Smithsonian National Air and Space Museum (n.d.). Earth and Lunar Orbital Missions. The Apollo Program. Retrieved from https://airandspace.si.edu/explore-and-learn/topics/apollo/apollo-program/orbital-missions/