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En 1945, Arthur C. Clarke, écrivain de science-fiction, se demande comment utiliser la nouvelle technologie des fusées (on découvre les V2) à des fins pacifiques. Se basant sans doute sur les écrits de Tsiolkovski, il pense lancer des satellites. Il a une idée géniale quant à leur utilisation : par leur position, ils peuvent servir de relais pour résoudre définitivement le problème des communications trans-horizons sans câbles. Dans l'Etoile (recueil de nouvelles, 1949), il pense à trois satellites géostationnaires couvrant toute la terre.
Sa seule erreur était de croire qu'il s'agirait de grosses stations habitées, alors qu'en fait de nombreux satellites automatiques assurent cette mission. En 1964, Syncom 2 (USA) est le premier satellite fonctionnant sur orbite géostationnaire. De nos jours, 800 satellites en activité sont sur cette orbite, la plupart voués aux télécoms. L'orbite géostationnaire est très encombrée : 8500 objets s'y trouvent (satellites en activité et hors service, débris de lanceurs...). Les plus récents satellites possèdent des moteurs-freins pour quitter cette orbite en fin de carrière. Les nombreux satellites de télécommunications transmettent la TV, les données informatiques, le téléphone à longue distance...
Les satellites à basse orbites reviennent à la mode pour les télécommunications. Le réseau Iridium de Motorola (77 satellites en orbite basse très inclinée), pour le téléphone, était prometteur mais a fait faillite. Il y a tant de satellites dans ce réseau que le téléphone adapté en a toujours plusieurs dans le faisceau de son antenne. Comme ils sont bas, on peut facilement émettre vers eux et ils ont besoin de peu de puissance. Pour la transmission de données, deux projets sont en cours : Skybridge d'Alcatel (France) et Télédésic (site du consortium) d'un consortium Américain (avec Microsoft). Les 840 satellites de ce dernier seront lancés par des missiles balistiques russes SS-18 reconvertis.
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Lancés par les militaires américains, les satellites du réseau Global Positioning System permettent de se localiser n'importe où sur terre grâce aux ondes qu'il envoient, pourvu bien sûr qu'on possède un récepteur adapté. Navires et avions ne sauraient plus s'en passer. La précision est de 1 m pour les militaires alliés des USA, qui ont des clés de décodage, et de 100 m pour les civils. Le problème est que le Pentagone peut arrêter de couvrir telle ou telle zone quand il veut, avec les conséquences imaginables. On pourrait s'appuyer en secours sur le réseau russe Glonass, mais on dépendrait alors des militaires de Moscou, ce qui n'est guère mieux.
D'autres réseaux sont spécialisés pour la marine, tous américains : Transit (15 satellites), Navstar (25) et les trois derniers du réseau Nova, complétant les précédents. Leur utilité est surtout militaire. Tous ces réseaux de localisation ont prouvé leur importance, surtout pendant la guerre du Golfe.
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Les Américains ont lancé dès 1961 le 1° satellite-espion, Samos 2. Il prenait des photos et les transmettait par radio. Puis vinrent les satellites-espions soviétiques, qui prenaient les photos sur pellicules et les expédiaient régulièrement en U.R.S.S. dans des capsules. Il fallait donc en lancer sans arrêt pour remplacer ceux qui tombaient à cours de pellicules. Cette tâche, assignée aux fusées Cosmos (article dans l'Encyclopedia astronautica, en anglais), les plus petites de l'arsenal russe (100t), alimenta le cosmodrome de Plesetsk pendant presque 30 ans (de 65 à 93). On voit là que les Russes se souciaient peu des questions de rentabilité : en développant une transmission d'image par radio, ils auraient réalisé de colossales économies. Les satellites-espions gagnèrent peu à peu en précision (< 50 cm au sol pour les derniers américains) et devinrent numériques. Il existe aussi des satellites-radars qui peuvent, eux, observer même de nuit ou par mauvais temps.
L'observation de la terre s'est vite étendue au civil, avec les landsat (USA) et surtout les Satellites Pour l'Observation de la Terre (SPOT), français puis Européens (site de Spotimage). La précision est moins bonne que pour les militaires (10 m). Les SPOT se basent sur trois canaux (dont deux hors du visible), attribués aux couleurs primaires pour la représentation, d'où ces fausses couleurs des images satellitaires. SPOT a permis, par exemple, de voir que le Tibet se déplace vers l'est de 2 cm/an. Les satellites servent aussi à repérer des ressources naturelles (projet sino-brésilien CBERS), surveiller les incendies de forêt (pour les forêts tropicales, insurveillables du sol en raison de leur taille et de la pauvreté des pays concernés), contrôler les jachères agricoles (pour la PAC)...
La prochaine fois qu'avachi sur votre canapé, vous regarderez la météo, pensez que les prévisions sont établies à partir de données fournies essentiellement par des satellites comme les météosats européens. Ces derniers, comme la plupart de leurs concurrents, sont sur orbite géostationnaire. D'autres, sur orbite basse, offrent une vue plus rapprochée.
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Les satellites, de par leur position hors de l'atmosphère, sont les mieux placés pour observer l'espace. Outre le fameux Hubble (voir sur le site de la NASA), on peut citer le satellite Infrared Space Obervatory de l'ESA, qui observe dans l'infrarouge les corps froids de l'espace, le prochain microsatellite COROT, français (article sur le site du CNES), voué à la recherche de planètes extrasolaires et à la sismologie stellaire (études des vibrations de la surface des étoiles); et les modules astrophysiques de Mir (Kvanz).
L'idéal pour un téléscope serait la face cachée de la Lune : pas de lumière parasite de la Terre, sept jours terrestres de nuit pour observer les étoiles et sept de jour pour le soleil, aucune atmosphère, une faible gravité facilitant la construction et l'orientation de grands téléscopes (montures moins solides...).
Cliquez ici pour la page du projet DARWIN (ESA) : un super-téléscope loin dans l'Espace, et ici pour la page de la NASA regroupant tous les programmes spatiaux ayant trait à l'astonomie.
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La vie dans l'Espace de cosmonautes russes et d'astronautes américains a permis d'étudier les effets de l'apesanteur sur l'organisme. En 94/95, le russe Valéri Poliakov est resté en orbite pas moins de 437 jours! L'apesanteur impose des exercices fréquents pur éviter aux muscles de "fondre" (du fait qu'ils n'ont plus à tenir le poids du corps) et aux os de se fragiliser pour la même raison.
De nombreuses expériences sur les animaux ont été menées, comme la naissance dans la navette de salamandres ou d'autres, plus insolites, comme celle sur Skylab sur les araignées, pour voir si elles sauraient tisser leur toile en apesanteur (réponse : elles y arrivent, mais difficilement).
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A l'instar des satellites, les technologies développées pour l'Espace reviennent souvent sur Terre. Par exemple, la technologie de la compression d'image par ondelettes a été développée par l'ESA pour ses satellites météorologiques et devrait bientôt s'imposer en informatique par son efficacité supérieure au JPEG. De même, les isolants de nouvelle génération (quelques cm équivalent à 1 m de laine de verre) sont dérivés de ceux des stations spatiales. Les prochains robots qui iront entretenir l'intérieur du réacteur accidenté de Tchernobyl sont dérivés des rovers martiens. Ces trois exemples illustrent l'utilité des recherches entreprises pour l'Espace.
La retombée technologique la plus importante est sans nul doute la mise au point des piles à combustibles, qui, développée dans les années 60 pour les capsules Gemini puis Apollo, s'imposent aujourd'hui comme une sourcev d'énergie non polluante qui s'impose progressivement dans de nombreux domaines, comme les transports. Elles fonctionnement sur la base d'une réacteur électrogène entre l'hydrogène et l'oxygène, qui donnent de l'eau, selon le processus inverse de l'électrolyse.
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L'apesanteur a déjà permis, expérimentalement, de fabriquer des matérieux irréalisables sur terre. Il s'agit notamment de cristaux (module Kristall de Mir) et d'alliages entre des métaux de densités très différentes, qui ne peuvent se mélanger sur Terre. Il est aussi envisagé de profiter de la microgravité pour fabriquer des médicaments. Des produits réalisés en orbite à l'échelle industrielle pourraient un jour envahir le marché terrestre, pourvu que l'on puisse envoyer du matériel dans l'Espace et le faire revenir à des coûts bien inférieurs à ceux d'aujourd'hui.
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Le projet Glasair (du nom de l'ingénieur qui l'a proposé le premier) consiste à lancer dans l'Espace, sans doute en orbite géostationnaire, de grands panneaux solaires qui enverraient l'énergie sur Terre sous forme d'un ou plusieurs faisceaux de micro-ondes recueillis dans de vastes paraboles. Les problèmes techniques sont colossaux (lancement de centrales pesant sans doute des centaines de tonnes, mise au point du canon à micro-ondes, pointage précis de celui-ci, recueillement des micro-ondes et conversion en électricité...).
Mais le jeu en vaut la chandelle : ce sera une source d'énergie sûre, renouvelable et non polluante, d'autant plus nécessaire que dans 50 à 70 ans au plus tard nous n'aurons plus ni pétrole, ni gaz, ni uranium. La seule alternative sérieuse (j'exclus par ce mot les éoliennes et autres gadgets ne pouvant fournir qu'une énergie d'appoint) au projet Glasair est donc la fusion nucléaire, explorée par le projet international ITER.
La Lune possède en outre de grands gisements d'hélium 3, isotope quasi inexistant sur Terre. Il constitue un "carburant" potentiellement intéressant pour les futurs centrales à fusion telle les tokamaks ou les stellarateurs.
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Le projet Znamia (drapeau) des russes consiste en une voile d'aluminium tendue en orbite, qui renvoie sa lumière vers le sol. Un premier essai dans les années 80 s'est soldé rapidement par la destruction de la voile, percée par les micrométéorites. Suite à une stupide erreur humaine (une antenne dépliée intempestivement), Znemia 2.5 a été un échec. L'expérience a hélas peu de chance d'être tenté une troisième fois.
Le but à terme était de parvenir à un réseau de réflecteur capable d'éclairer pendant la nuit polaire les villes minières et portuaire du nord de la Sibérie (un projet dingue comme au bon vieux temps des soviets!). Il était même question de payer en partie ce projet par la publicité, en apposant un logo sur le réflecteur. Le projet sera peut-être repris, mis sans doute pas par les russes.
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La conquête de l'Espace, si elle fut lancée pour de simples raisons de propagande dans le contexte de la rivalité soviéto-américaine, s'est depuis révélée utile sous de nombreux aspects, économiques comme scientifiques. De plus, l'Espace alimente des emplois hautement qualifiés (17000 en France) et entretient des entreprises à forte valeur ajoutée. La conquête de l'Espace n'est pas une option : elle est indispensable à l'avenir de l'Humanité. Ainsi dans quelques décennies, nous manquerons de zinc, de nickel et de quelques autres métaux nobles. Nous aurons alors besoin des minerais lunaires.
L'argent utilisé pour l'Espace n'est donc pas jeté par les fenêtres (de lancement), d'autant que les sommes sont assez raisonnables : pour notre pays, 9.3 MdF pour le public (1994, sans le militaire), à conparer au quelques 250MdF de la Défense ou l'Education. Konstantin Tsiolkovski, un de mes maîtres à penser, déclarait que "la Terre est le berceau de l'Humanité. Mais l'Humanité doit-elle éternellement rester dans son berceau? "
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Cyril MEYNIER