Jangada - Tour du monde en voilier: Billet N°42 – Au Centre Spatial Guyanais

Lundi 1er Février 2010

Bonjour à tous !

Aujourd’hui, nous avons laissé le bateau sur la rivière Mahury, à Degrad des Cannes, et, avec une Peugeot 107 de location, nous nous sommes rendus à Kourou, à une soixantaine de kms de Cayenne, pour visiter le Centre Spatial Guyanais, et le Musée de l’Espace. Papa m’a servi d’assistant (il a pris des notes et les photos), d’habitude, à bord c’est plutôt l’inverse !

Bienvenue au CSG, bienvenue dans l’espace !

Suivez-moi !

• Le Centre Spatial Guyanais…

Le CSG, Centre Spatial Guyanais, est le « port spatial de l’Europe », d’où sont tirés les fusées (qu’on appelle « lanceurs », car ils lancent les satellites) Ariane - en ce moment la version Ariane 5, la plus puissante – mais aussi, à partir de cette année 2010, les lanceurs Soyuz d’origine soviétique (on l’appelle le lanceur « mythique » car il existe depuis 1957, il est très « agricole », mais très fiable), et Vega, d’origine italienne. La charge utile du lanceur Ariane 5 est de 10 tonnes (en 1 ou 2 satellites), celle du lanceur Soyuz est de 3,15 tonnes, et celle du lanceur Vega de 1,5 tonne.

Le lanceur Soyuz va bientôt disposer de son propre pas de tir à 13 kms plus à l’ouest que celui d’Ariane 5, tandis que le lanceur Vega utilise un pas de tir proche de celui d’Ariane 5. Ainsi, ARIANESPACE, la société qui commercialise les lanceurs européens, dispose désormais d’une gamme complète de lanceurs. Si vous m’avez bien suivi jusque là, vous aurez ainsi compris qu’on ne va pas tirer une fusée de type Ariane 5 (le lanceur « lourd ») pour lancer un petit satellite d’observation militaire de 1200 kgs, mais une fusée Vega. Un satellite scientifique de 2800 kgs utilisera, lui, un lanceur Soyuz, de moyenne capacité. Ariane 5, c’est une fusée puissante réservée aux grosses charges utiles. Capito ? J’en vois déjà qui commence à être largués…

• Le CSG, un site bien gardé…

La sécurité du Centre Spatial Guyanais est assurée par les Sapeurs Pompiers de Paris, qui ont un statut militaire, par la Légion Etrangère (pas des rigolos), et par la Gendarmerie Nationale. Le CSG occupe une surface de 900km2, équivalente à celle de l’île de la Martinique, à proximité de la ville de Kourou, en direction de Sinnamary, le long du littoral de la Guyane. Le CSG est la propriété du CNES, le Centre National d’Etudes Spatiales, créé par le Général de Gaulle en 1961, pour assurer à la France et à l’Europe son autonomie spatiale. Merci au Général pour sa vision de l’avenir… Les coûts de fonctionnement du CSG sont pris en charge par l’ESA (Agence Spatiale Européenne) à hauteur de 2/3 et par le CNES à hauteur d’1/3. Le CNES gère le CSG. Quand vous entrez sur le site du CSG, vous remplissez une fiche de renseignements, vous déposez votre passeport, et on vous remet un badge, vous êtes souvent contrôlé, et on ne vous laisse jamais seul.

• Dans le rôle principal…

Les principaux acteurs présents au CSG sont ARIANESPACE, le CNES et l’ESA. ARIANESPACE est une société privée qui commercialise les lanceurs européens en Europe et dans le monde. ARIANESPACE, c’est donc le commercial du projet, qui achète au CNES le lanceur, et qui vend le lancement à son client. ARIANESPACE assure la responsabilité du lancement et l’interface avec le client. ARIANESPACE contracte 50% du marché mondial de lancement de satellites. Pas mal, non !

Le CNES, c’est le scientifique, l’ingénieur du projet, qui développe la technologie spatiale et la met en œuvre. C’est un établissement public dont la mission est de proposer et de conduire la politique spatiale de la France au sein de l’Europe. Le CNES emploie 1450 personnes sur le site du CSG en Guyane, dont il est propriétaire et gestionnaire, et fait travailler directement plus de 30 000 personnes en Europe et plusieurs centaines de milliers chez ses sous-traitants. L’ESA (European Spatial Agency), l’Agence Spatiale Européenne, c’est le financier du projet. L’ESA met en œuvre le programme spatial européen et assure la coordination entre les différentes nations participant au projet.

Allez, tout le monde au boulot, et chacun son job !

Prochain lancement d’Ariane 5 : 24 mars 2010 !

• Un peu d’histoire…

Rappelez-vous ! (enfin, ça, c’est Papa qui me le dit !)

Le 4 Novembre 1957, le premier satellite de l’histoire, Spoutnik – 1, 83 kgs, était lancé depuis la base spatiale de Baïkonour, en URSS.

Le 31 Janvier 1958, les américains lançaient leur premier satellite, Explorer – 1, 14 kgs, depuis la base spatiale de Cap Canaveral, en Floride.

Le premier homme à avoir été envoyé dans l’espace fut le soviétique Youri Gagarin, un pilote de chasse russe de 27 ans. Il fit le tour de la Terre en 1H30 le 12 Avril 1961.

Le 26 Novembre 1965, la France lance le premier satellite national, Astérix, 40 kgs, depuis la base d’Hammaguir, en Algérie.

Plus tard, le 20 Juillet 1969, lors de la mission Apollo 11, les américains Neil Armstrong et Buzz Aldrin se posèrent sur la Lune dans le module lunaire. Quelques heures plus tard, Neil Armstrong fut le premier homme à marcher sur la Lune.

Il déclara : « C’est un petit pas pour l’homme, mais … un grand pas pour l’humanité ! »

Le 24 Décembre 1979 avait lieu, au Centre Spatial Guyanais, le premier tir d’Ariane, un vol de démonstration. 30 ans d’espace, 30 ans de Guyane ! (voir photo)

Le 23 Mai 1984, ce fut le premier tir commercial du programme Ariane.

Depuis, 194 tirs d’Ariane, tous modèles confondus, ont eu lieu au Centre Spatial Guyanais. L’aventure spatiale continue…

• Quizz numéro 1…

- Sur 10 satellites construits et lancés actuellement, 9 sont des satellites de télécommunication. Arrêtez vos portables ! Le plus gros satellite de télécommunication envoyé dans l’espace depuis Kourou, par Ariane 5, pesait 7900kgs. Plus de 4000 satellites ont été lancés dans l’espace depuis le début de la conquête spatiale.

- La version Ariane 4, abandonnée en 2003, et tirée à 116 reprises depuis le CSG, a mis en orbite un total de 186 satellites.

- Ariane 5 a pris le relais d’Ariane 4 depuis 7 ans, avec 48 tirs déjà effectués.

- L’ordre de grandeur du coût de lancement global d’un satellite est de 100 à 150 millions d’euros par satellite, non compris le prix de construction du satellite ! On peut retenir, pour le coût du lancement, le chiffre de 15000 US $ par kg de satellite…

Ca fait cher du kilo ! Rendez-vous compte, pour le satellite de 7900 kgs lancé récemment par Ariane 5, la facture était de 7900 kgs x 15000 US$ = 118 500 000 US $, plus de 118 millions de dollars !

Rassurez-vous, en cas d’échec, la société ARIANESPACE rembourse son client… ! Bonjour le coût de la prime d’assurance !

- Lors des lancements, le vent sur le pas de tir, ne doit pas dépasser 36km/h, et il ne doit pas porter vers les villes proches de Kourou et Sinnamary, pour le cas où la fusée … exploserait !
• Le choix du site de Kourou, en Guyane…

Pourquoi le CSG a-t-il été installé à Kourou, en Guyane française ?

D’abord, Kourou, c’est la France (la Guyane est un département français d’outre-mer), mais le site de Kourou présentait aussi d’autres avantages :

- situation proche de l’équateur (5°N), qui permet un lancement économique des satellites géostationnaires

- accès pratiquement direct aux orbites équatoriales

- gain de vitesse de lancement du à la vitesse de rotation de la Terre, plus élevée à l’équateur, 1650 km/h

- possibilité de lancement sur toutes les orbites possibles

- survol d’une zone non peuplée, l’Océan Atlantique, pendant la phase critique du lancement, les tirs s’effectuant vers le nord et l’est

- région à l’abri des cyclones et des séismes.
Par exemple, le lanceur Soyuz voit sa charge utile passer de 1,8 tonne à Baïkonour à 3,15 tonnes à Kourou, soit un gain de 1350 kgs de charge utile. D’une manière générale, le site spatial de Kourou permet un gain de charge utile de 20 à 30% par rapport aux deux principaux sites concurrents de Cap Canaveral et Baïkonour. Intéressant, non !
• La logistique d’Ariane 5…

Le lanceur Ariane 5 est conçu et fabriqué dans une multitude de bureaux d’études et d’usines en Europe. Ses éléments sont rassemblés au Havre, où ils sont embarqués à bord de deux navires spécialisés, les « MN Toucan » et « MN Colibri ». Ils sont ainsi acheminés à Kourou, à l’appontement de Pariacabo, sur la rivière Kourou. De là ils sont transférés au CSG. Certains éléments, comme les satellites, sont chargés à bord d’avions Antonov russes, qui arrivent à l’aéroport de Rochambeau près de Cayenne.

Les installations du CSG comprennent différents sites nécessaires à la préparation du lanceur et du (des) satellite(s). Il y a d’abord les usines d’oxygène et d’hydrogène liquides, l’usine de propergol, le BEAP banc d’essai des accélérateurs à poudre (boosters), le BIP bâtiment d’intégration des propulseurs, et le BPE bâtiment de préparation des étages. Pour la phase d’intégration et de lancement (voir photo), le CSG dispose du BIL bâtiment d’intégration lanceur (voir photo), et enfin du BAF bâtiment d’assemblage final. Le lanceur est amené sur le pas de tir sur des chariots géants en empruntant une double voix ferrée, à la vitesse maximale de 4 km/h.. Pour le lancement, le CSG dispose du CDL centre de lancement (avec sa salle de contrôle), du pas de tir proprement dit, et du centre Jupiter, où se trouve la direction des opérations de lancement, avec le DDO, Directeur des Opérations, qui prononce le décompte final du tir, aujourd’hui symbolique.

La salle de contrôle du centre de lancement se trouve à 3,2 kms du pas de tir. Lors d’un lancement, les hommes les plus proches à l’air libre se trouvent à une distance de 5 kms du pas de tir. La salle Jupiter, quant à elle se trouve à 12 kms du pas de tir.

Après le décollage du lanceur, la trajectoire de la fusée est suivie par 4 stations de poursuite : Natal au Brésil, l’île de l’Ascension, dans l’Atlantique sud, Libreville au Gabon, et Malindi au Kénya. Des stations de télémesures rapprochées sont aussi implantées dans les environs du CSG, et sur l’île Royale, aux îles du Salut, dont Adélie vous parlera dans le prochain billet.

Le temps minimum d’intégration d’un lanceur est de 6 semaines.

Au CSG, l’intervalle de temps minimum entre deux tirs a été de 28 jours.

Le prochain tir d’un lanceur Ariane 5 est prévu le 24 mars prochain.

J’aurais bien aimé y assister !
• Le lanceur Ariane 5 de dernière génération…

Le lanceur Ariane 5, dans sa dernière version ECA, capable d’emmener jusqu’à 10 tonnes de charge utile, est composé du corps central qui comprend la coiffe, la charge utile (le ou les satellites) avec le moteur de satellisation Vinci, le réservoir principal, le moteur principal Vulcain, et les deux accélérateurs à poudre, dits « boosters ». Il y a donc 4 moteurs différents à bord du lanceur. La masse de la fusée au décollage est de 850 tonnes. Les 2 boosters comportent chacun 240 tonnes de propergol solide, un carburant se présentant sous la forme d’une mousse solide verte. La poussée au décollage est de 1600 tonnes sur Ariane 5. Le réservoir du moteur Vulcain, situé dans le corps central, contient 175 tonnes de matières propulsives liquides, de l’hydrogène liquide à – 253°C et de l’oxygène liquide à – 153°C ! Un assemblage délicat à manipuler…

Ainsi, sur une masse totale au décollage de 850 tonnes, 90% sont constitués de matières propulsives (carburant et comburant), 9% de structure lanceur (essentiellement carbone, acier et aluminium), et 1% de charge utile (satellite).

Ariane 5, c’est surtout un énorme réservoir ! Avec quelques accessoires…

Le moteur Vulcain est l’élément le plus complexe de la fusée Ariane. Sa mise au point a demandé plus de 15 ans de travail à la Société Européenne de Propulsion (mon oncle Louis y a travaillé, à la fin des années 70 !). Il consomme de l’hydrogène et de l’oxygène liquides, mail il est gourmand, le bougre ! Il pèse 1650 kgs et est … 20 fois plus puissant que celui qui équipait la fusée Ariane 4 !

Rendez-vous compte, chaque seconde, les deux turbo-pompes qui l’alimentent injectent 265 kgs d’ergols dans sa chambre de combustion, où règne une température de 3500°C ! La turbo-pompe à hydrogène tourne à 34500 tours/minute, et développe 16000 CV de puissance ! Hallucinant !

Ce qui est incroyable, c’est que cette merveille de technologie ne fonctionne que 9 minutes et 30 secondes, après, il est définitivement perdu ! Quel gâchis ! Mais apparemment, on ne sait pas faire autrement.

Le lanceur Ariane 5, c’est du jetable, ça ne sert qu’une fois !

Pour limiter l’échauffement au décollage à proximité de la table de lancement, les gaz d’échappement sont dirigés dans des tuyères d’évacuation géantes, et 1 000 000 de litres d’eau sont déversés à partir d’un château d’eau proche du pas de tir (voir photo), sur ce dernier. Ainsi, aucun élément solide du pas de tir ne voit sa température dépasser 100°C. La tour de lancement et le lanceur sont protégés de la foudre par 4 mâts parafoudre à sommet rouge (voir photos).

Aujourd’hui, au moment du lancement, c’est une séquence synchronisée totalement autonome qui prend la commande de toutes les opérations, 7 minutes avant le décollage du lanceur. 7 secondes avant le décollage, les moteurs des boosters s’allument, et à partir de là, plus aucune intervention humaine n’est possible pour empêcher le tir, à l’exception de la commande de destruction de la fusée…

Le décompte vocal prononcé par le DDO (Directeur des Opérations) dans la salle de contrôle du Centre Jupiter, c’est pour le folklore, la télévision, et les journalistes…

• Quizz N°2 …

Un objet satellisé suit une trajectoire bien précise : c’est son orbite. La forme de cette orbite est déterminée par la vitesse et la direction données au départ par la fusée. Il existe une infinité d’orbites possibles. Les deux points les plus caractéristiques d’une orbite sont l’apogée (point le plus éloigné de la Terre) et le périgée (point le plus proche de la Terre).

Sur les quelques 4000 satellites lancés depuis Spoutnik-1, environ 400 sont en fonctionnement aujourd’hui. Les autres gravitent encore autour de la Terre, inertes, ou bien ont été détruits en rentrant dans l’atmosphère terrestre.

L’espace est encombré de débris, réservoirs de fusées, fragments de satellites, objets spatiaux divers, qui constituent un réel danger pour les spationautes et les satellites en fonctionnement.

Les satellites sont-ils immobiles dans l’espace ?

Non, tous les satellites se déplacent à grande vitesse dans l’espace. C’est ce qui leur permet de rester sur leur trajectoire autour de la Terre.

Quand tu lâches une balle, elle tombe à tes pieds sur le sol. Mais si tu lances la balle devant toi, elle suit une trajectoire plus longue et retombe plus loin sur le sol.

Plus tu la lances vite, plus elle va loin. Imagine maintenant que tu puisses lancer ta balle à la vitesse de 28000 km/h. Si elle ne rencontrait aucun obstacle sur son trajet, elle ne retomberait pas sur le sol, elle serait satellisée.

Elle tournerait en permanence autour de la Terre.

En réalité, sur Terre, les frottements de l’air empêchent la balle d’atteindre une telle vitesse. Pour satelliser un objet, la fusée doit l’emmener au-delà de l’atmosphère terrestre (là où il n’y a plus d’air, donc plus de frottement), et le propulser dans la bonne direction avec une très grande vitesse.

Ensuite, l’objet satellisé est condamné au mouvement.

Dans l’espace, rien n’est immobile.

Les satellites sont des machines étonnantes qui fonctionnent de façon totalement automatique. Chacun a une ou plusieurs missions bien définies, et dispose des instruments d’observation et de mesure adaptés. Tous les satellites, outre les équipements particuliers liés à leur mission, ont des éléments communs : panneaux solaires pour la production d’énergie électrique, ordinateur de bord, capteurs et antennes, et moteurs. Les moteurs du satellite le conduisent sur sa trajectoire (orbite) définitive après le lancement, puis, au cours de la vie active du satellite, corrigent les défauts de trajectoire qu’il peut subir. La capacité des réservoirs de ces moteurs limite souvent la durée de vie utile du satellite, qui, autrefois de l’ordre de 5 ans, peut aujourd’hui atteindre une vingtaine d’années !

• Les animaux du CSG…

Sur le terrain du CSG, on trouve différents types d’animaux qui affectionnent le programme Ariane. Parmi eux, les habitants les plus proches du lanceur quand il décolle sont les caciques jaunes, ou « culs jaunes », de petits oiseaux qui font leurs nids à 150 mètres du pas de tir… Les piolettes, petits oiseaux noirs couramment utilisés dans les paris (de chant) qu’affectionne la population surtout asiatique de Guyane, sont également fréquentes au CSG. Il y a quelques années, les légionnaires avaient repéré une famille de jaguars sur le terrain du Centre, et actuellement une famille de pumas y a été vue.
Après notre visite du CSG, nous avons été reçus à dîner par Jean-Jacques Auffret et son épouse, le numéro 2 sur place d’Arianespace, un ami d’oncle Louis. Pendant le délicieux repas créole, il nous a raconté leur vie en Guyane, leurs week-ends sur les rivières et aux îles du Salut, et dans la forêt.

Puis nous sommes rentrés sur Cayenne et avons rejoint le bateau, entre deux averses.

J’étais ravi de ma journée, j’ai appris un tas de choses, et j’espère … que vous aussi, parce que rédiger ce billet pour le blog, c’était du boulot !
Marin