Programme Shuttle-Mir - Définition

Chronologie

Début d'une nouvelle coopération (1994)

La « Phase 1 » du programme Shuttle-Mir commence finalement le 3 février 1994 avec le lancement de la navette spatiale Discovery pour sa 18^e mission, STS-60. Cette mission de huit jours est le premier vol d'une navette de l'année et le premier vol d'un cosmonaute russe, Sergueï Krikaliov, à bord de la navette américaine ce qui marqua le début d'une nouvelle ère de coopération dans la conquête de l'espace pour les deux nations, 37 ans après le début de la course à l'espace.

La mission qui fait partie d'un accord international sur les vols spatiaux habités, est le deuxième vol avec le module pressurisé Spacehab et marque par ailleurs l'envoi dans l'espace du centième chargement du programme « Getaway Special ». Le chargement principal de la mission est le Wake Shield Facility qui est conçu pour générer des couches semi-conductrices dans le domaine de l'électronique de pointe et a effectué son vol au bout du bras robotisé de la navette Discovery. Pendant la mission, les astronautes à bord de la navette effectuèrent de nombreuses expériences dans le module Spacehab situé dans la soute de l'orbiteur, et ils prirent également part à une conférence audiovisuelle en direct avec les trois cosmonautes russes présents à bord de Mir, Valeri Polyakov, Viktor Afanassiev et Iouri Ousatchev (pour les expéditions LD-4 et EO-15).

Les États-Unis arrivent sur Mir (1995)

Le 3 février 1995, la navette spatiale Discovery est lancée du centre spatial Kennedy pour effectuer la mission STS-63. C'est la 20^e mission de cette navette, le deuxième vol sur ce programme, et marque aussi le premier vol avec une femme comme pilote de la navette, Eileen Collins. Surnommée la mission « proche de Mir » (Near-Mir mission), la navette doit rejoindre la station Mir puis la survoler, en préparation de la mission STS-71 qui sera la première à s'amarrer à la station. Ce fut une mission de 8 jours qui permis la première rencontre de la navette avec la station Mir alors que le cosmonaute russe Vladimir Titov et le reste de l'équipage de Discovery s'approchaient à près de 12 mètres de Mir, avant que Collins ne fasse un survol de la station. Durant cette mission fut aussi testé différentes techniques et pièces d'équipement devant être utilisées lors de l'amarrage sur les missions suivantes.

Cinq semaines après le vol de la navette Discovery, le lancement le 14 mars de la mission Soyouz TM-21 transporta l'expédition EO-18 vers Mir. L'équipage était composé des cosmonautes Vladimir Dejourov et Guennadi Strekalov accompagné de l'astronaute américain Norman Thagard, qui devint le premier américain à voler dans l'espace à bord d'un vaisseau Soyouz. Au cours des 115 jours de leur expédition, le module scientifique Spektr (qui servait d'habitat et d'espace de travail pour les astronautes américains) fut lancé par une fusée proton et s'amarra à Mir. Le module apporta plus de 680 kg de matériel d'équipement de recherche provenant des États-Unis et d'autres nations. L'équipage de l'expédition retourna sur Terre à bord de la navette spatiale Atlantis suite à la mission STS-71 qui permis le premier amarrage de la navette et de la station Mir.

Les principaux objectifs de la mission STS-71, lancée le 27 juin, étaient le rendez-vous puis le premier amarrage entre une navette spatiale américaine et la station Mir. Le 29 juin la navette Atlantis réussie avec succès un amarrage entre la navette spatiale et la station, devenant le premier vaisseau américain à s'amarrer à un vaisseau russe depuis la mission Apollo-Soyouz en 1975. La navette Atlantis permit le ravitaillement de la station Mir et amena à bord les deux cosmonautes Anatoli Soloviev et Nikolaï Boudarine, qui formeront le nouvel équipage de l'expédition EO-19, en rotation avec l'astronaute Norman Thagard et les cosmonautes Vladimir Dezhurov et Gennady Strekalov. Des expériences de biologie américaines et russes furent notamment effectuées en orbite à bord de la navette, sur le module Spacelab.

Le dernier vol de l'année 1995 pour la navette spatiale fut la mission STS-74 qui débuta le 12 novembre par le lancement d'Atlantis qui livra le module d'amarrage à Mir, une nouvelle paire de panneaux solaires ainsi que des mises à jour du matériel de la station. Le module d'amarrage était conçu pour fournir d'avantage d'espace aux navettes afin d'éviter une collision avec les panneaux solaires de Mir pendant la phase d'amarrage. Ce problème avait été surmonté durant la mission STS-71 en déplacant le module Kristall sur la station. Le module ainsi fixé au point d'attache de Kristall, évita d'avoir recours à cette manœuvre lors les missions suivantes. Au cours du vol, près de 480 litres d'eau furent transférés sur Mir et des échantillons d'expériences comprenant du sang, de l'urine et de la salive furent transférés sur Atlantis pour être analysés sur Terre.

Priroda, feu et collision (1996–1997)

1996 vu le début d'une présence américaine continuelle à bord de Mir, avec STS-76, lancée le 22 mars et transportant l'astronaute du deuxième incrément, Shannon Lucid, à la station. La troisième mission avec amarrage, où la navette Atlantisfut encore utilisée, montra les possibilités logistiques avec un module Spacehab, et plaça des paquets expérimentaux sur le module d'amarrage de Mir pendant la première sortie extravéhiculaire pendant un arrimage, et transféra également Lucid vers Mir pour son séjour. La sortie, effectuée depuis la cabine d'équipage d'Atlantis, fournit une expérience aux astronautes pour préparer plus tard des missions d'assemblage à la station spatiale internationale.

Pendant un séjour d'une durée record, Lucid devint la première femme à vivre dans la station, et avec une extension de son incrément de six semaines, dû à des problèmes avec les propulseurs d'appoint à poudre de la navette spatiale américaine, sa mission de 188 jours fut la plus longue des missions américaines dans l'espace. Pendant que Lucid était à bord de Mir, le module Priroda, avec plus d'une tonne de matériel scientifique américain, fut amarré à Mir. Lucid utilisa aussi bien Priroda que Spektr pour mener 28 expériences différentes et en tant que quartiers d'habitation américains.

Le séjour de Lucid à bord de la station s'acheva enfin avec le vol Atlantis de la mission STS-79, qui fut lancée le 16 septembre, et fit la première mission de la navette à lancer un module Spacehab double. Pendant la mission, presque 2 200 kg de provisions furent transférées à Mir, dont de l'eau générée par les piles à combustible d'Atlantis, ainsi que des expériences sur les supraconducteurs, le développement du cartilage, et d'autres études de biologie. Presque une tonne d'échantillons et d'équipements expérimentaux furent transférés de Mir à Atlantis, ce qui fait de ce transfert de 2 900 kg le plus important réalisé à ce moment.

Ce fut la quatrième mission, elle transféra aussi John Blaha sur Mir où il prit place pour y vivre en tant qu'incrément. Pendant son séjour, il aida à l'amélioration des opérations dans certains domaines, comme les procédures de transfert quand la navette est arrimée, les procédures de passages de pouvoir pour les membres d'équipages américains dans un long séjour, et les communications radios amateurs.

Pendant son séjour à bord de la station, deux sorties dans l'espace pour supprimer les connecteurs électriques d'un panneau solaire vieux de 12 ans du bloc de base et de reconnecter les câbles de panneaux plus efficaces, récemment livrés à la station. En tout, Blaha passa quatre mois avec les cosmonautes de Mir-22 à réaliser des expériences de science des matériaux, mécanique des fluides et de biologie avant de retourner sur Terre l'année suivante à bord d'Atlantis pendant STS-81.

L'année 1997 prouva qu'elle fut une année intéressante du programme, commençant avec le premier vol de la navette cette année, STS-81, pour remplacer John Blaha par Jerry Linenger, après le séjour de 118 jours de Blaha à bord de Mir. Pendant ce cinquième arrimage de la navette, l'équipage d'Atlantis rapatria des provisions de la station et ramena sur terre les premières plantes à avoir effectué un cycle de vie dans l'espace, une récolte de blé planté par Shannon Lucid. Pendant cinq jours d'opérations aidées, l'équipage transféra près de 2 900 tonnes de matériel logistique sur Mir, et 1 160 kg de matériel sur Atlantis (le plus gros transfert de matériels entre deux vaisseaux spatiaux à ce moment).

L'équipage de STS-81 a aussi testé le système TVIS (Shuttle Treadmill Vibration Isolation and Stabilization System), conçu pour être utilisé dans le module Zvezda de la Station spatiale internationale. Les petits moteurs vernier de la navette furent aussi allumés pendant les opérations assistées pour récolter des données techniques afin de repropulser l'ISS. À la fin de l'arrimage, Atlantis effectua une manœuvre de contournement de Mir, laissant Linenger à bord de la station pour l'incrément le plus mouvementé à ce jour.

Pendant cet incrément, Linenger devint le premier américain à faire une sortie extra-véhiculaire dans une station spatiale étrangère, et dans un scaphandre non-américain, effectuant le premier test américain du scaphandre Orlan-M aux côtés du cosmonaute russe Vasili Tsibliyev. Les 3 membres d'équipage de l'expédition EO-23 ont aussi effectué un contournement du Soyouz, se désarrimant d'abord d'un point d'amarrage de la station, puis se réarrimant à un autre endroit après un vol manuel. Cela fit de Linenger le premier américain à se désarrimer d'une station spatiale à bord de deux vaisseaux spatiaux différents (la navette spatiale et Soyouz).

Cependant, l'incrément ne s'est pas déroulé sans accroc ; Linenger et ses coéquipiers russes Vasili Tsibliyev et Aleksandr Lazoutkine firent face à quelques difficultés, dont le feu le plus grave arrivé à bord d'un engin spatial en orbite (causé par un générateur d'oxygène de secours), ainsi que des pannes de différents systèmes embarqués, une quasi-collision avec une capsule Progress pendant un test du système d'arrimage manuel et une panne totale de courant, ce qui amena un mouvement incontrôlé de la station dans l'espace.

Linenger fut finalement remplacé par l'astronaute anglo-américain Michael Foale, amené par Atlantis pendant STS-84 avec la spécialiste de mission russe Elena Kondakova. L'équipage de STS-84 transféra 249 objets entre les deux vaisseaux, ainsi que de l'eau, des échantillons expérimentaux, des provisions et du matériel. L'une des premières choses transférée sur Mir fut un générateur d'oxygène Elektron, particulièrement important après le feu du 23 février. De plus, pendant le désarrimage le 21 mai, l'équipage arrêta trois fois Atlantis en faisant marche arrière, pour collecter des données d'un capteur européen conçu pour une future rencontre du véhicule automatique de transfert européen de l'Agence spatiale européenne avec la Station spatiale internationale.

L'incrément de Foale se passa assez normalement jusqu'au 25 juin, quand pendant le deuxième test du système d'arrimage manuel du Progress, TORU, le vaisseau de ravitaillement heurta un panneau solaire du module Spektr et s'écrasa contre la coque externe de ce module, y faisant un trou causant une dépressurisation de la station, la toute première qui se déroula en orbite dans l'histoire de l'astronautique. Seule de rapides actions de la part de l'équipage (coupure des câbles menant au module et fermeture du sas du Spektr's), évitèrent l'abandon de la station par une capsule de sauvetage Soyouz. Leur efforts menèrent à la stabilisation de la pression de l'air, tandis que la pression du Spektr, qui contenait beaucoup d'expériences de Foale ainsi que ses effets personnels, tomba à 0. Heureusement, la nourriture, l'eau, et autres ravitaillements de première nécessité se trouvaient dans d'autres modules, et une récupération et réorganisation remarquable par Foale et la communauté scientifique maximisa le retour des données scientifiques.

Dans le but de restituer la puissance et les systèmes perdus suite à l'isolation de Spektr et pour tenter de localiser la fuite, le nouveau commandant de Mir, Anatoli Soloviev et l'ingénieur de vol Pavel Vinogradov effectuèrent une opération de sauvetage risquée, entrant dans le module vide pendant une sortie extra-véhiculaire appelée IVA, inspectant l'état du matériel et passant des câbles des systèmes de Spektr au reste de la station en passant par un sas spécial. Poursuivant leurs premières investigations, Foale et Soloviev menèrent une sortie extra-véhiculaire de 6 heures à la surface de Spektr pour inspecter les dégâts du module perforé.

Après ces accidents, le congrès et la NASA envisagèrent d'abandonner le programme par souci de la sécurité des astronautes, mais l'administrateur de la NASA, Daniel Goldin, décida de continuer le programme, avec le prochain vol, STS-86, qui amènerait l'astronaute du prochain incrément David Wolf à bord de Mir.

STS-86 réalisa le septième arrimage entre la navette et Mir, le dernier de 1997. Pendant la visite d'Atlantis, les membres d'équipage Titov et Parazinski effectuèrent la première sortie extra-véhiculaire américano-russe pendant une mission de la navette, et la première dans laquelle un russe portait un scaphandre américain. Pendant la sortie de 5 heures, le duo fixa un panneau solaire de 58 kg au module d'amarrage, pour une future tentative de l'équipage de reboucher la fuite dans la coque du Spektr. La mission ramena Foale sur Terre, avec des échantillons, du matériel et un vieux générateur d'oxygène, et amena Wolf dans la station pour son incrément de 128 jours. Wolf avait à l'origine été planifié pour être le dernier astronaute de Mir, mais il fut choisi pour aller dans l'incrément à la place de Wendy Lawrence. Lawrence avait été jugée inéligible pour le vol dû à un changement dans les besoins des Russes après la collision avec le cargo de ravitaillement Progress. Les nouvelles règles nécessitaient que tous les membres d'équipage de Mir soient entraînés et prêts pour des sorties dans l'espace, mais un scaphandre russe ne pouvait être préparé pour Lawrence pour le jour du vol.

Fin de la phase 1 (1998)

Le dernière année de la phase un débuta avec le vol de la Endeavour pour STS-89. La mission amena le cosmonaute Salizhan Charipov sur Mir et Andy Thomas remplaça David Wolf, qui était resté 119 jours dans la station.

Pendant son incrément, le dernier du programme, Thomas travailla sur 27 expériences scientifiques dans le domaine de la technologie avancé, des sciences de la vie et de la terre, de la micro-gravité et de la diminution des risques à bord de l'ISS. Son séjour sur Mir, est considéré comme le plus calme de la phase un du programme, il comportait les « Lettres de l'avant-poste » hebdomadaire écrites par Thomas, marqua deux étapes importantes pour la longueur des vols spatiaux : 907 jours consécutifs dans l'espace par des astronautes américains depuis le lancement de Shannon Lucis avec la mission STS-76 en mars 1996, et près de 1 000 jours d'occupation par des astronautes américains depuis le séjour de Norman Thagard en mars 1995.

Thomas retourna finalement sur Terre avec la dernière mission du programme, STS-91. Cette mission mit fin à la phase un, avec les équipes de EO-25 et STS-91 transférant de l'eau sur Mir et échangeant 2 300 kg de provisions et d'expériences entre les deux vaisseaux. Les expériences de longue durée américaines qui étaient à bord de Mir furent transférées sur Discovery et stockées au milieu du compartiment de charges utiles et dans le module Spacehab. Quand les sas furent fermés pour le désarrimage à 13:07 UTC le 8 juin et le vaisseau détaché à 04:01 UTC de ce jour, le volet final des opérations d'arrimage Shuttle-Mir fut achevé et ce fut la fin de la phase un du programme de la station spatiale internationale.

Phases deux et trois : ISS (1998–2010)

La phase un du programme s'acheva avec l'atterrissage de Discovery le 12 juin 1998. Cependant, les techniques apprises et l'équipement développé pendant le programme continuèrent à servir pendant le développement de l'exploration spatiale avec le début de la phase deux le 20 novembre 1998. Ce jour vit le lancement de la fusée russe Proton transportant le premier module de la station spatiale internationale, le bloc Zarya. Ce premier des modules de l'ISS fournit de l'électricité, de la place de stockage, et peut propulser et guider la station pendant la première étape de son assemblage. Il s'agit de la colonne vertébrale de l'ISS.

À partir de février 2008, la station spatiale internationale consistait en huit modules pressurisés, trois panneaux solaires et une grande structure interconnectée, et était déjà le plus grand engin spatial de l'histoire. L'arrivée du module Destiny en 2001 marqua la fin de la phase deux et le début de la phase trois, l'assemblage final de la station, aujourd'hui en cours.

Le station complète sera composée de cinq laboratoires et pourra accueillir a membres d'équipage. Avec plus de 1 000 de volume pressurisé et une masse de 400 tonnes, elle aura presque deux fois la taille de l'assemblage de Mir et de la navette spatiale. La coopération internationale continuera pendant les phases deux et trois dans le domaine de la recherche en micro gravité, particulièrement dans des vols spatiaux de longue duré. Ces recherches fourniront une quantité considérable d'informations pour des expéditions de longues durées vers la Lune ou vers Mars.

Après le le désorbitage volontaire de Mir le 23 mars 2001, l'ISS devint la seule station spatiale actuellement en orbite autour de la Terre. L'héritage de Mir est toujours présent dans la station, rassemblant cinq agences spatiales dans l'exploration de l'espace, leurs permettant de préparer leur prochain saut dans l'espace, vers la Lune, vers Mars et au-delà.