National Aeronautics and Space Administration - Définition

Introduction

Nom officiel	National Aeronautics and Space Administration
Nom en français	Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace
Siège social	300 E Street SW, Washington (District de Columbia), États-Unis
Création	29 juillet 1958
Budget annuel	18,7 milliards de dollars américain (prévisions 2010)
Directeur général	Charles F. Bolden

La National Aeronautics and Space Administration, plus connue sous son abréviation NASA (« Administration nationale de l'aéronautique et de l'espace»), est l'agence gouvernementale qui a en charge la majeure partie du programme spatial civil des États-Unis. La recherche aéronautique relève également du domaine de la NASA. Depuis sa création au début des années 1960 la NASA joue un rôle de leader mondial dans le domaine du vol spatial habité, de l'exploration du système solaire et de la recherche spatiale. Parmi les réalisations les plus marquantes de l'agence figurent les programmes spatiaux habités Apollo, la navette spatiale américaine, la station spatiale internationale (en coopération avec plusieurs pays), les télescopes spatiaux comme Hubble, l'exploration de Mars par les sondes spatiales Viking et MER, ainsi que celle de Jupiter et Saturne par les sondes Pioneer, Voyager, Galileo et Cassini-Huygens

La NASA a été créée le 29 juillet 1958 pour fédérer les projets relevant de l'astronautique civile jusque là pris en charge par les différentes branches des forces armées des États-Unis afin de rattraper l'avance prise par l' Union Soviétique. La NASA reprend à cette époque les centres de recherche de la NACA, jusque là tournée vers la recherche dans le domaine de l'aéronautique. Elle est aujourd'hui dotée d'un budget de 17,6 milliards de dollars (2009) et emploie directement environ 23 000 personnes ainsi qu'un grand nombre de sous-traitants répartis entre 10 centres spatiaux situés principalement dans les États du Texas, de Californie et de Floride, de l'Alabama de Virginie et de Washington. Les missions marquantes en cours sont l'achèvement et l'exploitation de la station spatiale internationale, l'utilisation et la réalisation de plusieurs télescopes spatiaux dont le James Webb Space Telescope, les sondes spatiales MESSENGER, New Horizons et Mars Science Laboratory déjà lancées ou sur le point d'être lancées. La NASA joue également un rôle fondamental dans les recherches en cours sur le changement climatique.

Le programme spatial habité de la NASA est depuis 2009 en cours de restructuration à la suite du retrait de de la navette spatiale américaine programmé pour la fin 2010 et de la remise en cause du programme Constellation confronté à des problèmes de conception et de financement. L'administration Obama, suivant les recommandations de la commission Augustine, prévoit d'abandonner le projet de retour d'astronautes sur le sol lunaire à l'horizon 2020 au profit d'une démarche d'exploration plus progressive qui doit être précédée par des recherches poussées notamment dans le domaine de la propulsion. Pour pallier l'absence actuelle de moyens de lancement, la NASA prévoit de s'appuyer au cours de la décennie 2010 sur le secteur privé qui doit prendre en charge la desserte en orbite basse de la station spatiale internationale.

Historique

Contexte de la création de la NASA

En juillet 1955, les États-Unis et l'URSS annoncent, chacun de leur côté, qu'ils lanceront un satellite artificiel dans le cadre des travaux scientifiques prévus pour l'Année géophysique internationale (juillet 1957—décembre 1958). Aux États-Unis, le développement du satellite et de son lanceur est pris en charge par le programme Vanguard, confié à une équipe de l'US Navy, mais le projet lancé tardivement et trop ambitieux, enchaîne les échecs. Le 4 octobre 1957, l'Union soviétique est la première à placer en orbite le satellite Spoutnik 1. C'est un choc pour les responsables et l'opinion publique américains, jusqu'alors persuadés de leur supériorité technique. L'armée de l'Air et l'armée de Terre américaine ont à cette époque également des programmes spatiaux qui exploitent les travaux réalisés autour des missiles balistiques intercontinentaux : c'est l'équipe de Wernher von Braun, travaillant pour le compte de l'Armée de Terre, qui parvient finalement à lancer le premier satellite américain, Explorer 1, le 1^er février 1958 grâce au lanceur Juno I improvisé à partir d'un missile balistique Redstone. Bien que réticent à investir massivement dans le spatial civil, le président américain Dwight D. Eisenhower décide le 29 juillet 1958 la création d'une agence spatiale civile, la NASA, qui doit permettre de fédérer les efforts américains pour mieux contrer les réussites soviétiques : la course à l'espace est lancée.

Les années 1960

Le programme spatial habité : le programme Apollo

La NASA reprend les centres de recherche de la NACA, jusque là tournée vers la recherche dans le domaine de l'aéronautique mais qui depuis quelques années travaillent également sur les projets de lanceur développés par l'Armée américaine notamment dans le domaine de l'aérodynamisme et de la propulsion. Les projets militaires et leurs équipes, dont les ingénieurs commandés par Wernher von Braun, sont rapidement transférés à la NASA. Le premier projet de vol habité développé par la NASA est le programme Mercury, démarré en 1958 avant même la création de l'agence, qui doit permettre le lancement du premier américain dans l'espace. Le 5 mai 1961, Alan Shepard effectue un premier vol de quinze minutes dans le capsule Freedom 7 : mais ce n'est qu'un simple vol suborbital car la NASA ne dispose pas à l'époque d'une fusée suffisamment puissante. Le président John F. Kennedy annonce le lancement du programme Apollo le 25 mai 1961, essentiellement pour reconquérir le prestige américain mis à mal par les succès de l'astronautique soviétique, à une époque où la guerre froide entre les deux superpuissances bat son plein. La NASA mandatée par le président, doit poser un homme sur la Lune avant la fin de la décennie. Il fallut attendre la mission Mercury-Atlas 6 du 20 février 1962 pour que John Glenn devienne le premier astronaute américain à boucler une orbite autour de la Terre. Trois autres vols habités ont lieu en 1962 et en 1963.

À l'issue du programme Mercury, des aspects importants du vol spatial, qui devaient être mis en application pour les vols lunaires, ne sont toujours pas maîtrisés. Les dirigeants de la NASA lancent le programme Gemini destiné à acquérir ces techniques sans attendre la mise au point du vaisseau très sophistiqué de la mission lunaire. Ce programme doit remplir trois objectifs :

• maîtriser les techniques de localisation, manœuvre et rendez-vous spatial ;
• mettre au point les techniques permettant de travailler dans l'espace au cours de sorties extra-véhiculaires ;
• étudier les conséquences de l'impesanteur sur la physiologie humaine au cours de vols de longue durée.

Le vaisseau spatial Gemini, qui devait initialement être une simple version améliorée de la capsule Mercury, devient un vaisseau sophistiqué de 3,5 tonnes (contre 1 tonne environ pour le vaisseau Mercury), capable de voler avec deux astronautes durant deux semaines. La capsule Gemini est lancée par une fusée Titan II, missile de l'armée de l'air américaine reconverti en lanceur. Le programme rencontre toutefois des problèmes de mise au point. Mais fin 1963, tout est rentré dans l'ordre et deux vols sans équipage ont lieu en 1964 et début 1965. Le premier vol habité Gemini 3 emporte les astronautes Virgil Grissom et John Young le 23 mars 1965. Au cours de la mission suivante, l'astronaute Edward White réalise la première sortie dans l'espace américaine. Huit autres missions, émaillées d'incidents sans conséquence, s'échelonnent jusqu'en novembre 1966 : elles permettent de mettre au point les techniques de rendez-vous spatial et d'amarrage, de réaliser des vols de longue durée (Gemini 7 reste près de 14 jours en orbite) et d'effectuer de nombreuses autres expériences. A l'issue du programme Gemini, les États-Unis ont rattrapé leur retard sur l'URSS.

Dans le domaine des lanceurs, la NASA développe pour le programme Apollo la famille de lanceurs lourds Saturn. Le modèle le plus puissant, Saturn V, permet de placer 118 tonnes en orbite basse, un record jamais égalé depuis. Il est conçu pour lancer les deux vaisseaux de l'expédition lunaire : le vaisseau Apollo et le module lunaire Apollo chargé de transporter les astronautes à la surface de la Lune. Une partie de la réussite du programme Apollo a pour origine la mise au point d'un nouveau type de propulsion utilisant l'hydrogène liquide dont la mise au point a débuté à la fin des années 1950 dans le cadre du développement de l'étage Centaur.

Deux accidents graves surviennent au cours du programme Apollo : l'incendie au sol du vaisseau spatial Apollo 1 dont l'équipage périt brûlé et qui entraîna un report de près de deux ans du calendrier et l'explosion d'un réservoir à oxygène du vaisseau spatial Apollo 13 dont l'équipage survécut en utilisant le module lunaire comme vaisseau de secours. Pour atteindre la Lune, une méthode audacieuse de rendez-vous orbital lunaire est retenue, qui nécessite de disposer de deux vaisseaux spatiaux dont le module lunaire dédié à l'atterrissage sur la Lune. La fusée géante Saturn V de 3 000 tonnes, est développée pour lancer les véhicules de l'expédition lunaire. Le programme utilise un budget considérable (135 milliards de dollars US valeur 2005) et mobilise jusqu'à 400 000 personnes.

Le 21 juillet 1969, l'objectif est atteint par deux des trois membres d'équipage de la mission Apollo 11, Neil Armstrong et Buzz Aldrin. Cinq autres missions se posent par la suite sur d'autres sites lunaires et y séjournent jusqu'à trois jours. Ces expéditions permettent de rapporter 382 kilogrammes de roche lunaire et de mettre en place plusieurs batteries d'instruments scientifiques. Les astronautes ont effectué des observations in situ au cours d'excursions sur le sol lunaire d'une durée pouvant atteindre 8 heures, assistés à partir d'Apollo 15 par un véhicule tout-terrain, le rover lunaire. Les six missions qui ont aluni ont rapporté de nombreuses données scientifiques.

L'exploration du système solaire : reconnaissance lunaire et premiers survols planétaires

Parallèlement au programme Apollo, la NASA lance plusieurs programmes pour affiner sa connaissance du milieu spatial et du terrain lunaire. Ces informations sont nécessaires pour la conception des engins spatiaux et préparer les atterrissages sur la Lune. En 1965, trois satellites Pegasus sont placés en orbite par une fusée Saturn I afin d'évaluer le danger représenté par les micrométéorites ; les résultats seront utilisés pour dimensionner la protection des vaisseaux Apollo. Les sondes spatiales Ranger (1961–1965), après une longue série d'échecs, ramènent à compter de fin 1964, une série de photos de bonne qualité de la surface lunaire qui permettent d'identifier des sites propices à l'atterrissage. Le programme Lunar Orbiter, composé de cinq sondes qui sont placées en orbite autour de la Lune en 1966–1967, complète ce travail : une couverture photographique de 99 % du sol lunaire est réalisée, la fréquence des micrométéorites dans la banlieue lunaire est déterminée et l'intensité du rayonnement cosmique est mesurée. Le programme permet également de valider le fonctionnement du réseau de télémétrie. Les mesures effectuées indiquent que le champ gravitationnel lunaire est beaucoup moins homogène que celui de la Terre rendant dangereuses les orbites à basse altitude. Le phénomène, sous-estimé par la suite, réduira à 10 km l'altitude de l'orbite du Lem d'Apollo 15 dont l'équipage était endormi, alors que la limite de sécurité avait été fixée à 15 km pour disposer d'une marge suffisante par rapport aux reliefs. Le 2 juin 1966 de la même année, la sonde Surveyor 1 effectue le premier atterrissage en douceur sur la Lune fournissant des informations précieuses et rassurantes sur la consistance du sol lunaire (le sol est relativement ferme) ce qui permet de dimensionner le train d'atterrissage du module lunaire.

Malgré la priorité accordée au programme Apollo et à l'exploration de la Lune, la NASA lance également à cette époque également plusieurs missions vers les autres planètes du système solaire. Les sondes spatiales dans les années 1960 sont de petite taille et rudimentaires et il faudra attendre la décennie suivante pour disposer de sondes capables d'investigations scientifiques approfondies. Leur fiabilité est faible aussi sont elles généralement envoyées par paire. En 1962 la mission Mariner 2 devient la première sonde spatiale à effectuer un survol d'une autre planète (Vénus). Mariner 4 réussit le premier survol de la planète Mars en 1964. Trois autres sondes Mariner réussissent un survol de Vénus en 1967 et 1969.

Les années 1970-1980

Vols habités : lancement du projet de la navette

Dans le domaine du vol habité la période de compétition acharnée avec l'URSS prend fin au début des années 1970 avec la dernière mission Apollo et l'abandon par les soviétiques de son programme lunaire habité. Un réchauffement des relations avec l'URSS est scellé symboliquement par le vol soviético-américain du projet Apollo-Soyouz en 1975. Dans ce nouveau contexte, en l'absence d'enjeu international, le président américain Nixon et le Congrès américain refusent de prolonger l'effort financier consenti pour le programme Apollo : le budget de l'agence spatiale qui avait culminé à 4,4 % du budget fédéral en 1965 va rapidement retomber. La station spatiale Skylab, un projet de station spatiale conçu à moindre frais en recyclant des composants du programme Apollo, est lancée. Trois équipages vont l'occuper successivement en 1973-1974 en ayant recours pour leur lancement au stock restant de lanceurs Saturn IB et de vaisseaux Apollo. Mais la station est ensuite abandonnée faute de budget et sera détruite en rentrant dans l'atmosphère en 1979.

La NASA qui plaide pour un programme spatial habité ambitieux doit se limiter au projet de la navette spatiale, un engin réutilisable dont l'objectif est d'abaisser fortement le coût de la mise en orbite. Le feu vert est arraché aux décideurs en 1972 en intégrant dans le cahier des charges de la navette les besoins du ministère de la Défense et en révisant à la baisse les ambitions initiales du programme. Le développement, plus long que prévu, va se prolonger jusqu'au début de la décennie suivante.

Columbia, première des quatre navettes spatiales, effectue son premier vol le 12 avril 1981. Le projet est un grand succès technique mais les coûts opérationnels des navettes s'avèrent beaucoup plus élevés que ce qui était prévu. La catastrophe de Challenger le 28 janvier 1986 remet en cause le dogme du tout navette et les lanceurs classiques, qui avaient été abandonné, doivent être remis en fonction. La navette abandonne en particulier le lancement des satellites commerciaux.

Alors que les relations avec l'Union Soviétique se dégradent à nouveau, le président Ronald Reagan demande en avril 1983 à la NASA de lancer un projet de station spatiale dédiée à la recherche scientifique et qui soit occupée en permanence. Il annonce le 25 janvier 1984, au cours de son discours annuel sur l'état de l'Union, la volonté des États-Unis d'entreprendre sa construction en coopération avec d'autres pays. Le coût du projet est alors estimé à huit milliards de dollars.

Exploration du système solaire

La course à l'espace entre les deux puissances spatiales touche également l'exploration planétaire. L'Union Soviétique réussit avec la sonde Venera 7 (1970) le premier atterrissage sur une autre planète du système solaire. La NASA de son côté choisit de privilégier pour son programme d'exploration la planète Mars qui, contrairement à Vénus, abrite peut-être la vie et qui pourrait faire l'objet dans le futur d'une mission habitée. Alors que l'URSS consacre tout un programme à Vénus, la NASA ne lance au cours de la décennie qu'une seule mission double vers cette planète : le projet Pioneer Venus, à l'étude depuis 1965, subit plusieurs reports dus aux réductions budgétaires avant de recevoir le feu vert en 1975 et d'être lancé en 1978. Le projet, qui sera une réussite, comporte d'une part 4 sondes atmosphériques d'autre part un orbiteur qui transmettra des données jusqu'en 1992.

Au milieu des années 1960, la NASA travaille sur une mission ambitieuse vers la planète Mars, le projet Voyager, qui se révèlera trop complexe et trop cher. A la place sont développées les sondes spatiales Mariner 8 et Mariner 9 qui sont lancées en 1971. La fusée de Mariner 8 a une défaillance mais Mariner 9 atteint Mars en 1972 et devient la première sonde spatiale à se placer en orbite autour d'une autre planète. Mais pour répondre à la question de la vie sur Mars il faut faire parvenir une sonde jusqu'au sol martien pour que celle-ci puisse effectuer des mesures directes. Le deux sondes programme Vikingsont lancées vers Mars : le programme comporte deux atterrisseurs et deux orbiteurs et constitue le premier projet d'exploration planétaire. Le lancement planifié en 1973 est reporté à 1975 en raison de problèmes budgétaires et de dépassements des coûts de développements. Les deux atterrisseurs parviennent sur le sol martien en 1976 et transmettent des données jusqu'en 1982. De leur côté les orbiteurs fonctionneront bien au delà de la durée de vie prévue jusqu'en 1980.

Dans le cadre du plan d'exploration à long terme de Mars, le projet Viking devait être suivi d'un orbiteur chargé d'étudier le climat de Mars et d'un rover mobile (astromobile). Pour des raisons à la fois financières et politiques, ces projets ne seront débloqués que dans les années 1990 avec l'orbiteur Mars Observer et dans les années 2000 avec les rovers Spirit et Opportunity.

La seule planète interne à ne pas avoir été explorée au début des années 1970 est Mercure. La NASA décide de développer Mariner 10 dans ce but. La sonde est lancée en 1973 et achève sa mission en 1975 après avoir effectuée comme prévu trois survols de la planète. Mariner 10 est la première sonde spatiale à utiliser la technique de l'assistance gravitationnelle.

A la fin des années 1960 la NASA envisage également de lancer des sondes vers les planètes externes. Un alignement de ces planètes, très rare, doit se produire à la fin des années 1970 permettant à une seule sonde spatiale d'effectuer un survol des quatre planètes externes. Cet événement est à l'origine du projet Grand Tour Suite ou Outer Planets Grand Tour Project qui prévoit le lancement de quatre à cinq sondes. Mais ce projet trop coûteux est abandonné en 1970 et remplacé début 1972 par le programme Voyager (qui n'a rien de commun avec le programme éponyme vers Mars). A l'époque les astronomes ignorent si une sonde peut se glisser à travers la ceinture d'astéroïdes située entre Mars et Jupiter et si le champ magnétique de Jupiter, particulièrement puissant, présente un risque pour le fonctionnement d'un engin spatial. Pour répondre à ces interrogations le projet des sondes Pioneer 10 et Pioneer 11 est mis sur pied dès 1968. Pioneer 10 est lancée en 1972 et est la première sonde spatiale à survoler Jupiter en décembre 1973. Une année après la sonde jumelle Pioneer 11 quitte à son tour la Terre en avril 1973 et survole Jupiter fin 1974 avant d'effectuer le premier survol de Saturne en 1979. La reconnaissance effectuée par les sondes Pioneer a préparé la voie pour les sondes Voyager 1 et Voyager 2 toutes les deux lancées en 1977. Voyager 1 atteint Jupiter en 1979, Saturne en 1980 et collecte énormément de données inédites. Voyager 2 survole ces deux planètes en 1979 et 1981 et parvient à boucler le Grand Tour en passant près d'Uranus en 1986 et de Neptune en 1989. Les sondes Voyager comptent parmi les projets les plus réussis de la NASA.

A la fin des années 1970, la situation de la NASA se dégrade fortement. Après l'achèvement du programme Apollo de nombreux salariés doivent quitter l'agence et les moyens financiers qui subsistaient sont en grande partie absorbés par le projet de la navette spatiale. Les responsables politiques ne s'intéressent pas au programme spatial. Dans ces conditions peu de missions nouvelles voient le jour.

En 1974 un projet appelé initialement Jupiter Orbiter/Probe (JOP) et rebaptisé plus tard Galileo est proposé mais il ne commence à être financé qu'en 1977. La sonde doit être lancée en 1982 par la navette spatiale mais le retard pris dans la mise au point de la navette repousse son lancement jusqu'en 1986; le gouvernement Reagan envisage à un moment d'annuler le programme alors que l'engin est achevé à 90% et il faudra des pressions officielles très importantes pour le sauver. L'accident de Challenger repousse son lancement jusqu'en 1989 et la sonde atteint le système de Jupiter en 1995 où elle démarre sa mission qui s'achèvera en 2003. La seconde mission conçue à la fin des années 1970 et au début des années 1980 est la sonde VOIR (Venus Orbiting Imaging Radar) qui doit effectuer une cartographie de la planète Vénus grâce à son radar. De nouvelles réductions budgétaires aboutissent à son annulation. Une autre sonde scientifique à destination du Soleil International Solar Polar Mission est annulée à la même époque. Pour les remplacer des expériences scientifiques américaines sont placées sur la sonde européenne jumelle Ulysses. En 1979 la sonde de la NASA qui devait être lancée vers la comète de Halley en même temps que la sonde européenne Giotto est également annulée.

En 1983 une nouvelle stratégie reposant sur la réalisation de sondes à coûts modérés est mise en place par la NASA. Quatre missions sont proposées : une mission VOIR simplifiée, un orbiteur martien, la sonde Comet Rendezvous Asteroid Flyby (CRAF) et la sonde Saturn Orbiter/Titan Probe (SOTP). La sonde VOIR est reconfigurée avec une charge utile réduite à un unique instrument et utilisant des pièces de rechange des sondes précédentes. La nouvelle sonde qui a été renommée Magellan doit être lancée en 1988 mais ne le sera finalement qu'en 1989 à la suite de l'accident de Challenger. Magellan remplit avec succès sa mission en effectuant une cartographie à haute résolution du sol de Vénus entre 1990 et 1992.

Ronald Reagan annonce en 1983 le lancement de l'Initiative de défense stratégique puis en 1984 la construction de la station spatiale Freedom, noyau de la future Station spatiale internationale. Dans les années qui suivent le budget consacré aux sondes spatiales est en hausse. Au titre du budget 1984 est lancé le développement de Mars Geoscience/Climatology Orbiters (MGCO), qui deviendra plus tard Mars Observer et qui doit prendre la suite du programme Viking et de la sonde Mariner 9. Le lancement programmé pour 1990 est repoussé à 1992 à cause de l'accident de Challenger. Malheureusement le contact avec la sonde est perdu au moment ou celle-ci va s'insérer en orbite autour de Mars. À cette date, c'est l'erreur la plus coûteuse du programme des sondes spatiales de la NASA et c'est la première sonde qui subit un échec depuis 1967. Sa mission est en grande partie reprise par les sondes Mars Global Surveyor et 2001 Mars Odyssey lancées à la fin des années 1990 et au début des années 2000. Une troisième sonde Mars Climate Orbiter, qui devait compléter la couverture des deux engins précédents est un échec.

Dans le cadre du budget 1990, des fonds sont dégagés pour les projets Cassini-Huygens (ancien SOTP) et la sonde spatiale CRAF à destination d'une comète. L'augmentation des coûts de la station spatiale et de fortes contraintes budgétaires obligent en 1991 à restreindre la charge utile de CRAF à deux instruments puis la sonde elle-même est annulée en 1993. Cassini est par contre construite et lancée en 1997. La sonde réalise avec succès sa collecte de données dans le système de Saturne qu'elle atteint en 2004. Une autre mission marquante de cette époque est le télescope spatial Hubble qui avait été construit dès 1977 et devait initialement être lancé en 1986.

Les années 1990

Vol habité : la longue genèse de la station spatiale internationale

Le changement politique en Russie permet de mettre en place un accord de coopération spatial entre les États-Unis et la Russie ratifié fin 1992 par les présidents George Bush et Boris Eltsine : des astronautes américains pourront effectuer des séjours de longue durée dans la station Mir. La NASA, qui met en application l'accord comme une répétition des vols vers la future station spatiale, règle 400 millions de dollars de coût de séjour à l'agence spatiale russe. Plusieurs missions se succèdent entre 1995 et 1998 au cours desquelles onze astronautes américains passent 975 jours à bord de la station Mir vieillissante. À neuf reprises, les navettes spatiales américaines ravitaillent la station Mir et assurent la relève des équipages.

Fin 1993, la Russie devient également un acteur majeur du programme de la Station spatiale internationale qui jusqu'à présent n'a pu démarrer faute de consensus sur son financement. L'agence spatiale russe doit fournir quatre modules pressurisés tandis que ses vaisseaux participeront au ravitaillement et à la relève des équipages. La nouvelle mouture de la station spatiale doit comporter deux sous-ensembles : la partie américaine héritée du projet Freedom et la partie russe basée sur « Mir 2 » successeur prévu de Mir. Le feu vert pour le lancement de la construction est donné en 1998.

La NASA avec Lockheed Martin développe un prototype à l'échelle ½ de navette. Le X-33 est un engin mono-étage, entièrement réutilisable. Il incorpore un moteur aerospike sans divergent. Mais en février 2001, après avoir dépensé 1,3 Mds $ le projet est abandonné.

Exploration solaire : « faster, better, cheaper »

Au début des années 1990 deux sondes spatiales de la NASA très coûteuses (près de 1 Mds$ chacune) essuient des échecs. La mission Mars Observer échoue complètement, tandis qu'un problème d'antenne limite fortement le volume des données transmises par la sonde Galileo. Dans les sphères politiques, les projets d'exploration solaire qui nécessitent de longs développements et comportent une part de risque non négligeable ne sont pas bien vus et il est demandé à la NASA de réduire le budget consacré à chaque mission. Le directeur de la NASA Daniel Goldin adopte à cette époque le slogan « faster, better, cheaper » (plus vite, mieux, moins cher) qui se traduit notamment par la mise sur pied du programme Discovery : les missions Discovery sont plus petites et plus spécialisées, emportent moins d'instruments scientifiques mais en contrepartie sont moins chères, moins complexes et sont donc développées plus rapidement. Les deux premières sondes sont lancées en 1996 : NEAR doit approcher une comète et Mars Pathfinder est un démonstrateur technologique. Au cours de la même décennie seront également lancées la sonde lunaire Lunar Prospector en 1998 et Stardust en 1999.

Le nouveau slogan est également appliqué aux programmes existants. A la suite de l'échec de Mars Observer, il a été décidé d'envoyer de nouvelles sondes vers Mars. A compter de 1994 et pour les 10 années à venir une nouvelle sonde devait partir tous les 26 mois. Mars Global Surveyor qui reprend une grande partie des instruments de Mars Observer est la première à être lancée en 1996 : la mission est un succès et la sonde fournira des données jusqu'en 2006. Mais les missions suivantes Mars Climate Orbiter (1998) et Mars Polar Lander (1999) sont toutes deux des échecs. Le dogme du « faster, better, cheaper» est remis en cause. La mission suivante 2001 Mars Odyssey (2001) sera un succès mais désormais les sondes spatiales seront mieux financées.

Naissance du programme d'observation de la Terre

A la fin des années 1980 la NASA tente de lancer à côté de la station spatiale Freedom d'autres projets importants bloqués depuis longtemps. Les critiques des autorités vis à vis de la NASA à la suite de l'accident de la navette Challenger sont en partie contrebalancées dans le public par le rôle joué par l'agence spatiale dans la confirmation du trou dans la couche d'ozone qui avait été découvert en 1985. Dans ce contexte la NASA décide de faire de l'Observation de la Terre une composante majeure de son programme : le projet « Mission to planet earth » (mission pour la planète Terre) est proposé en 1987 et mis en place officiellement en 1990. Son noyau est constitué par le Earth Observing System (EOS) ; celui-ci doit débuter par le lancement de deux gros satellites sophistiqués. Pour des raisons budgétaires le planning est revu au début des années 1990 : trois satellites de taille moyenne doivent désormais constituer le cœur de EOS. Le satellite Terra est lancé en 1999, Aqua en 2002 et Aura en 2004. Toutefois le premier engin spatial dont la mission répond aux préoccupations environnementales à l'origine de Mission to planet Earth est le satellite UARS. Lancé en 1991 il permet à la NASA de fournir des données clés sur la destruction de la couche d'ozone et est chargé de vérifier l'application par les États du protocole de Montréal, qui proscrit l'utilisation des gaz destructeurs. Les autres missions importantes d'EOS sont les satellites TOPEX/Poseidon lancé en 1992 et Tropical Rainfall Measuring Mission lancé en 1997 dont les contributions confirment la place essentielle du satellite dans la prévision des phénomènes météorologiques et en particulier de ses manifestations les plus violentes. Au début des années 1990 les préoccupations concernant le réchauffement climatique prennent le pas sur les travaux qui concernent la couche d'ozone. Le point de départ des recherches sur le sujet est une série de travaux effectués au début des années 1970 pour répondre aux préoccupations environnementales soulevées par la fréquence prévisionnelle très élevée des lancements de la navette spatiale américaine qui étaient susceptibles d'affecter la composition de la stratosphère. Des lois sont passés au Congrès américain en 1975 et 1977 élargissant le domaine d'intervention de la NASA à la recherche environnementale. Une nouvelle classe de satellites d'observation de la Terre est mise en œuvre à compter de 1972 avec le lancement de Earth Ressources Satellite Technology rebaptisé plus tard, Landsat 1. Les sondes Viking avaient cartographié en 1976 pratiquement l'ensemble de la planète Mars pour identifier des sites propices à l'atterrissage. La méthode de recherche utilisée, qui jusque-là n'avait été appliqué qu'aux autres planètes, va être mise en œuvre pour la première fois pour l'observation de la Terre avec le satellite Seasat lancé en 1978. Dans les années 1980 émergent de nouvelles théories, qui assimilent la Terre à un système global. Emergent également des travaux de recherche comparative entre les planètes, effectués dans le cadre des missions robotiques sur le sol martien et des survols de Vénus par les sondes Mariner dans les années 1960. Il apparaît alors essentiel de réaliser des missions d'exploration scientifique de la Terre pour définir des modèles globaux ce qui conduit à la mise sur pied du « Earth Science Program » (Programme scientifique terrestre)

Télescopes spatiaux

Pour explorer l'univers proche et lointain, la NASA lance un certain nombre de satellites scientifiques et de télescopes spatiaux dont OAO (1972-81), HEAO (1977-79 ), IRAS (1983), FUSE (1999-2007) et STEREO (depuis 2006). L'étude du fond diffus cosmologique est au cœur des missions lancées vers 1989 avec COBE (1989-93) et WMAP (depuis 2001).

Dans le cadre de son plan Great Observatory Programs, la NASA lance quatre télescopes spatiaux pour étudier l'univers lointain dans toutes les gammes d'ondes importantes. Le télescope spatial Hubble lancé en 1990 couvre la lumière visible, l'ultraviolet et le rayonnement infrarouge. Le Compton Gamma-Ray Observatory dédié à l'astronomie gamma est lancé en 1991, suivi par le télescope à rayons X Chandra en 1999 et enfin le télescope infrarouge télescope spatial Spitzer en 2003. Ces derniers sont en cours de remplacement par des télescopes encore plus puissants : le Fermi Gamma-ray Space Telescope (2008) et le James Webb Space Telescope (vers 2013).

Les années 2000

Exploration du système solaire

L'aventure spatiale la plus significative de ces dernières années a probablement été la mission Mars Pathfinder de 1997. Il y a aussi eu la sonde Mars Global Surveyor, qui a réalisé des expériences de 1997 jusqu'à 2005. Depuis 2001 Mars Odyssey cherche des preuves de l'existence passée ou présente d'eau liquide et de volcans sur Mars. La NASA a poursuivi l'exploration de la planète rouge avec des vaisseaux comme Mars Reconnaissance Orbiter qui est arrivé dans les parages de Mars en 2006.

Les robots jumeaux Spirit et Opportunity, atterrissent sur Mars en 2004 à quelques semaines d'intervalle et apportent une moisson de résultats d'autant plus importante que leur durée de vie dépasse largement ce qui avait été envisagé.

Vols habités : arrêt de la navette et retour sur la Lune ?

La navette spatiale Columbia se désintègre le 1^er février 2003 entrainant le décès de son équipage et une interruption de 29 mois des missions des navettes spatiales. Les problèmes logistiques engendrés par cet arrêt conduisent à un arrêt temporaire des travaux d'assemblage de la station spatiale internationale et à une réduction de l'équipage permanent qui l'occupe.

En réaction à cet accident le président des États-Unis George W. Bush rend public 15 janvier 2004 les nouveaux objectifs à long terme assignés au programme spatial américain dans le domaine de l'exploration du système solaire et des missions habitées qui est formalisé à travers le plan programme Vision for Space Exploration. La définition de cette stratégie est dictée par 2 motivations :

• Il est nécessaire de mettre au point de nouveaux vaisseaux pour remplacer la flotte des navettes spatiales, âgées de près de trois décennies, dont deux ont explosé en vol en tuant leur équipage et qui sont très coûteuses à lancer. Or la station spatiale internationale doit être desservie en hommes et en matériel dans la phase actuelle de construction et lorsqu'elle sera pleinement opérationnelle. Le plan prévoit que les vols des navettes spatiales s'arrêtent en 2010, date à laquelle la station spatiale internationale doit être achevée. Un nouveau véhicule spatial doit être développé pour desservir la station spatiale internationale. L'exploitation de cette dernière doit s'arrêter en 2015 au lieu de 2020, libérant ainsi des ressources budgétaires pour de nouveaux programmes.
• Le président veut renouer avec le succès du programme Apollo en fixant des objectifs ambitieux à long terme et en définissant des moyens pour les atteindre. Il souhaite remettre l'exploration spatiale par l'homme au premier plan. Reprenant la démarche du président Kennedy, le président demande à la NASA d'élaborer un programme qui permette de réaliser des séjours de longue durée sur la Lune d'ici 2020. L'expérience acquise sur la Lune doit ensuite être utilisée pour concevoir et lancer une mission habitée vers la planète Mars. Le programme Constellation, techniquement assez proche du programme Apollo est lancé la même année par la NASA.

La NASA a décidé parallèlement au programme Constellation de faire appel au privé pour le ravitaillement et la relève des équipages de la station spatiale internationale en attendant la disponibilité des composants du programme Constellation : deux sociétés sont sélectionnées en 2006 et 2008 dans le cadre du programme COTS. Mais leur engagement porte uniquement sur le ravitaillement de la station. Le relève des équipages repose toujours sur me lanceur Ares I et du vaisseau Orion dont la date de disponibilité recule de plus en plus. La viabilité du programme Constellation et les choix techniques effectués sont de plus en plus contestés. Le président Barack Obama nouvellement élu en 2009 demande à la commission Augustine, créée pour la circonstance, d'évaluer le programme spatial habité américain. Celle-ci souligne le manque d'ambition du programme Constellation, dont les objectifs sont proches du programme Apollo. Le financement n'est manifestement pas suffisant (il manque 3 milliards de dollars par an). Le lanceur Ares I, disponible trop tardivement, est jugé de peu d'intérêt. Le comité estime que la NASA doit s'appuyer de manière plus importante sur les opérateurs privés pour tout ce qui relève de l'orbite basse - lanceur, vaisseau cargo et capsule habitée - et se concentrer sur les objectifs situés au dela de l'orbite basse. Le comité suggère de prolonger l'utilisation de la navette spatiale au delà de 2010. Prenant le contrepied du plan lancé par le président Bush, le comité recommande la prolongation jusqu'à 2020 de la durée de vie de la station spatiale internationale pour rentabiliser l'investissement effectué. En matière d'objectifs, le rapport confirme l'intérêt de l'exploration de Mars en tant que but ultime du programme spatial habité mais approuve la nécessité d'une étape intermédiaire qui pourrait être l'exploration de la Lune ou un certain nombre de destinations intermédiaires comme les points de Lagrange, les lunes de Mars, le survol d'un objet géocroiseur (flexible path). Enfin le comité fait un certain nombre de constats sur l'organisation de la NASA, suggérant des améliorations dans ce domaine. Le président Obama et la NASA prennent en compte les conclusions du comité et décident pratiquement l'annulation du programme Constellation début 2010 avec des aménagements destinés à amortir les problèmes d'emploi au sein de la NASA.