Le calendrier spatial et astronomique pour novembre 2015 : Astérix, Laïka et Meteosat en orbite…

Le calendrier spatial et astronomique du mois de novembre 2015 : le 50^ème anniversaire du
lancement du premier satellite français, Laika, un mois après Spoutnik et Meteosat.
Infographie : Gédéon. Dessin Astérix : Uderzo. Crédit image de fond : NASA

L’hiver approche… L’image de fond du calendrier a été prise en février 2003 par un membre de l’expédition 6 à bord de la station spatiale internationale (référence ISS-006-E-26312). Une très belle photographie du sud de la France : la chaîne des Pyrénées sous la neige. Cela donne envie d’aller faire du ski…  

Difficile de passer à côté du dessin d’Astérix. L’illustration d’Uderzo montrant Astérix le gaulois chevauchant le satellite A1 a été publiée dans le journal Pilote datée du 23 décembre 1965 (pour la petite histoire, la couverture titrait « Allez France »). Le lancement du satellite A1 par une fusée Diamant est évidemment une des dates anniversaires que j’ai retenue pour le calendrier du mois de novembre : la France devient la troisième puissance spatiale, capable de mettre un satellite en orbite par ses propres moyens.

J’ai également retenu la chienne Laïka, l’animal le plus rapide du monde et Meteosat 1 qui marque une étape pour la prévision météorologique en Europe…

Après les autres dates anniversaires et les lancements d’octobre 2015, on terminera avec un petit portrait d’un certain Maxwell…

3 novembre 1957 : Laïka et la révolution d’octobre en novembre…

Idéfix n'était pas encore né... Seulement un mois après Spoutnik, Spoutnik 2 emporte la chienne Laika, le premier passager mis en orbite autour de la terre. Laila meurt au bout de 6 à 7 heures, à cause d’une défaillance du système de régulation de la température. Laika est donc aussi le premier hot dog de l’espace… C'est durant le vol de Spoutnik 2 que les États-Unis lancèrent leur premier satellite : Explorer 1.

Après le succès de Spoutnik, Nikita Khrouchtchev souhaita qu’une seconde fusée soit rapidement lancée et il demanda à Korolev que ce lancement ait lieu avant le 7 novembre, la date de commémoration du 40ème anniversaire de la révolution bolchevique. C’est effectivement dans la nuit du 6 au 7 novembre (calendrier grégorien, soit la nuit du 24 au 25 octobre dans le calendrier Julien utilisé en URSS) que les bolchéviques s’emparent des centres de décision de la capitale russe, Petrograd (Saint-Petersbourg).

La chienne Laïka dans sa capsule avant le lancement de Spoutnik 2 le 3 novembre 1957

26 novembre 1965 : la fusée "Diamant" lancée depuis Hammaguir (Algérie) met en orbite le premier satellite français, A1 alias Astérix.

100% français (ou gaulois)… La France devient la troisième puissance spatiale, derrière l’URSS et les Etats-Unis.

A Hammaguir, le 26 novembre 1965, lancement du satellite A1 (Astérix) par une fusée Diamant A.
Crédit image : CIEES

C’est en 1947 qu’est créé le Centre interarmées d'essais d'engins spéciaux (CIEES) à Colomb-Béchar en Algérie française, pour les essais de missiles balistiques pour la dissuasion nucléaires française. C’est également là que seront lancées les premières fusées sondes françaises Véronique suivies de la série des pierres précieuses. Le Général Robert Aubinière, avant de devenir le premier directeur du CNES, dirigea le CIEES de 1957 à 1962. Les accords d’Evian sont signés en mars 1962 entre le gouvernement français et le Front de libération nationale (FLN) : l’indépendance de l’Algérie est reconnue.  Une clause indiquait que la base d’Hammaguir, à 120 km au sud-ouest de Colomb-Béchar, pouvait être exploitée jusqu’en 1967.

Je vous renvoie à un autre article du blog Un autre regard sur la Terre sur l’histoire de ce premier lancement de satellite français, le rôle de l’armée et du CNES, la difficulté à effectuer le diagnostic de satellisation et le choix du nom de baptême qui a failli être Zébulon. 

L'enregistrement des lancements des premiers satellites français.
En tête, le satellite expérimental A1 ne s'appelle pas officiellement Astérix.
A l'époque, les débris ne sont pas encore une préoccupation...

De A1 (Astérix) à 1W (Oneweb) : potion magique pour l’industrie spatiale française

Il y a eu, encore récemment, de longs débats sur la question de savoir si Astérix / A1était un satellite ou un simple capsule technologique (une « pierre » selon certains anciens à … 50 ans après ce lancement, cela paraît désormais assez anecdotique mais je vous invite à parcourir les liens proposés à la fin de cette page pour vous faire une idée de l’ampleur de la polémique… En tout cas, selon les lois de Kepler, Astérix était bien un satellite.

En 2015, on peut se féliciter, qu’avec cette impulsion initiale, l’industrie spatiale française puisse jouer aujourd‘hui dans la cour des grands, qu’il s’agisse de lanceurs ou de satellites : les succès récents, comme la participation au programme Oneweb avec une constellation de 640 satellites, le prouvent…

A Saint-Médard en Jalles, au Centre d'Achèvement des Propulseurs et des Engins (CAPE), en octobre 1965, répétition des opérations de montage de la fusée Diamant et des préparatifs de lancement du
satellite A1 "Astérix". Crédit image : ECPAD / René-Paul Bonnet

23 novembre 1977 : lancement du satellite européen Meteosat-1

Le lancement est effectué par une fusée Delta 2914 à partir de Cap Kennedy. La première image publiée est daté du 9 décembre 1977.

Initialement, à la fin des années soixante, il y avait deux projets de satellites de météorologie en Europe : un projet français du CNES et un européen proposé par l’ESRO. Tous les deux visaient l’orbite géostationnaire, même si le concept initial de l’ESRO portait sur un satellite en orbite polaire. Dans les deux cas, il s’agissait d’une contribution au programme GARP (Global Atmospheric Research Programme) de l’OMM (Organisation Météorologique Mondiale ou WMO en anglais). A l’issue de négociations difficiles, un projet unique européen fut officialisé en septembre 1972, avec la participation de huit pays membres de l’ESA.

9 décembre 1977 : la première image du satellite Meteosat-1 est publiée. Crédit image : ESA

Il n’a pas non plus été facile d’obtenir l’engagement des différents services de météorologie  à financer la phase d’exploitation opérationnelle. L’Europe spatiale  a du déployer tous ses efforts pour convaincre les utilisateurs météo de s’intéresser aux données fournies par les satellites. Meteosat-2 est mis en orbite par Ariane en juin 1981. Ce sont peut-être les initiatives de l’administration Reagan qui envisageait de commercialiser les données météo qui ont incité les états européens à créer une organisation chargée de l’exploitation opérationnelle des satellites météo : le principe est décidé en mars 1983 et  convention créant Eumetsat entre en vigueur en juin 1986.

Conquête spatiale : les autres dates anniversaires en novembre

J’ai également retenu les dates suivantes qui me paraissent être de bons marqueurs des étapes de la conquête spatiale.

• 1^er novembre 1923 : Goddard fait fonctionner la 1ère chambre de combustion à ergols liquides à Worcester (Etats-Unis).
• 1^er novembre 1932 : après avoir construit de petites fusée au sein de Verein für Raumschifffahrt , une sorte de club créé par Hermann Oberth, Werner Von Braun (1912-1977) devient employé civil de l'armée allemande, à Kummersdorf, sous la direction du général Dornberger, chargé du développement des fusées à ergols liquides.  Il sera naturalisé américain en 1955. L’Amérique oublia très vite son passé nazi…
• 11 novembre 1935 : le ballon "Explorer II", de la National Geographic Society et de l'US Air Force, s'élève jusqu'à environ 22km. A l’époque, c’est un record pour un vol habité.
• 26 novembre 1962 : naissance de Gédéon…
• 28 novembre 1964 : lancement par une fusée Atlas-Agena de la sonde Mariner-4. Elle effectue le premier survol de la planète Mars et transmet des photographies de sa surface les 14 et 15 juillet 1965.

Photographie de la surface martienne prise par la sonde Mariner-4
en novembre 1964. Crédit image : NASA / JPL

• 29 novembre 1967 : l'Australie lance son premier satellite WRESAT-1 (Weapons Research Establishment Satellite) à partir de Woomera Rocket Range. Le lanceur est une fusée américaine Sparta (dérivée de Redstone).
• 19 novembre 1969 : dans l’Océan des tempêtes, à bord du module lunaire Intrepid, Pete Conrad et Alan Bean sont le troisième et quatrième marcheurs lunaires. Lancée le 14 novembre, la fusée Saturn 5 de la mission Apollo 12 est frappée par le foudre peu après le décollage… Apollo 12 est la deuxième mission humaine à se poser sur la Lune en moins de quatre mois…. Richard Gordon restera à bord du module de commande en orbite autour de la Lune.

Mission Apollo 12 : Alan Bean photographié par Pete Conrad au moment où il descend l'échelle
du module lunaire pour poser le pied sur la Lune. Crédit image : NASA

• 10 novembre 1970 : Luna 17 emporte le premier véhicule automatique lunaire, Lunakhod 1. Il se pose sur la Lune le 17 novembre. Lunokhod a parcouru une distance de 10 540 mètres et a transmis plus de 20 000 images et plus de 200 panoramas. Il a aussi effectué des mesures sur le sol lunaire.
• 13 novembre 1971 : lancée le 30 mai 1971, la sonde Mariner-9 rejoint Mars. C’est la première mise en orbite autour d'une autre planète.
• 3 novembre 1973 : lancement de la sonde Mariner-10, la dernière sonde spatiale du programme Mariner de la NASA. Mariner 10 est la première sonde à avoir effectué un survol de la planète Mercure. C’est également fois qu’un vaisseau spatial utilise le principe du vent solaire. Mariner 10 survole Vénus le 5 février 1974 à 5 794 km d'altitude. Elle effectue ensuite trois survols de Mercure : le 29 mars 1974 à 703 km d’altitude, le 21 septembre 1974 à 48069 km d’altitude et le 16 mars 1975 à 327 km d’altitude.
• 27 novembre 1980 : Décollage du soyouz T-3 à destination de la station Saliout-6. A bord, les cosmonautes Kizim, Makarov et Strekalov. C’est le retour à des équipages de 3 cosmonautes, neuf ans après l’accident de Soyouz-11 en juin 1971 qui avait entraîné la mort de Gueorgui Dobrovolski, Viktor Patsaïev et Vladislav Volkov
• 15 novembre 1988 : la navette spatiale soviétique Bourane effectue son premier et seul vol d'essai en pilotage automatique. Lancé dans les années 70 après Albatros et Spiral, le programme de vaisseau spatial réutilisable soviétique est officiellement abandonné par Boris Eltsine en juin 1993, à cause des retards, du manque d’argent et de la situation politique en URSS.

Le "Train-train" à Baikonour : préparatifs du premier et seul vol orbital en mode automatique
de la navette soviétique Bourane.

• 26 novembre 1988 : Mission Aragatz. Jean-Loup Chrétien s’envole à destination de la station orbitale MIR. Il y restera jusqu’au 21 décembre 1988.
• Novembre 1993 : la mission Rosetta est approuvée par le comité des programmes scientifiques de l'ESA.
• 3 novembre 1994 : Jean-François Clervoy fait partie de l’équipage de la mission STS-66.
• 7 novembre 1996 : Lancement de la sonde Mars Global Surveyor depuis Cap Canaveral par une fusée Delta-7925. Le 11 septembre 1997, la sonde de 1030 kg et 980 W est insérée en orbite martienne. Destinée à cartographier la surface martienne, c’était la première mission réussie depuis les sondes viking, lancées 20 ans plus tôt… En avril 2005, Mars Global Surveyor est le premier orbiteur à photographier d'autres vaisseaux en orbite autour de Mars (Mars Odyssey et Mars Express). Mars Global Surveyor n’a plus donné signe de vie depuis le 9 novembre 2006
• 20 novembre 1998 : Zarya, le premier module de la station spatiale internationale (ISS) est mis en orbite par une fusée Proton. On a célébré le 2 novembre 2015 les quinze ans d'occupation permanente de la Station Spatiale Internationale. Un équipage de 6 personnes y séjourne actuellement pour l'expédition 45.
• 19 novembre 1999 : la Chine lance le vaisseau spatial Shenzhou I « vaisseau divin », développée pour le programme chinois de vols habités. Après 14 orbites autour de la Terre, la rentrée atmosphérique le fait atterrir en Mongolie intérieure. Pour ce premier essai, le vaisseau ne possède ni support vie ni système d’évacuation d’urgence Le premier vol habité a lieu le 15 octobre 2003. Ressemblant au vaisseau Soyouz russe, Shenzhou est plus grand.
• 20 novembre 2004 : Une fusée Delta 2 lance la sonde américaine Swift. Mission : l’étude des sursauts gamma.
• 9 novembre 2005 : depuis Baikonour, une fusée Soyouz-Fregat lance la sonde européenne Venus Express. Elle se met sur une orbite très elliptique le 11 avril 2006 et commence sa mission d’étude de la structure, la chimie et la dynamique de l’atmosphère de Vénus .Venus Express est la première mission d'exploration de l'ESA portant sur cette planète et la première à la visiter depuis le programme Magellan en 1994. La mission d'une durée initiale de 500 jours a été prolongée à quatre reprises et s'est achevée le 16 décembre 2014.
• 19 novembre 2005 : lancée en 2003, la sonde japonaise Hayabusa atteint l’astéroïde Itokawa. La sonde de la Jaxa envoie un petit atterrisseur destiné à prélever des échantillons. Cette opération se fait dans des conditions difficiles avec plusieurs pannes. L’objectif est de les ramener sur Terre. Celui-ci a lieu en juin 2010. Du point de vue technologique, Hayabusa démontre l’intérêt de la propulsion électrique pour les missions d’exploration du système solaire.
• 26 novembre 2011 : une fusée Atlas 5 lance la mission MSL Curiosity. Destination : Mars… La sonde y atterrit en douceur en août 2012.
• 12 novembre 2014 : L’atterrisseur Philae sur pose sur la comète CG/67P. En réalité, le mauvais fonctionnement de son propulseur et de ses harpons lui font faire deux rebonds… C’est le début d’une belle séquence médiatique… De son côté, la sonde Rosetta continue sa moisson de données scientifiques…

Les lancements du mois d’octobre 2015

En octobre 2015, il y a eu 8 lancements orbitaux (3 américains, 3 chinois et 2 russes) et un « lâcher » de 12 petits satellites depuis l’ISS.

• 1^er octobre 2015, 16:49 UTC, Baikonour (LC1) : lancement par une fusée Soyouz-U du vaisseau cargo  Progress M-29M, emportant 2,8 tonnes de fret  à destination de l’ISS. Une mission express : le Progress s’est séparé du lanceur 9 minutes après la mise à feu. La manœuvre « Fast-track » n’a duré que 6 heures avant le rendez-vous avec la station spatiale internationale. Progress M-29M est le 61^ème Progress à rejoindre l’ISS.

A Baikonour, lancement du cargo Progress M-29M par une fusée Soyouz.
Crédit image : Roscosmos

• 2 octobre 2015, 10:28 UTC, Cap Canaveral (SLC41) : une fusée Atlas V 421 met en orbite le satellite de communication gouvernemental mexicain Morelos-3. Le satellite de 5300 kg, utilisant une plateforme 702 HP de Boeing, est équipé d’une antenne déployable de 22 mètres de diamètre. Ce lancement est le 56^ème succès de la fusée Atlas 5 en 57 lancements et le sixième vol de l’année 2015.

• 5 au 7 octobre 2015 : mise en orbite à partir de l’ISS de 12 petits satellites : GOMX-3, AAUSAT-5 et 10 satellites de la constellation Flock de Planet Labs (Flock 2b-1 à Flock 2b-10).
• 7 octobre 2015, 4:13 UTC, Jiuquan : une fusée Chang Zheng 2D met en orbite le satellite d’observation Jilin-1 (420 kg) et deux satellites Lingqiao (équipés de caméras vidéo) et LQSat (démonstrateur technologique également équipé d’une caméra), sur une orbite basse à 650 km d’altitude inclinée à 97,8°. C’est le dixième lancement orbital effectué par la Chine en 2015.
• 8 octobre 2015, 12:49 UTC, Vandenberg (SLC 3E) : seulement 6 jours après le précédent lancement, un record, une fusée Atlas 5 401 met en orbite la mission secrète NROL-55 (peut-être 2 satellites de surveillance électronique ELINT pour le National Ocean Surveillance System) du National Reconnaissance office et 13 cubesats (masse total de 28,5 kg).
• 16 octobre 2015,16:16 UTC, Xichang : une fusée Chang Zheng CZ-3B/E met en orbite le satellite de communication Apstar 9 (Asia Pacific 9, 4 tonnes) sur une orbite de transfert géostationnaire. Ce onzième lancement chinois de l’année 2015 était effectué pour le compte de l’opérateur APT Satellite Company Limited (Hong Kong).
• 16 octobre 2015, 20:40 UTC, Baikonour : une fusée Proton-M / Briz-M met en orbite géostationnaire le satellite de communication Turksat 4B. Le satellite de 4924 kg est construit par Mitsubishi. Ce lancement est le 407^ème d’une fusée Proton.
• 26 octobre 2015, 7:10 UTC, Jiuquan (LC 43/603) : une fusée chinoise Chang Zheng CZ-2D met en orbite SSO à 495 km d’altitude le satellite d’observation Tianhui-1C. Heure de passage au nœud descendant : 13:30 (heure locale). Ce lancement était le 60^ème lancement réussi de l’année 2015.

A Jiuquan, lancement du satellite d'observation Tianhui-1C par une fusée Chang Zheng CZ-2D.

• 31 octobre 2015, 16:13 UTC, Cap Canaveral : une fusée Atlas 5-401 met en orbite le satellite GPS 2F-11 pour le compte de l’US Air Force. Le satellite de 1630 kg a été placé sur une orbite à 20459 km d’altitude inclinée à 55°. C’est le 11^ème satellite de la série de 12 satellites 2F construits par Lockheed  Martin. La 3^ème génération devrait commencer à voler en 2017. C’est le 15^ème lancement orbital effectué depuis Cap Canaveral en 2015.

Le portrait du mois : James Clerk Maxwell

Maxwell (1831-1879) est un physicien et mathématicien écossais. Il a eu une énorme influence sur la science du vingtième siècle. Sa contribution est jugée aussi importante que celles de Newton ou d’Einstein.

Pourquoi est-il aussi connu ? Café Maxwell ?

Ce sont surtout ses travaux en électromagnétisme qui l’ont rendu célèbre. Maxwell est parvenu à unifier en un seul ensemble de quatre équations l’électricité, le magnétisme et l’induction. A partir des travaux de Faraday, il interprète également, en 1864, la lumière comme un phénomène électromagnétique. 

Maxwell et les équations de Maxwell

Les équations de Maxwell décrivent quantitativement les relations entre charges électriques, courants électriques, champs électriques et champs magnétiques.

Il est intéressant de noter que les quatre équations portent toutes le nom de Maxwell et celui d’un autre physicien : Gauss, Thomson, Ampère et Faraday. Cela illustre les recherches préalables sur lesquelles s’est appuyé Maxwell et cela montre l’importance du travail d’unification qu’il est parvenu à faire pour constituer ce qui est devenu la base de l’électromagnétisme. Elles ont servi de point de départ à Einstein pour établir sa théorie de la relativité.

Je ne vais pas les détailler ici mais simplement indiquer sommairement leur signification. Je mentionne les formules pour montrer leur caractère « esthétique et symétrique » et vous donner envie d’en savoir plus …

J’utilise la notation dite « moderne » avec l’opérateur Ñ qui simplifie l’écriture des opérateurs « rotationnel » et « divergence ». Le physicien Richard Feynman l’utilise dans son cours d’électromagnétisme dont je recommande la lecture en version française.

Au tableau noir aujourd’hui, les quatre équations de  Maxwell : Maxwell-Gauss, Maxwell-Thomson,
Maxwell-Faraday et Maxwell-Ampère. Crédit image : Gédéon

J’ampère mon latin…

Divergence ? Rotationnel ? La signification physique n’est pas intuitive. Je me lance…

• Équation de Maxwell-Gauss : « la divergence du champ électrique est proportionnelle à la quantité de charges électriques ». Un ensemble de particules chargées de même signe crée un champ électrique tout autour de ces charges. Plus il y a de charges, plus le champ électrique est intense. C’est comparable au champ gravitationnel créé par une planète ou une étoile.
• Équation de Maxwell-Thomson : « la divergence du champ magnétique est nulle ». Elle signifie qu’il n’existe pas de monopôle magnétique : un aimant, c’est toujours un pôle nord et un pôle sud. Idem si on le coupe en deux… La deuxième équation dit que les lignes de champ magnétique sortant d’un des pôles d’un aimant rentre par l’autre pôle : les lignes de champ ne divergent pas
• Équation de Maxwell-Faraday : « le rotationnel du champ électrique est inversement proportionnel à la variation du champ magnétique au cours du temps ». Avez-vous encore une dynamo sur votre vieux vélo ? Pas évident avec le développement de l’éclairage  à LED. L’ampoule de votre vélo ne s’allume que si vous pédalez. Pour créer un courant dans une bobine, il faut une variation du champ magnétique, par exemple avec un aimant qui tourne.  Si l’aimant est fixe, pas de courant…
• Équation de Maxwell-Ampère : « le rotationnel du champ magnétique dépend de la variation du champ électrique au cours du temps et d’un courant électrique fixe ». En l’absence de courant, c’est exactement le symétrique de l’équation précédente. Le champ magnétique est causé par la variation du champ électrique au cours du temps.

Les équations de Maxwell-Ampère et de Maxwell-Faraday montrent que les champs électriques et magnétiques sont couplés et que la variation de l’un est proportionnelle à l’intensité de l’autre.
Lumière, ondes radio, électricité et magnétisme : les équations de Maxwell jouent un rôle essentiel dans de la spatial et les satellites : acquisition des images optiques et radar, télécommande et télémétrie, transmission radio, champ magnétique terrestre et ceintures de Van Allen ou même propulseurs électriques. Il était logique que Maxwell figure en bonne place dans le calendrier du blog Un autre regard sur la Terre...

En savoir plus :

• Les autres mois du calendrier 2015 du blog Un autre regard sur la Terre.
• Sur le site The Satellite Encyclopedia, la page sur les grandes premières de la conquête spatiale.
• Les autres articles du blog Un autre regard sur la Terre sur la mission MSL Curiosity.
• Sur le site de l’ESA, en anglais, l’histoire de l’Agence Spatiale Européenne en deux volumes : la période 1958-1987.
• Sur le site de France 5, un portrait de Werner Von Braun.
• Sur le site V2rocket, un texte en anglais de Paul Grigorieff sur le Camp de Dora-Mittelbau.
• Sur le site du National Air and Space Museum, un texte de Roger Launius sur Werner Von Braun et son passé Nazi.
• Le dossier de presse de l’exposition Astérix à la Bibliothèque Nationale de France (d’octobre 2013 à janvier 2014).
• Sur le site de l’ECPAD (Etablissement de Communication et de Production Audiovisuelle de la Défense) :
  • Un reportage sur la répétition du montage du lanceur Diamant A n°1 dans le bâtiment B 21 du CAPE, depuis la mise en place du premier étage jusqu’à celle de la coiffe sur le satellite A-1 (Astérix).
  • La vidéo « La France à la conquête de l’espace » (14 minutes), qui permet de revivre quelques épisodes historiques de l’aventure spatiale française.
  • Une cinquantaine de clichés sur  la conquête spatiale française et le dossier descriptif.