Décollage de Thomas Pesquet: l'importance de la météo

Le spationaute Thomas Pesquet a pris place avec ses 3 collègues à bord de la capsule Crew Dragon, arrimée au sommet de la fusée Falcon 9, afin de rallier en une vingtaine d’heures la Station Spatiale Internationale, circulant autour de la Terre à environ 400 km d’altitude. Ce tir avait été annulé jeudi en raison de mauvaises conditions météo, notamment à cause du vent. Il a été reprogrammé pour ce vendredi et réussi à 11h49, heure de Paris. Ce tir s’effectue depuis le centre spatial Kennedy de la NASA, jouxtant le site de Cap Canaveral en Floride, et bien connu pour avoir été le pas de tir de la mission lunaire Apollo 11 en juillet 1969.

Pourquoi des sites de tir en zone intertropicale ?

Le site choisi pour ce lancement est celui du centre spatial américain Kennedy, situé en Floride. Tout comme le site de Kourou pour les lancements européens, situé en Guyane, ces bases de lancement se trouvent souvent dans la zone intertropicale. Un lancement de fusée peut se faire de quasiment n’importe quel endroit de la planète. Il existe d'ailleurs des centres de lancement un peu partout. Mais le choix de la zone intertropicale est essentiellement d’ordre géographique et économique.

La première raison est liée à la force centrifuge de la Terre en raison de sa vitesse de rotation sur elle-même. Cette vitesse est la plus grande au niveau de l’équateur (1700 km/h) alors qu’elle est nulle au niveau des pôles. Cette force aide à propulser la fusée, un peu comme lorsque vous sautez d'un tourniquet. C’est un apport de vitesse supplémentaire qui permet d’économiser du carburant, et de transporter des charges plus lourdes à carburant égal. A titre d’exemple, la différence de vitesse de rotation de la Terre entre la base spatiale russe de Baïkonour au Kazakhstan (1160km/h) située par 45° de latitude nord, et la base de Kourou, en Guyane et proche de l’équateur (1670km/h) est de 500 km/h.

La deuxième raison est que la majorité des satellites propulsés sont des géostationnaires : ils se positionnent au-dessus de l’équateur, restant ensuite immobile à la verticale. Un lancement dans le plan de l’équateur fait donc gagner de la distance, et donc du carburant. Enfin, la dernière raison est d’ordre météorologique.

Quelle météo idéale pour réaliser un tir ?

La météo joue un rôle capital dans la décision de procéder ou d’annuler un lancement. En fonction de l’évolution météo, un tir peut être annulé jusqu’à 45 minutes avant le décollage. Les principaux paramètres pris en compte sont les vents en altitude et la foudre.

Concernant les vents soufflant en haute altitude, ils constituent la hantise des spationautes. Et pourtant, c’est au niveau de la zone intertropicale qu’ils soufflent le moins fort, ce qui contribue aussi au choix de cette zone pour l’implantation des bases de tir. Ces vents peuvent interférer sur la trajectoire précise de l’axe de vol d’un lanceur, et peuvent aussi rabattre des débris très loin, sur des zones éventuellement habitées. Les ingénieurs déterminent donc un périmètre de sécurité dans un rayon variable autour de la trajectoire que prendra la fusée.

Pour cela, jusqu’à 5 ballons sondes sont lancés au-dessus du site de lancement le jour du tir, mesurant la force et la direction des vents en altitude. Cela permet de recueillir un schéma matérialisant l’orientation et la force du vent sur la trajectoire du vol, et de définir les périmètres de sécurité. « On a une zone de sécurité. En cas d'intervention des débris peuvent retomber. Les vents peuvent les dérouter. Pour chaque lanceur, on analyse la trajectoire et on vérifie s'il n'y a aucun risque. » (Massimiliano Costantini Responsable Sauvegarde Vol au CNES).

La deuxième hantise des ingénieurs est la foudre. Celle-ci peut provoquer des dégâts pouvant mettre en péril le décollage en s’abattant sur la fusée ou sur les structures environnantes. Les pas de tir sont d’ailleurs entourés de paratonnerre afin de canaliser la foudre. Une fois sur son aire de décollage et prête au départ, la fusée est protégée par quatre pylônes anti-foudre de 100 m de haut. Malgré ces précautions, il arrive que des fusées au décollage soit frappée par la foudre, tel Soyouz le 29 mai 2019, même s'il n'y a pas eu de conséquences. Mais cela peut troubler le bon fonctionnement de l’informatique de bord et mettre en péril la fusée et son éventuel équipage.

Quelles prévisions pour le décollage vendredi ?

Le facteur météo défavorable au lancement annulé de jeudi était le vent soufflant en altitude, vers 5000 m, qui était assez fort et soufflait de l’ouest, ce qui aurait pu déséquilibrer la trajectoire de Falcon 9 dans les premières minutes de son lancement. Ces conditions météo s’améliorent ce vendredi, avec un temps calme et anticyclonique au niveau du sol et un net affaiblissement du flux d’ouest en altitude. Il n’y a pas de risque orageux non plus. Logiquement, les météorologues de la NASA devraient pouvoir donner leur feu vert pour le lancement, ce qui s'est confirmé ce vendredi. Mais d’autres problèmes techniques auraient pu se poser aussi si le tir avait été décalé. Si celui de ce vendredi n'avait pas pu avoir lieu, il aurait fallu, par exemple, purger le lanceur, ce qui aurait nécessité alors d’attendre potentiellement lundi, où les conditions météo auraient pu à nouveau se dégrader.

Pour conclure, indiquons que ces contraintes météo sont typiquement liées à la présence de notre atmosphère. Ainsi, dans l’espace, et notamment autour de la Station Spatiale Internationale, où il n’y a pas d’atmosphère, sachez que la température est de +121°C si vous êtes face au soleil, tandis qu’à l’ombre, de l’autre coté de la station par exemple, il fait -157°C. Une différence d’environ 300°C. De quoi vouloir garder les pieds sur terre !