Planète

Kate Winslet, Justin Bieber, Angelina Jolie… Ces stars ont toutes réservé des vols afin de devenir les premiers touristes de l’espace, et être qualifiées d’“astronautes”. Pour la modique somme de 250 000 dollars le vol “suborbital”. Il s’agit de ces vols franchissant les 100 km d’altitude, mais dont le véhicule n’atteint pas une vitesse suffisante pour être en orbite. “Mais les vols suborbitaux, ce n’est pas réservé aux touristes milliardaires”, assure Pierre-François Migeotte, président de la “Suborbital Research Association”. La RSA vient d’être fondée et regroupe essentiellement des chercheurs (pour l’instant) basés en Belgique. L’objectif ? Que ces vols s’ouvrent aussi aux expériences scientifiques. “Avec ou sans nous les scientifiques, ces vols auront lieu. On préfère que ce soit avec nous”, affirme Pierre-François Migeotte, physicien et chercheur à l’ULB. Les vols suborbitaux ont l’avantage de créer des conditions d’apesanteur plus longues et plus stables que les vols paraboliques. Ces vols paraboliques, réalisés dans des avions spécialement aménagés, servent en général à préparer dans les conditions du réel des expériences à mener par les astronautes dans l’espace, sur la station spatiale internationale (ISS).

Les vols suborbitaux permettront, eux, de mener des études, par exemple sur l’accoutumance à l’espace : l’adaptation du corps humain à l’apesanteur, l’effet sur les moteurs… “Mais ces deux types de vols sont complémentaires , dit Vladimir Pletser, spécialiste des vols paraboliques à l’Agence spatiale européenne, qui est membre de la SRA à titre personnel et s’exprime à ce titre. Le suborbital ne va pas remplacer les vols paraboliques”.

Les expériences en vol suborbital peuvent aussi avoir lieu plus rapidement que sur l’ISS, où il peut s’écouler des années entre l’idée et la réalisation. Un atout auprès des sociétés qui veulent tester leurs innovations.

Les scientifiques, marché supplémentaire

La SRA est en négociation avec “Xcor Aerospace” pour embarquer expérience et expérimentateur sur l’un des derniers vols d’essais du Lynx, début 2015. La société américaine pourrait ainsi tester la configuration de l’intérieur du véhicule, et la SRA abaisser le coût d’un vol suborbital évalué à 90 000 dollars. Pour la SRA, ce type de sociétés a intérêt à s’ouvrir à la science. “Ces sociétés n’ont pas un marché captif , note Vladimir Pletser. Virgin Galactic, par exemple, a déjà 600 clients inscrits, et cela fait beaucoup d’argent. Mais une fois ce marché épuisé, elles devront dans une deuxième phase se focaliser sur un nouveau marché. Intercaler des vols scientifiques permettrait de fidéliser un marché…” Le Lynx est prévu pour un public mixte (scientifiques et touristes). Pour ses activités, la SRA suit aussi l’avancée du “SpaceShipTwo” de Virgin Galactic (1er vol en 2014), et du “Soar” de S3.

Cette société suisse va développer une version habitée de sa navette “Soar” pour des vols suborbitaux. “Des vols habités pourront être dédiés à la recherche et à la démonstration de nouvelles technologies avant implémentation en orbite , explique Grégoire Loretan, de S3. Le but est de proposer les premiers vols habités dès 2020. De potentiels clients, entreprises (industriels ou labos de recherche) ou institutions (agences spatiales, universités) montrent déjà de l’intérêt pour de tels services”. S3 lancera aussi des vols “zéro gravité” (paraboliques), sur Airbus, en 2014. Pour la SRA, reste la question du coût du suborbital, plus élevé que le parabolique. Elle espère trouver des sponsors via des entreprises prêtes à associer leur nom à des expériences menées dans l’espace.


Vols paraboliques

Trajectoire. Un avion "zéro gravité" peut atteindre 8 500 m d’altitude. Lorsque l’avion est stabilisé à 6 000 m, le pilote cabre l’avion à 47°. Une fois atteinte cette assiette de 47°, le mécanicien réduit le régime des moteurs, et le pilote relâche son effort sur le manche. L’avion entre en phase parabolique, et donc en apesanteur.

Apesanteur. En début de phase d’apesanteur, l’avion continue à monter, puis redescend, pendant 22 secondes. Les passagers flottent dans la cabine durant cette phase. Mais avant et après, les occupants pèsent plus lourd que sur Terre, ce qui peut influencer les résultats des expériences. Cette parabole est répétée 30 fois sur le vol. C’est le pilote qui est responsable de la qualité des paraboles et celles-ci dépendent aussi des conditions atmosphériques. L’apesanteur peut être interrompue, ce qui perturbe les mesures.

Type d’expériences menées. Quand une expérience est sélectionnée pour être réalisée par les astronautes de l’ISS, ses instruments doivent être validés. L’expérience est alors d’abord réalisée lors de vols paraboliques. Le Dr Migeotte cherche par exemple à enregistrer les vibrations du corps dues à l’activité cardiaque, via un accéléromètre. Son expérience doit être testée sur l’ISS, dans les prochaines années. Le système pourrait peut-être, au final, être employé par les patients au sol pour surveiller leur fonction cardiaque. Mais certaines expériences ne peuvent être réalisées qu’en vols paraboliques : "Par exemple, les expériences de combustion, note Vladimir Pletser . Cela demande un matériel volumineux. C’est impossible dans l’ISS, et très difficile dans les vols suborbitaux, où il n’y a pas la place ".


Vols suborbitaux

Trajectoire. Le véhicule suborbital suit une trajectoire en ellipse, par rapport au centre de la Terre. Sa vitesse n’est cependant pas suffisante pour atteindre l’orbite. Il est capable de sortir de l’atmosphère, d’effectuer une seule grosse parabole et de monter jusqu’à 60 ou 100 km d’altitude.

Apesanteur. Hors de l’atmosphère, entre 60 et 100 km d’altitude, les conditions spatiales sont les mêmes que celles d’un astronaute. Ces conditions d’apesanteur durent entre 1 et 6 minutes, de façon continue et stable.

Type d’expériences à mener. Notamment, des expériences sur l’adaptation de la physiologie humaine à l’apesanteur. "On pourrait tester les adaptations sur le plus long terme. Vous ne pouvez pas faire cela en 20 secondes , explique le Dr Migeotte, qui travaille sur le système cardio-vasculaire. Dans l’espace, vous êtes comme dans un lit la tête en bas. Il y a un afflux de sang vers la tête et le thorax. C’est le point de départ des phénomènes d’adaptation dans l’espace. Le retour veineux est augmenté, la tête gonfle légèrement… Le corps ne sait pas comment gérer cela. Après un certain temps, le rythme cardiaque ralentit. Cela se passe assez rapidement, et nous ne pouvons pas le tester sur les astronautes dans l’ISS, car les mesures ne peuvent être prises que deux ou trois jours après leur arrivée". La physique des fluides peut aussi être étudiée : des bulles d’air se forment par exemple dans les liquides des moteurs à cause de l’apesanteur, ou encore le transport de chaleur. Sans oublier la physique de l’atmosphère : l’avion suborbital pourrait lâcher des modules autonomes, dans des couches de l’atmosphère qui ne sont jusqu’ici pas atteintes par les ballons-sondes.