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Retour sur terre...

15 ans après : comment la désagrégation de la navette Columbia a révélé le long chemin qu’il nous restait à parcourir pour conquérir l’espace

Publié le 02 février 2018
Il y a 15 ans, le monde entier apprenait la destruction de la navette Columbia. Un échec retentissant qui n'a pas stoppé la conquête spatiale mais a participé à un vrai changement de cap.
Olivier Sanguy
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Olivier Sanguy est spécialiste de l’astronautique et rédacteur en chef du site d’actualités spatiales de la Cité de l’espace à Toulouse.
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Il y a 15 ans, le monde entier apprenait la destruction de la navette Columbia. Un échec retentissant qui n'a pas stoppé la conquête spatiale mais a participé à un vrai changement de cap.

Atlantico : Il y a quinze ans, le 1er février 2003, la navette Columbia décollait avec à son bord un équipage de sept personnes : six américains (Husband, McCool, Chawla, Clark, Anderson) et un israélien (Ramon). Aucun d'eux n'allait revenir, la navette se désintégrant lors de son entrée dans l'atmosphère. Quel effet a eu cet accident dans l'histoire de l'aventure spatiale américaine ? Peut-on y voir le début d'une certaine forme de "déclin" ?

Olivier Sanguy : Cet accident a rappelé, 17 ans après Challenger, que le spatial en général et les vols habités en particulier est un domaine où nous sommes aux limites de ce que nous savons faire. Un domaine où la moindre erreur se paye au prix le plus cher, en l'occurrence des vies humaines. La commission d'enquête, nommé CAIB pour Columbia Accident Investigation Board, a déterminé les causes techniques de cette catastrophe, mais surtout souligné que 22 ans après son vol inaugural et en dépit des améliorations apportées après l'accident de Challenger en 1986, la navette spatiale restait un prototype avec tous les dangers que cela implique. Pourtant, cet avion spatial, le premier véhicule orbital habité réutilisable de l'histoire, devait signer une nouvelle ère où aller dans l'espace serait aussi routinier que prendre l'avion. La tragédie de Challenger qui vit la mort des 7 passagers de cette navette au décollage mit fin à cette ambition. Toutefois, la navette trouva son utilité avec des missions scientifiques, comme le lancement et les entretiens du télescope spatial Hubble ou des missions avec des expériences dans sa soute. Le rythme des vols était bien plus faible que celui envisagé au départ afin de ne plus mettre le calendrier avant la sécurité.

Columbia montra que malgré cette logique d'utilisation des navettes plus raisonnable et réaliste, le danger subsistait. De plus, la flotte des navettes de la NASA était déjà vieillissante et il fut dès lors jugé qu'il convenait de mettre les 3 dernières à la retraite une fois l'assemblage de la Station Spatiale Internationale achevé. Les dernières navettes volèrent ainsi en 2011. On veut souvent voir dans Columbia et l'arrêt des navettes un déclin des vols habités. Pourtant, l'exploitation de la Station Spatiale Internationale, qui réunit 5 agences spatiales (de la Russie, des USA, de l'Europe, du Canada et du Japon) a continué. Les Russes avec leur vaisseau Soyouz ont alors pris en charge l'intégralité du transport des astronautes vers la station. La NASA paye d'ailleurs l'agence russe pour cela. La Chine est devenue en octobre 2003 le troisième pays capable d'envoyer ses citoyens dans l'espace par ses propres moyens. Depuis, la Chine a exploité 2 petites stations orbitales et se prépare à en assembler une constituée de plusieurs modules. D'autres pays, comme l'Inde ou l'Iran ne cachent pas leur ambition de mettre un jour au point leur propre vaisseau spatial habité. Pour le moment principalement aux USA, le secteur privé développe une nouvelle approche du spatial. On citera SpaceX qui concurrence Arianespace et qui mène des vols cargo vers la Station Spatiale Internationale pour le compte de la NASA ou encore Blue Origin fondée par Jeff Bezos, le créateur d'Amazon, qui développe à la fois un petit lanceur pour des vols touristiques suborbitaux et un lanceur bien plus puissant pour atteindre l'orbite. SpaceX et Boeing doivent l'année prochaine transporter les astronautes de la NASA vers la Station Spatiale Internationale dans le cadre d'un contrat de prestations clés en main !

L'agence américaine vise un retour sur la Lune puis une mission vers Mars côté vols habités. Se pose la question des budgets nécessaires et on verra dans les années qui viennent s'ils sont votés. Parallèlement, l'exploration robotique du Système solaire continue, les satellites autour de notre planète sont devenus indispensables pour la gestion des ressources naturelles, le suivi du climat, la géolocalisation (le GPS pour faire simple), les télécommunications, etc. De nouveaux acteurs pensent que les satellites de demain doivent être plus petits et plus nombreux, certains tiennent d'ailleurs dans la main ! Et de jeunes sociétés mettent au point des lanceurs plus petits spécifiquement pensés pour ce genre de satellites. Au début de l'année, le lanceur Electron de Rocket Lab est parti de Nouvelle-Zélande et a placé avec succès des petits satellites pour son deuxième vol. On le voit, en fait, l'astronautique est en train de vivre une profonde mutation et non un déclin.

Que s'est-il exactement passé ce jour-là ?

Pour revenir à Columbia, le 1er février 2003, cette navette s'est désagrégée en rentrant dans l'atmosphère. Tout avait commencé lors du décollage le 16 janvier. Un morceau de la mousse isolante qui recouvre le réservoir externe (qui fournit en oxygène et hydrogène liquides les 3 propulseurs de la navette) s'est détaché et a heurté le bord d'attaque de l'aile gauche à une vitesse relative estimée à environ 900 km/h. Cet événement a été remarqué par les équipes de la NASA qui ont analysé les images de l'envol. Mais Columbia était une mission scientifique avec un laboratoire dans la soute. La navette ne se dirigeait donc pas vers la Station Spatiale Internationale : il était du coup impossible d'examiner Columbia de l'extérieur pour constater plus avant les dégâts. À bord de la navette, l'équipage ne pouvait pas voir l'aile et une sortie en scaphandre n'était pas possible. Malheureusement, et comme le montra la commission d'enquête à la grande surprise des ingénieurs, un morceau de mousse isolante peut endommager les panneaux en carbone-carbone des bords d'attaque au point qu'ils ne remplissent plus leur rôle de protection thermique lors de la rentrée. Il faut savoir que lorsque la navette rentre dans l'atmosphère à plus de 25 000 km/h, elle subit à l'extérieur une température d'environ 1600 °C. Cet air chaud, un plasma en fait à cette température, a alors pénétré la structure de l'aile gauche par la fissure ou le trou causé par le choc de la mousse isolante au décollage. La structure en aluminium a fondu, perdant sa rigidité. L'aile s'est ensuite arrachée ou désintégrée. La navette ne pouvait plus se maintenir dans la position de descente et a subi des contraintes aérodynamiques qui dépassaient sa résistance structurelle : logiquement, le véhicule s'est désagrégé, entrainant la mort probablement très rapide si ce n'est instantanée des 7 astronautes à bord. À ce moment-là, Columbia était à 63 km d'altitude et volait à Mach 19,5. Même s'ils avaient pu s'éjecter, les membres d'équipage n'auraient pas survécu.

Quels sont les enseignements tirés par la NASA de ce revers ?

Comme dit plus haut, la nature de prototype d'un engin comme la navette spatiale a été soulignée par la commission d'enquête. La NASA a pris un ensemble de mesures pour refaire voler les 3 navettes qui lui restaient avec une sécurité accrue en modifiant notamment la façon dont est appliquée la mousse isolante sur le réservoir externe. Les modifications apportées ont permis de mener 22 vols après STS-107 sans nouvel accident grave. L'assemblage de la Station Spatiale Internationale a pu être achevé et une dernière mission d'entretien d'Hubble accomplie. Après, la NASA est revenue à la formule de la capsule pour son futur vaisseau, la capsule Orion toujours en développement et qui doit assurer des vols habités vers la Lune puis plus tard vers Mars. Bien évidemment, pour Mars, la capsule Orion ne sera qu'un élément d'un vaisseau bien plus grand. Notons que l'Agence Spatiale Européenne (ESA) fournit le module de service d'Orion dans le cadre d'une coopération avec l'agence américaine. Les enseignements de la NASA concernant Columbia sont multiples. Au-delà de l'aspect purement technique, il y a eu, comme après Challenger, une refonte du processus de décision qui conduit à donner le feu vert à un décollage, surtout habité. Des efforts sur le plan culturel ont a nouveau été faits afin que le personnel impliqué n'hésite pas à signaler ce qui ne va pas sans crainte vis-à-vis de la hiérarchie ni de passer pour des frileux. Au passage, ce ne sont pas des problèmes propres à la NASA, mais qui se posent dans de nombreux secteurs. La sécurité à 100 % n'existe pas.

La mission a aussi porté un coup important à l'Agence spatiale israélienne, qui voyait mourir son premier astronaute. Depuis, aucun Israélien n'a été envoyé dans l'espace. Comment se portent les projets spatiaux israéliens depuis ?

En effet, au sein de l'équipage de STS-107, Ilan Ramon était le premier astronaute de nationalité israélienne. C'est même la première fois qu'un pays perd son premier astronaute au cours d'une mission spatiale. Cependant, Israël a continué son programme spatial. Ce pays dispose de lanceurs capables de placer des satellites allant jusqu'à 700 kg sur des orbites de 700 km. L'industrie spatiale israélienne mène plusieurs programmes en coopération, avec la France par exemple, et renforce de façon continue ses capacités de production de satellites notamment ceux d'observation de la Terre et de télécommunications.

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