ISRO, l’agence spatiale indienne

Chapitre 1 · 1962 – 2012 Une agence née d’une vision

L’Organisation indienne de recherche spatiale, l’ISRO, est née de la vision de Vikram Sarabhai. Il lui faudra plus de quarante ans pour viser Mars.

INCOSPAR, puis l’ISRO

En 1962, le gouvernement indien crée le Comité national indien pour la recherche spatiale, l’INCOSPAR, selon la vision de Vikram Sarabhai. Le 15 août 1969, l’Organisation indienne de recherche spatiale, l’ISRO, lui succède. En 1972, l’Inde crée un département de l’Espace et place l’ISRO sous son autorité. Le président de l’ISRO est aussi secrétaire de ce département et président de la Commission de l’espace.

Une agence répartie

Le siège de l’ISRO est à Bangalore. Les lanceurs sont conçus au centre spatial Vikram-Sarabhai, à Thiruvananthapuram ; les satellites au centre U. R. Rao, à Bangalore ; ils sont assemblés et lancés au centre spatial Satish-Dhawan, à Sriharikota. D’autres centres développent les étages à ergols liquides et cryogéniques, les capteurs et les applications, et reçoivent les données de télédétection. Les lanceurs de l’agence s’appellent PSLV et GSLV.

Sources : ISRO, page « Profile » (INCOSPAR créé en 1962 selon la vision de Vikram Sarabhai, ISRO formée le 15 août 1969, département de l’Espace en 1972, gouvernance, siège à Bangalore, les centres et leurs rôles, PSLV et GSLV).

Chapitre 2 · 1963 – 1975 Thumba, les premières fusées

L’histoire spatiale indienne commence sur une plage du Kerala, près de l’équateur magnétique, avec de petites fusées venues d’Union soviétique et de France.

Un site choisi pour la science

En 1963, l’Inde établit à Thumba, près de Thiruvananthapuram, dans l’État du Kerala, une station de lancement de fusées : la Thumba Equatorial Rocket Launching Station, ou TERLS. L’endroit n’est pas choisi au hasard. Il se trouve tout près de l’équateur magnétique, la ligne autour de laquelle le champ magnétique terrestre est parallèle au sol. Les phénomènes de la haute atmosphère y prennent des formes particulières, et les scientifiques veulent les étudier sur place, en y envoyant des instruments.

Selon l’ISRO, l’installation de cette station a représenté un saut considérable pour l’aéronomie, la science de la haute atmosphère, et pour les sciences atmosphériques en Inde. Pour la première fois, les chercheurs indiens pouvaient mesurer directement, à l’aide d’instruments emportés par des fusées, ce qui se passait à des dizaines de kilomètres au-dessus de leurs têtes.

Le 21 novembre 1963

Le 21 novembre 1963, la première fusée-sonde décolle de Thumba. L’ISRO considère cette date comme le début du programme spatial indien. Une fusée-sonde n’a pas pour but de placer un satellite en orbite : elle monte, mesure, puis retombe. C’est un outil modeste, mais idéal pour apprendre.

Les premières fusées lancées depuis Thumba ne sont pas indiennes. Ce sont des engins à deux étages importés de Russie, les M-100, et de France, les Centaure. Les premiers pouvaient emporter 70 kilogrammes d’instruments jusqu’à 85 kilomètres d’altitude ; les seconds montaient à 150 kilomètres avec une charge d’environ 30 kilogrammes. Dès le départ, le programme indien s’appuie ainsi sur la coopération internationale.

Apprendre à fabriquer ses propres fusées

Dès 1965, l’Inde commence à lancer des fusées-sondes fabriquées sur son sol. Selon l’ISRO, l’expérience acquise s’est révélée d’une valeur immense pour maîtriser la technologie des propergols solides, ces mélanges qui brûlent sans avoir besoin d’un oxydant extérieur. En 1975, toutes les activités de fusées-sondes sont regroupées dans le programme Rohini.

La RH-75, d’un diamètre de 75 millimètres, est la première fusée-sonde véritablement indienne. Elle est suivie par les RH-100 et RH-125. L’ISRO décrit ce programme comme le socle sur lequel s’est construite toute sa technologie des lanceurs : les mêmes savoir-faire, la même discipline des essais et les mêmes matériaux serviront plus tard aux fusées capables d’atteindre l’orbite.

Une école de patience

Les fusées-sondes ont un autre avantage, que l’ISRO souligne : elles servent de plateformes bon marché pour essayer des composants et des sous-systèmes destinés aux futurs lanceurs et satellites. Plusieurs fusées peuvent être lancées le même jour, ou depuis plusieurs sites à la fois pour des campagnes coordonnées.

Cette progression, du petit au grand, de l’importé au fabriqué sur place, se retrouve dans toute l’histoire de l’agence. Elle annonce la manière dont l’Inde abordera Mars cinquante ans plus tard : par une mission sobre, soigneusement dimensionnée, construite sur des technologies déjà maîtrisées.

Sources : ISRO, page « Sounding Rockets » (TERLS établie en 1963 à Thumba, près de l’équateur magnétique ; première fusée-sonde lancée le 21 novembre 1963, début du programme spatial indien ; M-100 russes et Centaure françaises, performances ; fusées indiennes lancées à partir de 1965 ; programme Rohini en 1975 ; RH-75, RH-100, RH-125 ; socle de la technologie des lanceurs ; plateformes d’essai, campagnes coordonnées). L’explication de l’équateur magnétique et des propergols solides est la nôtre.

Chapitre 3 · 1979 – 2023 Des fusées pour l’orbite

De la petite SLV-3 de 17 tonnes à la puissante LVM3, l’Inde a construit pas à pas une famille de lanceurs. C’est l’un d’eux, la PSLV, qui emmènera sa sonde vers Mars.

SLV-3, l’entrée dans le club

La SLV-3 est le premier lanceur de satellites expérimental de l’Inde. C’est une fusée à quatre étages, tous à propergol solide, qui pèse 17 tonnes pour 22 mètres de haut, et qui peut placer des satellites d’environ 40 kilogrammes en orbite basse. Son premier vol expérimental, en août 1979, n’est qu’un succès partiel.

Le 18 juillet 1980, depuis la base de Sriharikota, la SLV-3 place en orbite le satellite Rohini RS-1. Selon l’ISRO, l’Inde devient alors le sixième membre du cercle restreint des nations capables d’accéder à l’espace par leurs propres moyens. Deux autres lancements suivent, en mai 1981 et en avril 1983, avec des satellites Rohini équipés de capteurs d’observation de la Terre. La SLV-3 se guidait en suivant un programme d’inclinaison enregistré à l’avance, sans corriger sa trajectoire en vol.

ASLV, le lanceur des apprentissages

L’ASLV, lanceur de satellites « augmenté », doit tripler la capacité de la SLV-3 pour atteindre 150 kilogrammes en orbite basse. C’est une fusée de 40 tonnes et 24 mètres, à cinq étages tous solides. L’ISRO la décrit comme un véhicule intermédiaire peu coûteux destiné à valider des technologies indispensables aux lanceurs suivants : les propulseurs d’appoint fixés sur les côtés, la navigation inertielle, la coiffe élargie, l’assemblage vertical et le guidage en boucle fermée, qui corrige la trajectoire en vol.

Quatre vols de développement ont lieu : le 24 mars 1987, le 13 juillet 1988, le 20 mai 1992 et le 4 mai 1994. Le troisième, ASLV-D3, place en orbite le satellite SROSS-C, de 106 kilogrammes ; le quatrième met en orbite SROSS-C2, de même masse, qui fonctionnera sept ans. Les pages de l’ISRO ne détaillent pas l’issue des deux premiers vols, qui ne figurent pas parmi les réussites qu’elles citent.

PSLV, le cheval de trait

La PSLV, lanceur de satellites en orbite polaire, devient l’outil le plus polyvalent de l’agence. Dans sa version la plus puissante, la PSLV-XL, elle pèse 320 tonnes pour 44 mètres de haut et 2,8 mètres de diamètre. Elle compte quatre étages : un premier étage à poudre contenant 139 tonnes de propergol, un deuxième propulsé par le moteur liquide Vikas, mis au point au début des années 1990, un troisième à poudre et un quatrième équipé de deux moteurs liquides, chargé de placer précisément les satellites sur leurs orbites. Selon les versions, zéro, deux, quatre ou six propulseurs d’appoint à poudre l’entourent.

La PSLV sait placer plusieurs satellites sur des orbites différentes au cours d’une même mission. En 2008, elle met en orbite dix satellites ; en 2016, huit satellites sur deux orbites distinctes ; lors de son 39e vol, la PSLV-C37, elle emporte un satellite d’observation Cartosat-2 et 103 satellites passagers. C’est aussi une PSLV, la C25, qui lance la sonde martienne Mangalyaan le 5 novembre 2013.

GSLV et LVM3, la maîtrise du froid

Pour envoyer des satellites lourds vers l’orbite géostationnaire, l’Inde développe la GSLV. Sa version Mark II, haute de près de 52 mètres, combine un premier étage à poudre de 139 tonnes, quatre propulseurs d’appoint liquides équipés chacun d’un moteur Vikas, un deuxième étage liquide et, au sommet, un étage cryogénique, qui brûle de l’hydrogène et de l’oxygène liquides maintenus à très basse température.

La LVM3, auparavant appelée GSLV Mark III, est le lanceur le plus puissant de l’agence. Haute de 43,5 mètres pour 4 mètres de diamètre, elle s’appuie sur deux énormes propulseurs à poudre, les S200, de 3,2 mètres de diamètre et chargés chacun de 205 tonnes de propergol ; sur un étage liquide de 115 tonnes, le L110, équipé de deux moteurs ; et sur un étage cryogénique, le C25, chargé de 28 tonnes d’oxygène et d’hydrogène liquides, qui fonctionne environ 646 secondes. C’est la LVM3 qui lance la mission lunaire Chandrayaan-3 en 2023, et c’est une version adaptée au vol habité qui doit emporter les premiers astronautes indiens.

SSLV, pour les petits satellites

Enfin, la SSLV, petit lanceur de satellites, répond à la demande croissante de petits engins. Longue de 34 mètres pour 2 mètres de diamètre et environ 120 tonnes au décollage, elle compte trois étages à poudre et un module liquide final qui ajuste la vitesse. Elle peut placer un satellite de 500 kilogrammes sur une orbite de 500 kilomètres.

Cette gamme complète est le fruit de quarante ans d’efforts continus. Elle donne à l’Inde ce dont toute ambition martienne a besoin en premier : un accès autonome à l’espace.

Sources : ISRO, page « SLV » (caractéristiques, vol partiel d’août 1979, Rohini RS-1 le 18 juillet 1980, sixième nation, vols de mai 1981 et avril 1983, guidage en boucle ouverte) ; ISRO, page « ASLV » (caractéristiques, technologies validées, quatre vols de développement et leurs dates, SROSS-C et SROSS-C2) ; ISRO, page « PSLV » (étages, versions, caractéristiques de la PSLV-XL, lancements multiples de 2008, 2016 et PSLV-C37) ; ISRO, page « Mars Orbiter Mission Spacecraft » (lancement sur PSLV-C25) ; ISRO, pages « GSLV » et « LVM3 » (étages et caractéristiques) ; ISRO, page « Chandrayaan-3 » (lancement par LVM3-M4) ; ISRO, page « Gaganyaan » (LVM3 adaptée au vol habité) ; ISRO, page « SSLV » (caractéristiques et capacité).

Chapitre 4 · 2008 – 2023 La Lune avant Mars

Avant de viser Mars, l’ISRO apprend à quitter l’orbite terrestre et à travailler autour d’un autre astre. En quinze ans, elle passe d’une sonde en orbite lunaire à un atterrissage près du pôle Sud de la Lune.

Chandrayaan-1, une première sonde lointaine

Le 22 octobre 2008, une PSLV lance depuis Sriharikota la sonde Chandrayaan-1, dont le nom signifie « vaisseau lunaire ». Pesant 1 380 kilogrammes au décollage et alimentée par 700 watts d’électricité, elle se place sur une orbite à 100 kilomètres de la surface de la Lune, pour en dresser des cartes chimiques, minéralogiques et géologiques.

La sonde emporte onze instruments scientifiques construits en Inde, aux États-Unis, au Royaume-Uni, en Allemagne, en Suède et en Bulgarie. Parmi les instruments indiens figurent une caméra de cartographie du relief, un imageur hyperspectral, un télémètre laser, un spectromètre à rayons X de haute énergie et une sonde d’impact, destinée à percuter la surface. Cette coopération internationale, dès la première mission lointaine, préfigure celle qui permettra plus tard de partager largement les données de Mangalyaan.

Une mission plus courte que prévu

Après avoir rempli ses principaux objectifs, Chandrayaan-1 voit son orbite relevée à 200 kilomètres en mai 2009. Elle effectue plus de 3 400 tours de la Lune. Le 29 août 2009, la communication avec la sonde est perdue, et la mission prend fin. Elle avait été conçue pour durer deux ans ; elle en aura fonctionné un peu moins d’un.

Cette fin prématurée contraste avec la longévité exceptionnelle que connaîtra Mangalyaan quelques années plus tard. Elle rappelle qu’une mission lointaine reste exposée à des défaillances que l’on ne peut pas réparer, et qu’il faut donc concevoir chaque sonde pour qu’elle remplisse l’essentiel de ses objectifs le plus tôt possible.

Chandrayaan-3, se poser enfin

Le 14 juillet 2023, une LVM3 lance Chandrayaan-3 depuis le deuxième pas de tir de Sriharikota. La mission a trois objectifs : démontrer un atterrissage en douceur sur la Lune, faire rouler un petit rover à sa surface et y conduire des expériences scientifiques. Elle comprend un module de propulsion, chargé d’amener l’ensemble jusqu’à l’orbite lunaire, et un module d’atterrissage, l’atterrisseur Vikram, qui abrite un petit rover de 26 kilogrammes. L’ensemble pèse 3 900 kilogrammes.

Le 23 août 2023, après plusieurs manœuvres de freinage en orbite lunaire, Vikram entame sa descente motorisée et se pose avec succès. Le site visé se trouve vers 69 degrés de latitude sud, dans une zone d’atterrissage de 4 kilomètres sur 2,4 kilomètres. Peu après, le rover descend la rampe de l’atterrisseur : l’Inde, selon les mots de l’ISRO, fait ses premiers pas sur la Lune.

Ce que l’atterrisseur devait savoir faire

Pour réussir ce posé, Vikram combinait des altimètres laser et radio, des vélocimètres, une centrale de navigation à gyroscopes laser, des moteurs liquides de 800 newtons dont la poussée pouvait être réglée, et une caméra de détection et d’évitement des obstacles reliée à un logiciel de traitement. Avant le vol, l’ISRO avait éprouvé ces systèmes sur Terre : en emportant les capteurs sous un hélicoptère, en suspendant un atterrisseur d’essai à une grue, et en testant les jambes d’atterrissage sur un sol imitant celui de la Lune.

Ce sont exactement les compétences qu’exigera un jour un atterrissage sur Mars : savoir où l’on est, à quelle vitesse on descend, et où il est sûr de se poser, sans aucune aide de la Terre pendant les dernières minutes.

Les premiers résultats

Pendant le jour lunaire qui suit, d’environ quatorze jours terrestres, les instruments travaillent. Le 28 août 2023, l’instrument LIBS du rover confirme sans ambiguïté, par des mesures sur place, la présence de soufre à la surface de la Lune. D’autres instruments mesurent la température du sol, écoutent ses vibrations et analysent le plasma proche de la surface. Les chercheurs de l’ISRO estiment aussi qu’environ 2,06 tonnes de régolithe ont été soulevées et déplacées sur 108,4 mètres carrés autour du site d’atterrissage, par le souffle des moteurs.

Début septembre 2023, l’atterrisseur et le rover sont placés en sommeil, dans l’espoir qu’ils se réveillent avec le retour du Soleil, vers le 22 septembre. L’ISRO tente ensuite d’établir la communication. Ce chiffre de deux tonnes de sol déplacé intéresse directement les futurs bâtisseurs de bases : sur Mars aussi, chaque atterrissage projettera du sol, ce qui impose d’éloigner les aires de posé des installations.

Sources : ISRO, page « Chandrayaan-1 » (lancement du 22 octobre 2008, masse, puissance, orbite de 100 km puis 200 km en mai 2009, onze instruments et pays, instruments indiens, plus de 3 400 orbites, perte de communication le 29 août 2009, durée prévue de deux ans) ; ISRO, pages « Chandrayaan-3 » et « Chandrayaan-3 Details » (lancement du 14 juillet 2023, objectifs, modules et masses, rover de 26 kg, technologies et essais de l’atterrisseur, site d’atterrissage, atterrissage du 23 août 2023, rover descendu sur le sol, mise en sommeil, réveil attendu vers le 22 septembre 2023) ; ISRO, page « Chandrayaan-3 Science Results » (soufre détecté par LIBS le 28 août 2023, 2,06 tonnes de régolithe sur 108,4 m²). Le nom Vikram est celui que l’ISRO donne à l’atterrisseur. Le rapprochement avec Mars est notre réflexion.

Chapitre 5 · 2013 – 2022 Mangalyaan, du premier coup

Pour sa première mission interplanétaire, l’Inde envoie un petit orbiteur vers Mars. Prévu pour six mois, il y travaille près de huit ans.

Le départ

La Mars Orbiter Mission, surnommée Mangalyaan, est d’abord un démonstrateur technique : il s’agit de concevoir, construire et lancer un orbiteur capable de fonctionner avec assez d’autonomie pendant le voyage, de se placer en orbite autour de Mars et d’y travailler. Elle vise la fenêtre de lancement de novembre 2013, l’une des occasions de transfert à énergie minimale qui reviennent environ tous les 780 jours. Le 5 novembre 2013, une fusée PSLV-C25 la lance depuis Sriharikota. La sonde est d’abord placée sur une orbite elliptique autour de la Terre ; six allumages de son moteur principal élèvent peu à peu cette orbite, jusqu’à la lancer sur une trajectoire de départ. Elle quitte la sphère d’influence de la Terre à 918 347 kilomètres de sa surface.

Le 24 septembre 2014

Après environ trois cents jours de voyage interplanétaire, le 24 septembre 2014, la sonde allume son moteur pour freiner et se fait capturer par Mars. L’Inde réussit cette mission complexe à sa première tentative ; l’ISRO devient la quatrième agence spatiale à placer un engin en orbite autour de Mars. Le coût de la mission est de 450 crores de roupies, soit 4,5 milliards de roupies.

Huit ans en orbite

La sonde porte cinq instruments : une caméra couleur, un spectromètre thermique infrarouge, un capteur de méthane, un photomètre et un analyseur de la composition de la haute atmosphère. Prévue pour six mois, jusqu’au 23 mars 2015, elle fonctionne près de huit ans. Elle mesure la composition de plusieurs gaz de l’exosphère martienne, découvre des atomes d’argon 40 « suprathermiques » qui suggèrent un mécanisme de fuite de l’atmosphère, observe une tempête de poussière, des nuages d’ondes au-dessus de la paroi sud de Valles Marineris, l’évolution des calottes polaires ; elle photographie pour la première fois la face cachée de la petite lune Deimos et réalise un atlas en couleurs de Mars. Plus de 7 200 utilisateurs, dont environ 400 de 50 pays, téléchargent ses données.

En avril 2022, lors d’une longue éclipse, le contact est perdu. L’ISRO pense que les ergols sont épuisés et que la sonde ne peut plus garder l’orientation nécessaire pour produire de l’électricité. Le 27 septembre 2022, elle la déclare irrécupérable : la mission est terminée.

Sources : ISRO, page « Mars Orbiter Mission Spacecraft » (lancement du 5 novembre 2013 sur PSLV-C25, quatrième agence en orbite martienne, première tentative, 450 crores de roupies, objectifs, cinq instruments) ; ISRO, « Mission profile » (fenêtre de novembre 2013, transferts à énergie minimale tous les 780 jours environ, orbite elliptique, six allumages, 918 347 km) ; ISRO, « FAQ Mars Orbiter Mission » (Mangalyaan, première mission interplanétaire de l’Inde, Sriharikota, 24 septembre 2014, durée prévue jusqu’au 23 mars 2015) ; ISRO, rencontre nationale du 27 septembre 2022 (environ trois cents jours de voyage, près de huit ans en orbite, perte du contact en avril 2022, ergols épuisés, « non-recoverable », résultats scientifiques, utilisateurs). La conversion de 450 crores en 4,5 milliards de roupies est la nôtre (un crore vaut dix millions).

Chapitre 7 · 2023 – 2024 Aditya-L1, un observatoire face au Soleil

Après la Lune et Mars, l’ISRO se tourne vers le Soleil. Sa sonde Aditya-L1 s’installe à un million et demi de kilomètres de la Terre, d’où elle surveille l’étoile sans jamais la perdre de vue.

Un point d’équilibre

Aditya-L1 est la première mission spatiale indienne consacrée à l’étude du Soleil. Elle est placée sur une orbite en forme de halo autour du point de Lagrange L1 du système Soleil-Terre, à environ 1,5 million de kilomètres de la Terre. En ce point, les attractions du Soleil et de la Terre se combinent de telle sorte qu’une sonde peut y rester en accompagnant la Terre dans sa course autour du Soleil.

Selon l’ISRO, une sonde placée autour de L1 a un avantage majeur : elle voit le Soleil en permanence, sans jamais être masquée ni éclipsée. Elle peut ainsi suivre en temps réel l’activité solaire et ses effets sur la « météo de l’espace », c’est-à-dire les flux de particules et les perturbations magnétiques qui atteignent la Terre et les engins spatiaux.

Quatre mois de voyage

Le 2 septembre 2023, une PSLV-C57 lance Aditya-L1 et la place précisément sur l’orbite prévue. Comme Mangalyaan dix ans plus tôt, la sonde commence par tourner autour de la Terre en élevant peu à peu son orbite : quatre manœuvres, menées depuis le centre de contrôle de l’ISRO à Bangalore, portent son point le plus éloigné de 22 459 à 121 973 kilomètres entre le 3 et le 15 septembre. Le 18 septembre, elle commence à recueillir des données scientifiques ; le 19, une nouvelle manœuvre l’envoie vers le point L1.

Le 30 septembre, elle quitte la sphère d’influence de la Terre. Une petite correction de trajectoire, d’environ seize secondes, prévue dès la conception, est effectuée le 6 octobre. Le 6 janvier 2024, la sonde est insérée sur son orbite en halo autour de L1. Le 25 janvier, elle déploie avec succès le long mât qui porte son magnétomètre.

Sept instruments

Aditya-L1 emporte sept instruments. Quatre observent directement le Soleil : un coronographe qui étudie la couronne, l’atmosphère extérieure du Soleil, en masquant le disque solaire ; un télescope à ultraviolet qui photographie la photosphère et la chromosphère ; deux spectromètres à rayons X, l’un pour les rayons X de basse énergie, l’autre pour ceux de haute énergie. Les trois autres mesurent sur place, au point L1, les particules du vent solaire et le champ magnétique.

Les premiers résultats arrivent vite : en novembre 2023, le spectromètre à rayons X de haute énergie saisit ses premières éruptions solaires ; en décembre, le télescope ultraviolet réalise des images du disque solaire entier. Les questions visées par la mission sont parmi les grands mystères de la physique solaire : pourquoi la couronne est-elle beaucoup plus chaude que la surface du Soleil, comment naissent les éjections de masse coronale et les éruptions, et comment se forme le vent solaire.

Pourquoi cela compte pour Mars

La météo de l’espace est l’une des principales menaces pour des astronautes en route vers Mars : une éruption solaire peut projeter des flux de particules dangereux, contre lesquels l’équipage doit se mettre à l’abri. Comprendre comment naissent ces événements et comment ils se propagent dans le milieu interplanétaire est donc utile bien au-delà de l’Inde. La page Événement solaire et abri explique comment une base martienne devrait s’en protéger.

Sources : ISRO, page « Aditya-L1 » (première mission indienne d’étude du Soleil ; orbite en halo autour de L1 à environ 1,5 million de km ; vue permanente du Soleil sans occultation ; météo de l’espace ; sept instruments, quatre de télédétection et trois de mesure sur place, et leurs capacités ; objectifs scientifiques ; chronologie : lancement par PSLV-C57 le 2 septembre 2023, manœuvres terrestres du 3 au 15 septembre depuis ISTRAC à Bangalore, début de la collecte des données le 18 septembre, injection vers L1 le 19 septembre, sortie de la sphère d’influence le 30 septembre, correction de trajectoire d’environ 16 s le 6 octobre, insertion en orbite en halo le 6 janvier 2024, déploiement du mât du magnétomètre le 25 janvier 2024, premières éruptions vues par HEL1OS, images du télescope SUIT). L’explication du point de Lagrange et le rapprochement avec Mars sont les nôtres.

Chapitre 8 · 2023 – Gaganyaan, vers le vol habité

L’ISRO prépare l’envoi de ses propres astronautes. Pour la première fois, l’agence doit concevoir des systèmes dont l’objectif premier n’est plus la réussite de la mission, mais la survie de l’équipage.

Trois personnes, trois jours, 400 kilomètres

Le projet Gaganyaan doit démontrer la capacité de l’Inde à réaliser des vols spatiaux habités. L’objectif est de lancer un équipage de trois personnes sur une orbite à 400 kilomètres d’altitude, pour une mission de trois jours, puis de le ramener sain et sauf sur Terre, avec un amerrissage dans les eaux indiennes.

Un centre est créé pour piloter ce programme : le Human Space Flight Centre, chargé de coordonner les efforts des autres centres de l’ISRO, des laboratoires, des universités et de l’industrie. Ses domaines de recherche dessinent la liste de ce qu’exige un vol habité : systèmes de support-vie, ingénierie des facteurs humains, médecine spatiale, entraînement des équipages, et qualification des équipements pour l’usage humain. Selon l’ISRO, ces compétences sont aussi les briques de futures activités : rendez-vous et amarrage, construction d’une station spatiale, et missions habitées en collaboration vers la Lune, Mars et les astéroïdes proches de la Terre.

Un lanceur rendu digne de confiance

Le lanceur choisi est la LVM3, déjà éprouvée, dont tous les systèmes sont reconfigurés pour répondre aux exigences de sécurité du vol habité ; cette version s’appelle HLVM3. Elle porte au sommet un système d’évacuation de l’équipage, propulsé par des moteurs à poudre à combustion très rapide, capable d’emmener la capsule à distance sûre en cas d’urgence sur le pas de tir ou pendant la montée.

Le vaisseau, appelé module orbital, comprend deux parties. Le module d’équipage est l’espace habitable : une structure intérieure métallique pressurisée, entourée d’une structure extérieure non pressurisée qui porte le bouclier thermique, et qui abrite le support-vie, l’avionique et les systèmes de freinage pour la descente. Le module de service, non pressurisé, fournit en orbite l’énergie, la propulsion et le contrôle thermique.

Le 21 octobre 2023 : l’évacuation en vol

Avant de risquer des vies, l’ISRO multiplie les essais sans équipage : largages de capsule depuis un avion, essai d’évacuation sur le pas de tir, et vols de véhicules d’essai. Le premier de ces vols, TV-D1, a pour but de démontrer en vol l’évacuation d’urgence. Une fusée d’essai à un seul étage, propulsée par un moteur Vikas modifié et haute d’environ 35 mètres, emporte une capsule d’équipage et sa tour d’évacuation.

À environ 11,7 kilomètres d’altitude, alors que l’ensemble vole à 1,2 fois la vitesse du son, l’ordre d’évacuation est donné. La tour arrache la capsule, s’en sépare vers 17 kilomètres, puis les parachutes de freinage s’ouvrent vers 16,7 kilomètres et les parachutes principaux sous 2,5 kilomètres. Selon l’ISRO, le système d’évacuation a fonctionné comme prévu et la mission Gaganyaan « démarre sur une note de succès ».

Dix parachutes

Le freinage de la capsule repose sur une séquence de dix parachutes : deux pour éjecter le couvercle supérieur, deux parachutes de stabilisation, puis trois parachutes pilotes qui extraient chacun l’un des trois parachutes principaux. En août 2023, l’ISRO teste les parachutes de stabilisation, de 5,8 mètres de diamètre, sur un rail d’essai à fusée près de Chandigarh, en simulant les charges les plus fortes et l’angle d’attaque le plus défavorable.

Former des astronautes

Un centre d’entraînement des astronautes a été établi à Bangalore. La formation comprend des cours théoriques, la préparation physique, l’entraînement sur simulateurs, l’apprentissage des systèmes du vaisseau, des vols paraboliques pour s’habituer à l’apesanteur, une formation médicale aéronautique, des entraînements à la récupération et à la survie, ainsi que des vols réguliers et la pratique du yoga.

Pour une agence qui envisage des missions habitées en collaboration vers Mars, Gaganyaan est le premier pas indispensable : apprendre à garder des êtres humains en vie dans l’espace, et à les ramener.

Sources : ISRO, page « Gaganyaan » (objectif de trois astronautes à 400 km pour trois jours et amerrissage dans les eaux indiennes ; Human Space Flight Centre, ses domaines et les futures activités visées, dont des missions habitées en collaboration vers la Lune, Mars et les astéroïdes ; HLVM3 et système d’évacuation ; module orbital, module d’équipage et module de service ; missions précurseurs ; centre d’entraînement de Bangalore et contenu de la formation) ; ISRO, page « Gaganyaan TV-D1 Mission » (objectifs, profil de vol : Mach 1,2 à 11,7 km, séparation vers 17 km, parachutes de freinage à 16,7 km et principaux sous 2,5 km ; véhicule de 34,954 m avec moteur Vikas modifié ; système d’évacuation ayant fonctionné comme prévu) ; ISRO, « Drogue Parachute Deployment Tests » (essais du 8 au 10 août 2023 à Chandigarh, parachutes de 5,8 m, séquence de dix parachutes). La date du vol TV-D1, le 21 octobre 2023, est donnée par la presse indienne (Onmanorama, Business Standard), qui rapporte aussi la récupération de la capsule en mer par la marine indienne ; la page de l’ISRO consultée affiche une mise à jour datée du 18 octobre.