Un programme de caractere international: des experiences en mircrogravite au service de la science et de la technologie
Echapper per à la gravité, nous l'avons tous éprouvé dans nos rêves et ce peut nous rappeler l'origine de la vie dans les océans. Mais ce peut nous faire pressentir un avenir plus long dans l'espace."
Arthur C. CLARKE, le "père" de l'orbite géostationnaire et l'auteur de "2001, l'odyssée de l'espace"
C'est la réflexion que doit se faire l'astronaute de l'ESA Frank De Winne pendant son entraînement pour l'espace où il effectuera une vingtaine d'expériences en microgravité. Le vol spatial du pilote belge a l'appellation technique de Belgian Taxi Flight (BTF) et le nom officiel de Mission Odissea. Il a pour objectif principal de tester le nouveau vaisseau Soyouz TMA-1 à bord duquel il sera lancé le 30 octobre et de remplacer l'actuel Soyouz TM-34 qui est arrimé à l'International Space Station (ISS) et avec lequel il regagnera la Terre le 9 novembre.
Le vaisseau russe qu'on change tous les six mois sert de chaloupe de sauvetage pour l'équipage de longue durée à bord de l'ISS. La mission Odissea est la 3ème occasion d'emmener un astronaute européen lors d'un vol taxi de Soyouz: il y eut Andromède avec l'astronaute française Claudie Haigneré (du 21 au 31 octobre 2001), Marco Polo avec l'astronaute italien Roberto Vittori (du 24 avril au 5 mai 2002).
Une mission internationale
Comme astronaute de l'ESA, le pilote belge Frank De Winne doit démontrer sa capacité, à la fois, d'ingénieur de bord du Soyouz, d'expérimentateur dans la station spatiale, de pédagogue avec des activités éducatives. La mission Odissea d'une durée de onze jours est l'occasion d'exécuter un vaste programme d'expériences scientifiques et technologiques. C'est pourquoi la préparation de ce programme d'expérimentation représente une part substantielle de l'entraînement de Frank De Winne. Voici comment il présente sa mission : "Je pense que le mieux est de dire qu'il s'agit d'un vol international avec un accent belge. Je volerai comme ingénieur de vol à bord du Soyouz russe. J'effectuerai des expériences dans les parties russes et américaine de la Station spatiale internationale. Non seulement des chercheurs belges sont concernés, mais aussi des chercheurs de toute l'Europe et du reste du monde."
Frank De Winne sera le premier "visiteur" de l'ISS à travailler tant dans les modules russes que dans les éléments américains de la station spatiale. Pour quatre des expériences, il doit utiliser l'équipement Microgravity Science Glovebox (MSG) de l'ESA (Agence Spatiale Européenne): lancé dans l'ISS en juin dernier, il est installé dans le module laboratoire Destiny de la NASA. Ses tâches d'expérimentateur concernent la biologie et la médecine, la physique des fluides, l'étude de nouveaux matériaux. Il sera lui-même sujet d'expériences de physiologie humaine.
Priorité à la microgravité
C'est l'environnement de la microgravité à bord de la station qui va être exploité lors des différentes expériences. L'absence de poids, appelé impesanteur, est dû au fait que les corps en orbite sont dans un état de chute permanente, qui les fait "tomber" autour de la Terre à près de 28.000 km à l'heure, soit à environ 7.800 m par seconde ! Pour effectuer des expériences qui ne soient pas perturbées par la gravité terrestre, il faut amener sur orbite des matériels. Il faut les propulser jusqu'à 7.8 km à la seconde. Ce qui suppose beaucoup d'énergie à produire grâce à des moteurs-fusées.
Ces matériels sont soumis à des contraintes de masse et d'encombrement. Pour la mission Odissea, l'ESA a obtenu d'amener jusqu'à 70 kg d'équipements avec le ravitailleur automatique Progress M1-9, lancé le 25 septembre vers la station. A bord du Soyouz TMA-1, ce sont 15 kg, dans des containers compacts, qui seront lancés du cosmodrome de Baïkonour, le 30 octobre, en étant installés dans le compartiment orbital. Ce compartiment sphérique se trouve fixé à l'avant sur la capsule récupérable qui est occupée à l'aller et au retour par l'équipage comprenant le commandant Serguey Zalioutine, les ingénieurs Youri Lonchakov et Frank De Winne.
Un planning strict
La réalisation des expériences doit obéir à un planning strict, qu'on a élaboré lors des nombreuses simulations au sol. Cette contrainte du temps va dicter le déroulement des activités de Frank De Winne dans l'ISS : pendant les 9 jours et 5 heures, qu'il va passer dans la station, une quarantaine d'heures sont consacrées au programme d'expérimentation. Il est aidé, durant une dizaine d'heures, du cosmonaute Zalioutine comme sujet d'expériences médicales ou comme assistant dans la mise en oeuvre de matériels. Les opérations pour la mission Odissea sont coordonnées depuis le Taxi Flight operations Coordination Centre (TOCC), qui se trouve dans le Centre de Recherche et de Technologie spatiales (ESTEC) de l’ESA á NoorDwijk, aux Pays-Bas.
Le déroulement des expériences avec les équipes belges va se faire via le B-USOC (Belgian User Support and Operation Centre), qui est implanté au 3ème étage de l'Institut d'Aéronomie Spatiale de Belgique, à Uccle dans l'agglomération de Bruxelles. Certains laboratoires universitaires, comme le MRC (Microgravity Research Centre) de l'Université Libre de Bruxelles, sont équipés pour contrôler leur expérimentation. Les résultats des expériences, sous la forme d'échantillons dans des containers ou d'enregistrements de données et d'images, seront ramenés dans la cabine du Soyouz TM-34 pour l'atterrissage des cosmonautes Zalioutine, Lonchakov et De Winne dans la steppe du Kazakhstan. Jusqu'à 15 kg de matériels vont être rapatriés de la sorte.
Voici un descriptif de la vingtaine d'expériences que Frank De Winne est chargé de réaliser pendant son séjour dans l'International Space Station. Quelques expériences réutilisent des matériels (appareillage Aquarius, gilet Portapress, équipement LSO/Lightning and Sprites Observations) qui ont été réalisés pour la mission franco-russe Andromède en octobre 2001.
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