Programme spatial Constellation : la Lune à tout prix

Eric Bottlaender
Spécialiste espace
11 décembre 2020 à 16h48
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Ares Altair Lune Constellation Program © NASA
Altair et Orion se préparent à partir vers la Lune. Comment ça, ce sont des images virtuelles ? Oui... Crédits NASA

En 2004 et au creux de la vague, le programme Constellation est censé donner un nouvel élan à la NASA , en la dirigeant à nouveau vers la Lune. Trop court, trop cher, trop ambitieux, le projet s'est effondré. En laissant de nombreuses marques encore présentes dans le spatial américain aujourd'hui, avec Orion.

Avec un lancement politique et une fin… politique.

Changements d'objectifs

Début 2004, l'ambiance dans le secteur spatial américain est morose. L'enquête sur l'accident fatal de la navette Columbia lors de son retour de l'orbite presque un an plus tôt montre que la NASA a de nouveau ignoré un problème récurrent. Les accusations se multiplient, et il semble bientôt impossible de poursuivre le programme de navettes STS, puisqu'elles ne pourront jamais apporter de garanties suffisantes… et qu'elles coûtent cher, très cher tandis que le budget de l'agence continue de baisser.

Lorsqu'il prend la parole le 14 janvier, Georges W. Bush sait qu'il doit faire une annonce difficile. Mais il se trouve qu'il est aussi en campagne : pas question de rester sur une note négative. Il faut une perspective, un espoir, un objectif pour l'agence spatiale la mieux dotée au monde ! Bush dévoile la « Vision for Space Exploration », qui prévoit une véritable réorganisation des objectifs de la NASA. D'abord, terminer la Station Spatiale Internationale , puis retirer les navettes du service. Disposer d'un véhicule capable d'emmener des astronautes… et viser la Lune. Puis Mars .

Logos Constellation Program © NASA
Les quatre logos des nouveaux programmes avec Constellation. Crédits NASA

Il faudra attendre la réélection de Georges W. Bush pour que la « Vision » commence à être mise en place, mais en 2005 la machine est en marche. Et le programme avec ses trois objectifs (l'ISS, la Lune, Mars) s'appelle désormais Constellation.

Terminer la Station, oui, mais…

Pour un peu on l'aurait oublié, or c'est le seul point du programme Constellation originel qui a bel et bien été suivi à la lettre. Enfin presque, puisqu'à la base les derniers modules de la Station Spatiale Internationale devaient être amenés en orbite en 2010. Avec une reprise des vols de navette en juillet 2005 seulement et un calendrier accéléré pour leur mise à la retraite, cet aspect de la mission va courir jusqu'en juillet 2011, soit 7 mois de retard. Et c'est une réussite ! La partie américaine de la station est complétée et les modules internationaux emmenés dans le cadre d'accords sont tous là. L'ISS, qui est alors censée achever sa vie opérationnelle en 2020, peut sereinement envisager la suite des opérations. Deux contrats de développement et d'achat de véhicules cargo privés ont même porté leurs fruits, avec les vols de la capsule réutilisable Dragon de SpaceX , bientôt suivis par Cygnus d'Orbital (absorbé depuis par Northrop Grumman).

Pourtant, le jour où la mission STS-135 se pose, lorsqu'Atlantis prend sa retraite le 21 juillet 2011, il manque un détail. Les Américains n'ont plus de véhicule pour emmener des astronautes en orbite.

Orion, le véhicule à tout faire

Avec l'échec des navettes spatiales, les Etats-Unis veulent faire un pas en avant tout en revenant à une architecture plus sécurisée. L'image immédiatement évoquée, c'est celle des capsules Apollo. Mais les besoins sont différents. Il faut un véhicule spatial qui soit capable d'aller s'amarrer à l'ISS avec au moins quatre (et jusqu'à six) astronautes, mais qui pourrait également changer de configuration pour être envoyé plusieurs semaines autour de la Lune. Et s'amarrer à d'autres transporteurs et compartiments de vie pour des missions longues lunaires, et même martiennes. Pour résumer, Orion doit devenir une capsule « interface » entre la Terre et… partout où l'on voudrait emmener des astronautes.

Orion capsule 2009 out-of-date © NASA
La première version du concept de capsule Orion, en 2009. Crédits NASA

Pour ce faire, la NASA étudie plusieurs concepts. Pas facile, d'autant que les grands constructeurs américains veulent tous remporter le contrat. Et pourtant, il faut aller vite : à l'origine la capsule doit avoir terminé sa phase de design pour pouvoir voler avec des astronautes dès 2014 pour des rotations régulières vers l'orbite basse. Mieux, elle devra pouvoir se rendre autour de la Lune avec un module Altaïr avant 2020.

L'objectif se précise en 2006. La NASA enverra systématiquement Orion en orbite basse, grâce à un lanceur unique Ares-I, après quoi la capsule ira s'amarrer à l'ISS, ou alors avec un autre véhicule pour se rendre plus loin. Une idée souple d'utilisation, et qui ne nécessite finalement de ne développer qu'un seul lanceur avec les critères si drastiques du vol habité. La capsule est confiée à Lockheed Martin et son bouclier à Boeing, tandis que les autres industriels majeurs s'occupent d'Ares I (ATK, Rocketdyne et Boeing).

Bientôt surnommée « Le stick », la fusée a un profil assez inédit : un unique booster à propulsion solide dérivé de ceux utilisés avec la navette spatiale (il est plus gros), et un étage supérieur équipé d'un nouveau moteur J-2X.

Ares-I Orion lanceur Constellation © NASA
Le "stick". Etonnant, non ? Crédits NASA

Ares V et Altaïr, la Lune pleine puissance

L'objectif principal de Constellation reste la Lune. L'objectif est d'y faire atterrir des Américains avant 2020, mais aussi et surtout d'y construire une base capable d'accueillir des astronautes sur le long terme. La pièce centrale de ce dispositif est un grand véhicule « façon Apollo » nommé Altaïr. Dévoilé en 2007, ce gros atterrisseur serait capable d'embarquer quatre astronautes sur la surface. Il comporte un grand volume de travail, de quoi embarquer du cargo et un petit véhicule de remontée vers l'orbite lunaire, où l'équipage aurait la tâche de retrouver sa capsule Orion (vide) pour s'y amarrer. Mais Altaïr est grand, très grand : presque 9 m de diamètre une fois replié, et pesant environ 45 tonnes au décollage. C'est un monstre !

Pour pouvoir viser la Lune avec Altaïr et emmener d'autres missions avec du matériel pour établir une base lunaire, il faut un lanceur gigantesque, disposant d'une puissance supérieure à Saturn V qui emmena les astronautes américains fouler la Lune à la fin des années 60. Ce sera Ares V. Un monstre équipé de six moteurs centraux et deux boosters à propulsion solide sur ses flancs. L'aventure n'est pas impossible, mais rapidement, les calculs ne correspondent plus à l'enveloppe budgétaire confiée à la NASA. Car malgré une volonté de développer le moins possible de nouveau matériel (utilisation de boosters issus de ceux des navettes, moteurs identiques à la navette, réservoir du même diamètre que celui de la navette…), il y a tout à refaire au sol. Les centres de la NASA produisent des navettes depuis 30 ans : il faut de nouveaux outils, de nouveaux bancs d'essai, de nouvelles infrastructures de transport, une remise à neuf du VAB en Floride, un changement de pas de tir… tout en accommodant la « fin de vie » des navettes.

Altair Constellation Program © NASA
Dans l'idée, Altair était beaucoup plus grand que le LEM Apollo, et bien plus capable. crédits NASA

Et cela ne prend évidemment pas en compte les premiers designs de missions martiennes, qui n'ont pas eu le temps de prendre corps. Même si de premières présentations doivent encore encombrer quelques tiroirs…

Sauf qu'en 2009…

En janvier 2009, Barack Obama prête serment et devient président des Etats-Unis. Et comme de nombreux observateurs l'avaient supposé, c'est le début de la fin pour le programme Constellation. Le nouveau président le juge « trop cher, en retard et manquant d'innovation ». Difficile de lui donner tort. Un comité spécial est chargé d'auditer le projet (l'Augustine Commitee) et rend ses conclusions avant les demandes de budget 2010.

Constellation est en dérapage constant : non seulement ni la NASA ni les industriels ne sont prêts à tenir l'agenda ambitieux fixé six ans auparavant, mais les coûts sont pharaoniques. Il faudrait ainsi plus de 150 milliards de dollars pour tenir la date de 2010 avec l'architecture envisagée (Orion, Ares I, Altaïr, Ares V), et aucun des matériels n'a encore quitté le stade de la conception sur ordinateur.

Ares-I Ares V lanceurs Constellation © NASA
Ambitieux, mais trop... enfin, pas assez... enfin, ils ne verront pas le jour. Crédits NASA

Pire, les centres de la NASA qui sont encore concentrés sur la fin de carrière des navettes n'ont pas commencé leur coûteuse transition. La nouvelle administration de l'agence sabre donc Constellation, qui n'avait plus un grand support politique, au bénéfice de programmes plus disparates pour l'exploration d'astéroïdes, l'exploration de Mars sur le long terme et la nouvelle approche public-privé qui fait des étincelles.

Ares I vole pour la postérité

Un seul élément est conservé de la fameuse architecture de Constellation : c'est la capsule Orion. Cette dernière doit poursuivre son développement malgré une baisse de budget, mais sans objectif à court terme. Elle fera un vol d'essai en 2014 qui prouvera que le design est le bon, avant de se voir assigner des missions lunaires bien plus tard, alors que la NASA a déjà changé de direction, et les Etats-Unis de président.

Il restera également un décollage emblématique pour Constellation. Un vol d'essai, mené par la NASA en 2009 pour valider les titanesques travaux de conception du lanceur Ares-I. Critiqué de toutes part, ce dernier n'aurait, selon certains, même pas la stabilité nécessaire pour grimper vers l'orbite sans se désintégrer.

Pourtant, au nez et à la barbe de ses détracteurs, la NASA passe ce test avec succès. Véritable étoile filante en métaphore à constellation, Ares-1 a atteint l'espace… Avant de couper son moteur et de laisser la partie supérieure, factice, se désintégrer dans l'atmosphère.

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montagne04
Merci pour cet excellent résumé de la situation !
Oncle_Picsou
Encore un superbe article, merci!<br /> Budget de la Nasa: 22.6 milliards<br /> Budget de l’armée américaine: 738 milliards (c’est environ 2x le budget global de l’état Francais)<br /> Tout est dit, on voit où sont les priorités
Belzebuth
Monsieur Bottlaender, vos articles sont passionnants, merci !
ebottlaender
En effet ! Et encore, 22 milliards c’est le budget actuel. Dans le début des années 2000, ça flirtait entre les 16 et 17 milliards (ce qui même compte tenu de l’inflation était sous le niveau actuel).
trollkien
Je vais encore faire mon objecteur de consience ou mon theoricien du complot…<br /> Mais,<br /> Quand on voit les progrès technologiques depuis deux générations, et les fortunes allouées, et le temps que ca prends pour faire ne serais ce que la meme chose que il y a bien bien longtemps.<br /> Non mais franchement, on a deja posé un pied sur la lune ?<br /> Les choses sont exposées de telles facons que ca ressemble à une bande de pucelles qui vont à leur premier bal des pompiers.
Element_n90
Les US ont réussi à faire un lanceur lourd à poudre (Arès 1), pourquoi ils remis de l’argent dans Orbital ATK pour qu’ils redeveloppent un lanceur poudre (OmegA)… pour ensuite l’abandonner ? Ils ont encore perdu les plans de l’Arès 1 (comme ils ont fait pour la Saturn 5) ? Il n’était pas bien l’Arès 1 ?
Hulk69
Je comprend pas trop le torrent de haine/jalousie dans les commentaires
ebottlaender
Y’a rien qui impressionne, c’est subjectif. Des gros postes d’investissement, c’est pas difficile de les trouver. Disposer de 12 porte-avions dont chaque unité est capable d’embarquer deux fois plus d’avions que n’importe quel autre porte-avion d’une autre nation (entre 5 et 10 milliards par unité, plus la maintenance annuelle). Idem pour une cinquantaine de sous-marins (chacun à plusieurs milliards par unité), plus de 1000 chasseurs à environ 50-125 millions par unité… Et le budget des personnels car ils sont quelques uns aux US… La débauche de moyens dans les armes US est impressionnante.<br /> Dire que rien n’avance côté spatial est particulièrement faux. Ce n’est pas parce qu’on centre un article sur un programme en particulier qui fut un échec (et qui continue de peser) que rien ne se fait. C’est avoir une opinion biaisée qui ne reflète pas les avancées du domaine. Simple exemple parmi des centaines d’autres, dans 2 jours un robot NASA prélèvera les premiers échantillons américains sur un astéroïde…
ebottlaender
Il faudra donc qu’on réponde obstinément à chaque post sur une aventure lunaire : OUI les USA ont envoyé des humains sur la Lune.<br /> Baser son opinion sur un article qui relate un projet raté (parmi beaucoup d’autres) est une erreur à ne pas comparer avec les succès d’Apollo. On le rappellera une fois de plus, la NASA d’alors disposait d’un plus grand budget comparatif à celui d’aujourd’hui, d’une force de travail absolument incomparable (des dizaines de milliers d’employés directs et indirects) et d’un focus unique sur ce projet (elle gère aujourd’hui l’ISS, une dizaine de missions sur d’autres planètes, des télescopes, des programmes aviation, l’observation de la Terre, etc).<br /> De plus, et là c’est une question d’acharnement : il y a des centaines, sinon des milliers de preuves indiscutables que les américains sont allés sur la Lune. Etre complotiste en 2020, quand on a autant d’informations à portée de clic, c’est simplement vouloir être bête.
ebottlaender
Ares 1 n’était pas un lanceur lourd, et son deuxième étage n’a jamais été développé.<br /> Ensuite, c’est le programme de la défense (et non la NASA) qui a donné de l’argent à Northrop pour qu’ils développent OmegA, et ce à fin d’être certains de disposer d’un lanceur à l’horizon 2021-26. C’est, si on veut, une assurance autant qu’un soutien à la filière. Ares 1, comme on l’écrit dans l’article, avait également généré beaucoup de doutes techniques.<br /> Enfin les plans de Saturn 5 n’ont pas été perdus, c’est essentiellement les moteurs qui étaient tellement «&nbsp;fabriqués à la main&nbsp;» qu’une reprise de la production n’était pas vraiment possible sans le savoir faire de ceux qui ont participé à la première phase de l’aventure. (ça, et les F1 coûtaient une superfortune).
trollkien
C’était juste un ptit :troll: devant mon imcompréhension de la difficulté apparente à reproduire le meme exploit.
MisterGTO
Ah bon, ils font quoi?
ebottlaender
Non, je ne calcule rien, ni n’invente ces chiffres. Le dernier porte avions américains à être accepté l’USS Gerarld Ford a même coûté un peu plus de 13 milliards de dollars.<br /> Prouvez le contraire si vous le pouvez…<br /> Les chiffres de la NASA, pour en revenir à l’article, sont issus d’un budget dont les postes et les attributions sont publics. Chaque année, le budget détaillé est disponible et l’agence spatiale américaine ne reçoit pas autre chose.
neoweiter
C’est vraiment super d’avoir les highlights des news sur l’espace, c’est passionnant. Merci Clubic et Eric
Wifi93
Merci pour l’article. Toutefois, je reste tout de même dubitatif quand au fait qu’il soit aussi difficile de remettre le pied sur la lune après tout ce temps. Je ne remets pas en cause le programme Apollo, le LEM et le reste. Par contre, je pense très sincèrement que l’homme n’a jamais mis le pied sur la lune. Tout ceci a été monté de toutes pièces pour garder la tête haute vis a vis des Russes en pleine guerre Froide à l’époque. Rien de plus, rien de moins.
ebottlaender
Ben si, vous remettez le programme en cause, puisque vous pensez qu’ils n’y sont pas arrivés. Et que donc plusieurs milliers de personnes mentent depuis plus de 50 ans sur le sujet.<br /> Et ce en dépit des centaines de preuves à votre disposition pour vous montrer le contraire. A mon humble avis, c’est bien triste.
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