Espace : Comment le retour sur Terre de Thomas Pesquet va-t-il se dérouler ?

Après presque 200 jours passés à observer la Terre à plus de 360 km de distance, Thomas Pesquet va enfin la rejoindre. C’est aujourd’hui l’heure du grand départ pour l’astronaute français, arrivé sur la station spatiale ISS le 24 avril dernier. Ça l’est également pour ses coéquipiers de la Nasa Shane Kimbrough et Megan McArthur, ainsi qu'Aki Hoshide de la Jaxa (Agence d’exploration aérospatiale japonaise). Après avoir décalé plusieurs fois leur retour en raison des conditions météorologiques, tous doivent repartir à bord de la capsule Crew Dragon ce lundi soir. Un long voyage pas vraiment de tout repos pour l’équipage, que la Nasa retransmet en direct sur sa chaîne officielle.

A 17h45 (16h45 GMT), les quatre astronautes ont fait « leurs adieux à leurs collègues » qui restent sur la station ISS et sont montés à bord de la capsule, indique l’Agence spatiale européenne (ESA) dans un communiqué. Après avoir fermé les écoutilles et vérifié l’étanchéité à l’air de la capsule, celle-ci pourra entamer la première phase du voyage qui consiste à se séparer de la station pour se retrouver ensuite sur une orbite terrestre. Un décrochage prévu à 20h05 (19h05 GMT). La capsule s’éloignera progressivement de la station avant d’entamer la phase 2 de son périple : le désorbitage.

« Cela consiste à freiner un peu la vitesse de la capsule en allumant des rétrofusées pendant quelques minutes, pour passer de 27.700 à 27.300 km/h », explique Jean-François Clervoy, spationaute à l’ESA. Ce ralentissement (très léger à l’échelle spatiale) permet de changer la trajectoire de la capsule pour qu’elle ne soit plus horizontale. « Sinon, elle fait juste des cercles qui manquent la Terre en permanence », poursuit l’ancien astronaute. « L’idée, c’est d’avoir une trajectoire un peu plus piquée vers le bas pour que la capsule finisse par toucher l’atmosphère. »

C’est alors que commence la troisième et dernière phase, celle de l’entrée dans l’atmosphère. L’Agence spatiale européenne la prévoit à 3h33 mardi (2h33 GMT). Par sa densité, l’air va naturellement freiner la vitesse de la capsule jusqu’au sol. Amérissage prévu à 4h33 du matin (3h33 GMT) au large des côtes de la Floride, aux Etats-Unis, assure l’ESA.

Les deux premières phases du vol (les plus longues) seront plutôt tranquilles. Tout va s’intensifier au moment de l’entrée de Crew Dragon dans l’atmosphère. La capsule passe par une phase dite «hypersonique», c’est-à-dire à des vitesses très élevées par rapport à la vitesse du son. « Le frottement avec l’air à cette vitesse fait monter la température de l’atmosphère autour de la capsule à près de 2.000 degrés et l’électrifie », explique Jean-François Clervoy. Se forme alors un gaz appelé plasma, d’une couleur rougeoyante. « Par le hublot, on voit comme des flammes, comme si le vaisseau était en feu. Et au sol, on a l’impression de voir une étoile filante », rapporte l’ancien astronaute. Cette phase dure quelques minutes « mais peut être un peu stressante car les ondes radio ne passent pas à travers le plasma, explique Guillaume Weerts, responsable du service médical à l’ESA. Toutes les communications avec les équipes au sol sont donc coupées. » C’est ce qu’on appelle dans le jargon le «black-out».

Après cette phase, l’air ayant suffisamment ralenti la capsule, des petits parachutes stabilisateurs sont déployés. D’autres, plus gros, s’ouvriront ensuite afin de considérablement freiner l’arrivée de la capsule sur Terre. « Cette opération provoque un choc. Les astronautes sont chahutés, car ça remue pas mal », indique Guillaume Weerts. La capsule doit ensuite se poser. « C’est encore un choc, même si, lorsque c’est un amerrissage, l’eau absorbe l’énergie », poursuit-il.

Une fois sur la mer, le voyage n’est pas encore tout à fait fini. Un bateau muni d’une grue vient récupérer la capsule. S’il tarde, l’équipage a des rations d’eau et de vivres pour tenir 24 heures. Mais gare au mal de mer ! « On doit attendre et on est ballotté dans tous les sens par les mouvements de l’eau, sans vraiment parvenir à voir au-dehors », rapporte Jean-François Clervoy. Ce voyage, s’il « n’est pas vraiment confortable, reste tolérable », résume Guillaume Weerts.

Globalement le gros du travail des astronautes a été réalisé avant le départ, sur la station ISS. D’ailleurs, l’équipage ramène avec lui environ 240 kg de matériel et de recherches scientifiques, indique un communiqué de la NASA. La capsule Dragon sera en autopilotage tout au long du trajet, « mais il est tout à fait possible de la piloter pour, par exemple, aller à un point précis ou changer de trajectoire », indique Jean-François Clervoy. D’autre part, si tout est automatisé à bord, la machine n'a pas complètement remplacé par l'humain. « L’équipage effectue toujours des vérifications, envoie des confirmations au sol et contrôle toujours que tel ou tel système répond bien », assure Guillaume Weerts.

Les accidents d’entrée dans l’atmosphère sont rares – il n’y en a d’ailleurs pas eu depuis 27 ans–, mais ils ne sont pas inexistants pour autant. Pour Jean-François Clervoy, il y en a trois principaux. Premier risque : que le bouclier thermique qui protège la capsule du plasma brulant ne fonctionne pas. C’est ce qui est arrivé le 1er février 2003 à la navette Columbia, coûtant la vie à sept astronautes. Depuis, la Nasa a mis au point une série d’inspections du bouclier thermique des navettes, ainsi que des techniques de réparation sur orbite.

Le risque d'une fuite d’air n’est également pas nul. « C’est ce qui est arrivé à l’équipage de Soyouz 11 en 1971 », rapporte Jean-François Clervoy. Mais là encore, des mesures ont été prises depuis. « Pour parer ça, les astronautes enfilent le même scaphandre qu’au décollage, assure Guillaume Weerts. C’est une protection qui leur permet de respirer en cas de dépressurisation. » Elle les protège également en cas d’incendie, précise l’Agence spatiale européenne. Dernier risque, enfin, « celui que les parachutes ne s’ouvrent mal comme pour le vol de la capsule Soyouz 1 », en 1967, le tout premier vol du programme spatial soviétique. Là encore, on ne parle que d’exceptions. Le risque le plus plausible, pour Guillaume Weerts, aurait été que le retour des astronautes soit encore décalé à cause de la météo. Rien de bien grave, donc.