Les fusées et la conquête spatiale : comment on quitte la Terre

L'idée

Une fusée repose sur une règle découverte par Isaac Newton : à chaque action correspond une réaction égale et opposée. Quand tu pousses un mur, le mur te pousse aussi. Quand une fusée projette très fort des gaz brûlants vers le bas, ces gaz poussent la fusée vers le haut.

C'est pour cela qu'une fusée marche aussi dans le vide de l'espace : elle n'a pas besoin de « s'appuyer » sur l'air. Elle emporte son carburant et aussi l'oxygène nécessaire pour le brûler, puisqu'il n'y en a pas là-haut.

Pour rester en orbite autour de la Terre, il ne suffit pas de monter : il faut aller très vite sur le côté, si vite que la Terre se dérobe sous l'engin à mesure qu'il tombe. La Station spatiale internationale fait ainsi 16 tours de la Terre en 24 heures : ses astronautes voient 16 levers et 16 couchers de soleil par jour.

Les grandes fusées sont faites de plusieurs étages empilés. Quand un étage a brûlé tout son carburant, il se détache, et la fusée, allégée, continue avec l'étage suivant.

Une expérience à faire

Gonfle un ballon de baudruche sans faire de nœud, pince l'embout, puis lâche-le : il file dans la pièce. L'air qui s'échappe d'un côté pousse le ballon de l'autre.

Pour mieux voir, tends une ficelle entre deux chaises, enfile une paille dessus et colle le ballon gonflé sur la paille avec du ruban adhésif, embout vers l'arrière. Lâche : ton ballon-fusée file le long de la ficelle. Essaie avec un ballon plus ou moins gonflé, et compare la distance parcourue.

L'histoire de l'invention

Des flèches de feu. Les premières vraies fusées sont chinoises. En 1232, pendant la bataille de Kai-Keng, les défenseurs chinois repoussent des envahisseurs mongols avec des « flèches de feu volant », des tubes remplis de poudre attachés à des flèches. Pendant des siècles, les fusées servent surtout à la guerre et aux feux d'artifice.

Trois rêveurs sérieux. En Russie, l'instituteur Konstantin Tsiolkovski imagine en 1898 d'explorer l'espace avec des fusées, et publie en 1903 l'idée d'utiliser des carburants liquides. On l'appelle le père de l'astronautique. En Allemagne, Hermann Oberth publie en 1923 un livre sur le voyage spatial. Aux États-Unis, Robert Goddard construit la première fusée à carburant liquide : le 16 mars 1926, elle vole deux secondes et demie, monte à 12,5 mètres et retombe dans un champ de choux. C'est peu, mais c'est un début, comme le premier vol des frères Wright.

Une arme d'abord. Pendant la Seconde Guerre mondiale, l'Allemagne nazie fabrique la fusée V-2 pour bombarder des villes comme Londres. Des milliers de déportés ont été forcés de la construire, dans des conditions terribles. Après la guerre, les ingénieurs de la V-2 travaillent pour les États-Unis et l'Union soviétique.

La course à l'espace. Le 4 octobre 1957, l'Union soviétique place en orbite Spoutnik 1, le premier satellite artificiel, une petite boule de métal qui émet des « bip-bip » captés par les radios du monde entier. Le 12 avril 1961, Youri Gagarine devient le premier humain à faire le tour de la Terre. Le 20 juillet 1969, les Américains Neil Armstrong et Buzz Aldrin marchent sur la Lune, emmenés par l'immense fusée Saturn V. Derrière eux, des milliers d'ingénieurs et de calculatrices, dont Katherine Johnson.

Travailler ensemble. Les anciens rivaux finissent par coopérer. La Station spatiale internationale, construite par les États-Unis, la Russie, l'Europe, le Japon et le Canada, est habitée sans interruption depuis novembre 2000. Aujourd'hui, la Chine, l'Inde, l'Europe et des entreprises privées lancent leurs propres fusées, et certaines fusées savent même revenir se poser pour être réutilisées.

Ce que cela change pour nous

Les fusées ont placé autour de la Terre des milliers de satellites dont tu te sers sans le savoir :

• les prévisions météo et l'alerte aux cyclones et aux inondations ;
• le GPS et les cartes du téléphone ;
• la télévision, Internet dans les régions isolées, les appels d'urgence ;
• la surveillance des forêts, des cultures, des glaciers et du climat, par exemple pour suivre la déforestation du bassin du Congo ou de l'Amazonie.

De plus en plus de pays africains, comme l'Égypte, le Nigeria, l'Afrique du Sud, le Kenya ou le Rwanda, ont fait lancer leurs propres satellites. Et les sondes envoyées par des fusées explorent Mars, Jupiter et au-delà.

Pour aller plus loin

• Le premier homme et la première femme dans l'espace : Youri Gagarine et Valentina Terechkova.
• Les premiers pas sur la Lune : Neil Armstrong et Apollo 11.
• Celle qui calculait les trajectoires : Katherine Johnson.
• La force qu'il faut vaincre pour décoller : la gravitation.