Il y a 15 ans, le premier ATV, dans le sillage de Jules Verne

« Le déjeuner débuta par trois tasses d’un bouillon excellent, dû à la liquéfaction dans l’eau chaude de ces précieuses tablettes Liebig, préparées avec les meilleurs morceaux des ruminants des Pampas. Au bouillon de bœuf succédèrent quelques tranches de beefsteak comprimés à la presse hydraulique, aussi tendres, aussi succulents que s’ils fussent sortis des cuisines du café Anglais. (…) Des légumes conservés « et plus frais que nature » (…) succédèrent au plat de viande, et furent suivis de quelques tasses de thé avec tartines beurrées à l’américaine. Ce breuvage, déclaré exquis, était dû à l’infusion de feuilles de premier choix dont l’empereur de Russie avait mis quelques caisses à la disposition des voyageurs ».

Ainsi décrivait Jules Verne, dans son chapitre III de Autour de la Lune (1870), le repas pris par ses trois héros en partance pour la Lune dans leur vaisseau-projectile. Cette scène pourrait très bien se dérouler dans la Station spatiale internationale (ISS), régulièrement ravitaillée par des vaisseaux cargos russes (Progress), américains (Dragon, Cygnus), japonais (HTV-Kounotori) et même européens.

En effet, entre mars 2008 et juillet 2014, cinq ATV (Automated Transfer Vehicles) européens ont approvisionné l’ISS, à une époque où la navette spatiale faisait défaut (depuis 2011), le temps que les nouveaux ravitailleurs américains montent en puissance.

D’un Verne à l’autre

En octobre 1995, lors du conseil ministériel de l’Agence spatiale européenne (ESA) à Toulouse, les Européens décident officiellement dans le cadre de leur participation à ISS de fournir d’une part le laboratoire Colombus et, d’autre part, le vaisseau ravitailleur ATV. Pour ce dernier, la construction est confiée au groupe Astrium (qui deviendra en 2006 Astrium Space Transportation, puis Airbus Defence and Space), sous la maîtrise d’œuvre de la Direction des lanceurs du CNES par délégation de l’ESA. Contribuant alors à hauteur de 46%, la France a ainsi l’honneur de voir le premier ATV baptisé du nom de Jules Verne, en mémoire du célèbre romancier français qui, dans sa duologie lunaire De la Terre à la Lune (1865) et Autour de la Lune (1870), imagine un vaisseau effectuant un vol circumlunaire. Contrairement à celui-ci, l’ATV se contentera de rejoindre une station orbitant autour de la Terre.

Les caractéristiques de l’ATV

La réalisation du premier ATV Jules Verne prend huit années. De forme cylindrique, le vaisseau fait 10,3 m de long, 4,85 m de diamètre pour une masse totale d’environ 20 tonnes, pouvant emporter près de 8 tonnes de carburant et de fret (vivres, eau, oxygène, appareils scientifiques, vêtements, etc.). Il est composé de deux modules : un premier, pressurisé (d’un volume de 42 m3), où est entreposé le fret en question, et un autre dit de service dans lequel se trouvent l’avionique du vaisseau, la propulsion et des réservoirs d’ergols. Contrairement au Progress russe (d’une capacité d’emport de 2,3 t à 2,6 t), il ne dispose pas de rangements stockables à l’extérieur (pour notamment y mettre des pièces de rechange) mais, comme le cargo russe (ainsi que les HTV et Cygnus), il n’a ni système de parachutes ni bouclier thermique lui permettant de revenir sur Terre (à la différence du Dragon de SpaceX).

Doté notamment de deux senseurs stellaires (fournis par l’entreprise française Sodern) permettant de guider et de détecter les changements d’orientation, de deux télé-goniomètres mesurant en continu la distance entre l’ISS et le vaisseau, de deux vidéomètres émettant des impulsions laser vers des cibles installées sur l’ISS pour déterminer la distance et l'orientation de la station, l’ATV, piloté depuis le centre de contrôle de Toulouse (ATV-CC), est capable d’effectuer des opérations en mode automatique. Quant à l’énergie, elle est fournie par des cellules solaires réparties sur quatre ailes (produisant 4,8 kW).

Le déroulement de la mission

Le 9 mars 2008, un lanceur Ariane 5 (dans une nouvelle version, dite ES) décolle depuis le Centre spatial guyanais, près de Kourou, avec l’ATV et entame à son tour un « voyage extraordinaire ». Placé sur une orbite à 260 km, le Jules Verne rejoint progressivement l’ISS, située à 350 / 400 km d’altitude. Le rendez-vous intervient le 3 avril. A quelques centaines de mètres, les instruments laser guident le cargo qui s’amarre avec succès au module russe Zvezda. Le lendemain, les occupants de la station commencent à filtrer l’air destiné à purifier l’atmosphère du compartiment pressurisé avant d’y travailler à partir du 5. L’ATV livre 9 357 kg de charges utiles, dont 6 019 kg de fret et 3 556 kg d’ergols qui vont permettre dans les semaines à venir de rehausser la station à cinq reprises et d’effectuer sept fois des contrôles d’attitude.

Après avoir vidé la soute du cargo, les astronautes de l’ISS la remplissent progressivement de deux tonnes de déchets, ainsi que 260 kg d’eaux usées. Après avoir passé 145 jours dans l’espace, le Jules Verne se désamarre le 5 septembre et le centre de contrôle ATV-CC le guide vers les couches denses de l’atmosphère, où il s’y consume le 29 septembre. Fier, dans le communiqué de presse en date du 29 septembre 2008, le président du CNES Yannick d’Escatha « félicite et remercie chaleureusement les équipes du CNES ainsi que toutes les équipes de l’ESA et des industriels, pour cette remarquable réussite qui constitue une grande première pour l’Europe spatiale. L’ensemble des missions liées au 1er ATV Jules Verne ont été conduites avec succès : lancement par Ariane 5, amarrage automatique précis, rehausse de la Station spatiale internationale, manœuvre d’évitement de débris, désamarrage parfait et, aujourd’hui, rentrée optimisée. Les opérations menées ce jour depuis le Centre spatial du CNES à Toulouse pour assurer cette rentrée dans l’atmosphère concluent une étape primordiale du programme ATV et du programme d’exploitation de la Station Spatiale Internationale (…). Tant que l’ISS sera opérationnelle dans le cadre des engagements décidés par les états membres de l’ESA avec les USA, le Canada, le Japon et la Russie, le CNES continuera d’y tenir sa place par la mise à disposition de son expertise et de ses moyens techniques (…) ».

L’après Jules Verne

Après le succès du premier ATV, quatre autres sont lancés les 16 février 2011 (Johannes Kepler), 23 mars 2012 (Edoardo Amaldi), 5 juin 2013 (Albert Einstein) et 29 juillet 2014 (Georges Lemaître). Le succès est tel que certains estiment alors qu’une suite à donner au programme est possible en faisant évoluer l’ATV en un vaisseau capable de revenir sur Terre, voire d’en faire un vaisseau habité. Malheureusement, faute de financement et de volonté politique, l’ATV n’aura pas de suite. Néanmoins, une partie du savoir-faire européen est proposé aux Américains en 2012 pour réaliser le module de service de la capsule habitée Orion du programme lunaire, l’ESM (European Service Module), dont le premier vol est effectué avec succès du 16 novembre au 11 décembre 2022, dans le cadre de la mission Artemis 1.

L’aventure de l’ATV Jules Verne constitue l’un des chapitres du livre Soixante histoires d’espace en France (1961-2021) paru en juin 2022 chez Ginkgo éditeur.

Quelques références

- Un article : « Amarrage nominal pour l’ATV », Christian Lardier, in Air et Cosmos n°2120, 11 avril 2008

- Un second article : « Dixième anniversaire du lancement de Colombus et du premier ATV baptisé Jules Verne », 7 février 2018, CNES

- Une animation du vol de l’ATV Jules Verne, ESA Communications Productions, 2008

- Le site de l’ESA, sur l’ATV Jules Verne.

Philippe Varnoteaux est docteur en histoire, spécialiste des débuts de l’exploration spatiale en France et auteur de plusieurs ouvrages de référence