L’ISS : architecture et objectifs scientifiques


Première partie : la station spatiale internationale

Les modules pressurisés de l’ISS

La partie habitable de la station spatiale est constituée d’une succession de modules pressurisés. En ne comptant que les éléments principaux et en partant du segment russe on rencontre le module de service Zvezda, le module de stockage Zarya, le nœud central Unity, le laboratoire américain Destiny puis le nœud Harmony. Cet axe principal possède une longueur totale de 51 mètres.

Perpendiculairement à cet axe, au niveau du nœud Harmony, sont attachés le laboratoire européen Columbus et le laboratoire japonais Kibo. D’autres modules sont fixés aux éléments principaux : des modules d’amarrage et de stockage, un sas américain (Quest) et le troisième nœud américain (Tranquility) avec la coupole d’observation européenne (Cupola) d’où nous proviennent de magnifiques images de la Terre. Avec tous ces éléments, le volume habitable total atteint les 388 mètres cubes.

La poutre de l’ISS

La structure la plus imposante de la station est une poutre de 108 mètres de long formée de onze segments. Elle est orthogonale à l’axe des modules pressurisés et le croise au niveau du laboratoire Destiny. Cette poutre porte quatre paires de panneaux solaires de 35 mètres de long et de 12 mètres de large, ce qui donne une dimension totale de 73 mètres à la station dans la direction des panneaux.

La poutre sert aussi de support à d’autres éléments : de grands radiateurs qui permettent d’éliminer la chaleur accumulée par les panneaux solaires, une voie ferrée où se déplace le bras robotique canadien, ainsi que des expériences scientifiques comme le spectromètre magnétique Alpha qui observe les rayons cosmiques.

Plan de la station spatiale internationale

La station spatiale internationale dans sa configuration presque définitive après la mission STS-134 de la navette spatiale : une masse totale de 420 tonnes et une surface de 108 mètres par 73 mètres. Crédit : Wikimedia Commons

Les objectifs de la station spatiale internationale

La station spatiale a de nombreux objectifs scientifiques et technologiques dont nous n’énumérerons que quelques exemples. En médecine spatiale, l’objectif majeur est d’étudier les effets de séjours prolongés en apesanteur sur le corps humain. On citera par exemple la diminution des masses musculaire et osseuse ou les effets des rayons cosmiques. Ces études sont vitales en vue des longues missions habitées qui partiront un jour vers Mars ou au-delà.

En physique fondamentale, on peut citer le spectromètre magnétique Alpha qui étudie les rayons cosmiques à la recherche d’antimatière et de matière noire, mais aussi de nombreuses expériences sur la physique des fluides, les atomes à très basse température ou la relativité générale par exemple.

De nombreux objectifs s’appliquent à la vie de tous les jours. En biologie, les expériences passées ont montré que l’apesanteur provoque des modifications dans des bactéries comme les salmonelles, par exemple dans leur taux de croissance, leur résistance aux antibiotiques, leur virulence ou leurs gènes. L’étude de ces bactéries en apesanteur pourrait donc conduire à l’élaboration de nouveaux traitements, en particulier à celle de vaccins.

En science des matériaux, les expériences en apesanteur permettent d’éliminer des effets dus à la gravité comme la sédimentation ou la convection, ce qui permet de mieux étudier certains processus physiques et devrait aboutir à l’amélioration de techniques industrielles utilisées sur Terre.

Le spectromètre magnétique Alpha

La poutre de la station spatiale internationale après l’installation du spectromètre magnétique Alpha (un peu à gauche du centre) lors de la mission STS-134 de la navette spatiale Endeavour en mai 2011. Crédit : NASA

De l’argent bien dépensé ?

Evidemment, de nombreuses voix se sont élevées pour pointer du doigt des débouchés somme toute relativement limités pour un investissement de 150 milliards de dollars. On répondra qu’il est peut-être trop tôt pour obtenir un verdict puisqu’une grande partie des activités était jusqu’à récemment consacrée à l’assemblage de la station spatiale plutôt qu’à la recherche.

Au-delà de l’aspect scientifique et technologique, l’ISS a été un magnifique exemple de diplomatie et de collaboration internationale, en particulier avec la Russie. Elle est aussi une plateforme d’observation de la Terre plus flexible que les satellites, un formidable outil d’éducation et de promotion de la science et, qu’on le veuille ou non, la Terre n’est pas éternelle et l’avenir de l’Homme est à long terme dans l’espace.

La Terre depuis la station spatiale internationale

Une image magnifique de la partie orientale de la Méditerranée prise depuis la station spatiale internationale en octobre 2010. On aperçoit en particulier le Nil, le Caire, Alexandrie, la péninsule du Sinaï, Chypre. La fine courbe brillante qui suit l’horizon est due à la lumière nocturne produite par l’atmosphère terrestre. Crédit : NASA


Page mise à jour le 12 juin 2016 par Olivier Esslinger