L'avenir des vols spatiaux habités

La Station spatiale internationale (ISS) est l'un des projets d'ingénierie les plus complexes et les plus coûteux jamais entrepris. Lorsqu'il sera achevé en 2011, il aura coûté près de 100 milliards de dollars. Et puis, à peine cinq ans plus tard, la station spatiale sera détruite lorsque la NASA la sortira délibérément de son orbite et la plongera dans l'atmosphère terrestre.

C'est du moins le plan actuel de la NASA. L'agence aimerait faire fonctionner la station, mais son financement n'est prévu que jusqu'en 2015, à la grande consternation des chercheurs qui commencent tout juste à l'utiliser et des partenaires internationaux qui ont investi des milliards de dollars dans le projet. Prolonger la durée de vie de la station coûterait entre 2 et 3 milliards de dollars par an. Même la désorbiter – jeter ses restes en toute sécurité dans l'océan – ne sera pas bon marché, coûtant au moins 2 milliards de dollars.

Cette histoire faisait partie de notre numéro de janvier 2010

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L'échéance de 2015 signifie qu'après des décennies de politique spatiale largement sans direction, le Congrès sera contraint de prendre au moins une décision claire : il doit allouer des fonds soit à la poursuite de l'exploitation de la station spatiale, soit à sa destruction. Et ce n'est qu'un des nombreux problèmes urgents auxquels est confronté le programme de vols spatiaux habités du pays. La navette spatiale doit être retirée fin 2010 ou début 2011, laissant la NASA sans moyen d'envoyer des astronautes n'importe où pendant plusieurs années. Et les éléments clés du programme d'exploration de la NASA, la fusée Ares I qui lancera les astronautes en orbite et la capsule Orion qui les transportera dans l'espace, ont plusieurs années de retard.

En octobre, le Comité Augustine, un panel affrété par la Maison Blanche et présidé par l'ancien PDG de Lockheed Martin, Norman Augustine, a publié son rapport sur l'avenir des voyages spatiaux. Le comité a examiné les plans de la NASA et a exploré des alternatives. Une grande partie du rapport a discuté des mérites des différentes destinations dans l'espace et des technologies de fusées et d'engins spatiaux qui pourraient être utilisées pour atteindre ces destinations. Mais le rapport explique pourquoi il devrait y avoir un programme de vols spatiaux habités. Le Comité a conclu que le but ultime de l'exploration humaine est de tracer une voie pour l'expansion humaine dans le système solaire, déclare-t-il.

Choses examinées

• Rapport du Comité des plans de vols spatiaux habités des États-Unis

Au fil des ans, la NASA et les défenseurs de l'espace ont avancé de nombreuses raisons pour justifier l'envoi d'astronautes dans l'espace. Ils ont gagné du soutien en offrant quelque chose pour tout le monde, en particulier les communautés militaires et scientifiques ; le progrès scientifique, la supériorité stratégique et le prestige international ont été au premier rang des avantages promis. À y regarder de plus près, cependant, ces justifications ne tiennent pas ou ne sont plus pertinentes. Par exemple, les missions robotiques sont de plus en plus capables de travaux scientifiques dans l'espace, et elles coûtent beaucoup moins que les équipages humains. Les satellites lancés sur des boosters jetables ont permis aux États-Unis d'atteindre une domination stratégique dans l'espace. Et les motifs de la guerre froide ont disparu avec l'effondrement de l'Union soviétique.

Par conséquent, certains ont conclu qu'il n'y avait plus de raison d'explorer l'espace habité. Un critique de longue date des vols spatiaux habités était le regretté James Van Allen, qui en 1958 a fait la première découverte scientifique majeure de l'ère spatiale : les ceintures de radiations autour de la Terre qui portent son nom. Dans un essai de 2004, Van Allen s'est demandé si les engins spatiaux robotiques avaient rendu les vols spatiaux habités obsolètes. En fin de compte, a-t-il écrit, je me demande si l'énorme engagement national de talents techniques dans les vols spatiaux habités et le potentiel toujours présent de perte de précieuses vies humaines sont vraiment justifiables.

Mais pour la plupart des ingénieurs et astronautes impliqués dans le programme spatial, les astronautes ne peuvent jamais être rendus obsolètes par les robots, car les vols spatiaux habités sont une fin en soi. Ils partagent la conviction du comité que le but de ces missions habitées est de permettre aux gens de s'étendre dans l'espace extra-atmosphérique et, en fin de compte, de s'y installer.

Pour les contribuables qui pourraient bien considérer cette perspective comme une chimère ou de la science-fiction, la question est de savoir pourquoi leur argent devrait être dépensé pour la soutenir. L'argument en faveur du financement de l'exploration spatiale habitée devient similaire à celui du financement de la recherche fondamentale : cela rapporte parfois gros, généralement de manière inattendue. Par définition, les entreprises à haut risque telles que l'exploration spatiale ou la science axée sur la curiosité semblent peu susceptibles de réussir et ont des résultats imprévisibles, mais de telles entreprises ont conduit à de nombreuses inventions et découvertes d'une grande importance économique et historique.

Ceux qui veulent une politique cohérente à long terme doivent concilier leurs agendas, soit en soutenant la logique de l'aménagement de l'espace, soit en proposant une finalité encore plus fédératrice. Cela doit arriver bientôt, ou le programme spatial habité de la NASA s'arrêtera. Le comité l'a dit sans ambages : le programme américain de vols spatiaux habités semble être sur une trajectoire insoutenable.

C'est vrai depuis un certain temps. Début 2004, le président Bush a dévoilé sa stratégie pour poursuivre le programme spatial américain. Les jalons clés comprenaient l'achèvement de l'ISS et le retrait de la navette spatiale d'ici 2010, le développement de ce qui deviendrait l'Orion et Ares I d'ici 2014, et le retour des humains sur la lune d'ici 2020, avec des plans à long terme mais non définis au-delà de ceux pour les missions humaines à Mars.

Mais Bush n'a pas fourni de justification claire et unificatrice pour ces plans, et ils n'ont jamais reçu un financement complet. Avec un budget limité, les projets décrits par Bush prendront des années de plus que prévu initialement. Un exemple est la fusée lourde Ares V nécessaire pour les missions humaines vers la lune. Le plan actuel prévoit qu'il soit prêt à la fin des années 2010, mais le comité a constaté qu'il ne pourrait pas être achevé avant la fin des années 2020 – et même alors, il n'y aurait pas d'argent pour développer le vaisseau spatial d'atterrissage nécessaire.

En utilisant le raisonnement du Comité Augustin, cependant, nous pouvons faire un plan raisonnable basé sur l'objectif fondamental de l'expansion humaine dans le système solaire. L'objectif du programme spatial étant clarifié, l'argent peut être mieux dépensé et les performances peuvent être mesurées en termes concrets ; Le Congrès est beaucoup plus susceptible de fournir un financement suffisant sur le long terme s'il peut voir en cours de route que l'argent judicieusement dépensé donne des résultats tangibles. L'une des premières décisions, et la plus simple, à prendre est de prolonger la durée de vie de l'ISS jusqu'en 2020. Si les gens vont vivre et travailler dans l'espace pendant des périodes prolongées, nous devons tester les technologies et évaluer les performances humaines dans ces conditions, et la L'ISS serait le laboratoire idéal. De plus, le maintien en fonctionnement de la station préservera un partenariat international important pour les missions futures.

L'un des défis pour prolonger la durée de vie de la station spatiale est qu'une fois la navette retirée, le vaisseau spatial russe Soyouz sera le seul moyen de transporter les équipages vers et depuis l'orbite jusqu'à ce qu'Ares I et Orion soient prêts, théoriquement en 2015 (le comité pense que 2017 est plus probable). Le rapport d'Augustine suggère que la NASA devrait se retirer des navettes d'astronautes et laisser le secteur commercial assurer le transport jusqu'à la station. L'espoir est que les entreprises, au service de la NASA et d'autres clients (tels que les touristes spatiaux et même d'autres gouvernements), puissent remplacer la navette plus tôt et à moindre coût que la NASA, libérant ainsi de l'argent pour l'exploration.

Le rapport approuve également fortement une technologie que la NASA a largement négligée à ce jour : le ravitaillement en carburant dans l'espace. Avec cette capacité, nous n'aurions pas à développer des fusées extrêmement coûteuses, comme l'Ares V, qui seraient assez grandes pour transporter tout le propulseur nécessaire pour un voyage sur la lune. Les réservoirs de carburant – et donc les fusées elles-mêmes – pourraient être plus petits. Les opérateurs commerciaux pourraient transporter du propergol et même maintenir des dépôts de carburant en orbite. Les technologies nécessaires, selon le comité, pourraient être démontrées dans l'espace d'ici quelques années.

Si la communauté spatiale américaine ne parvient pas à se mettre d'accord sur cette approche et à obtenir ainsi le financement nécessaire, conclut le Comité Augustine, il vaudrait mieux arrêter d'envoyer des humains dans l'espace plutôt que de gaspiller de l'argent et peut-être de vivre sur un programme qui n'a aucune chance de succès : Le programme de vols spatiaux habités … est à un point de basculement où soit des fonds supplémentaires doivent être fournis, soit le programme d'exploration initialement institué par le président Kennedy doit être abandonné, du moins pour le moment.

Jeff Foust est le rédacteur en chef et éditeur de The Revue de l'espace.

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