La NASA est créée le pour administrer et réaliser les projets relevant de l'astronautique civile, jusque-là pris en charge par les différentes branches desforces armées des États-Unis, afin de rattraper l'avance prise par l'Union soviétique. La NASA reprend à cette époque les centres de recherche duNACA, jusque-là tourné vers la recherche dans le domaine de l'aéronautique. Elle est dotée en 2019 d'un budget de 21,5 milliards de dollars américains et emploie directement environ 17 300 personnes (22 000 avec leJet Propulsion Laboratory) ainsi qu'un grand nombre de sous-traitants répartis entre dix centres spatiaux situés principalement dans les États duTexas, deCalifornie et deFloride, de l'Alabama, deVirginie et deWashington. Les missions marquantes en cours sont l'achèvement et l'exploitation de la Station spatiale internationale, l'utilisation et la réalisation de plusieurs télescopes spatiaux, dont le télescope spatialJames-Webb, les sondes spatialesOSIRIS-REx,Mars 2020, etMars Science Laboratory déjà lancées ou sur le point d'être lancées. La NASA joue également un rôle essentiel dans les recherches en cours sur lechangement climatique.
Le programme spatial habité de la NASA est depuis 2009 en cours de restructuration à la suite du retrait de la navette spatiale américaine en 2011 et de l'abandon duprogrammeConstellation en raison de problèmes de conception et de financement. Laprésidence de Barack Obama, suivant les recommandations de lacommission Augustine, décide d'abandonner le projet de retour d'astronautes sur le sol lunaire à l'horizon 2020 au profit d'une démarche d'exploration plus progressive qui doit être précédée par des recherches poussées notamment dans le domaine de la propulsion. Dans cette optique sont mis en chantier le développement du lanceur lourdSpace Launch System et de la capsule associéeOrion dans le cadre duprogrammeArtemis. Pour pallier l'absence de système de desserte de la Station spatiale internationale après le retrait de la navette spatiale, la NASA s'appuie au cours de la décennie 2010 sur le secteur privé.
Lancement du satellite Explorer 1 le.Les installations existantes de laNACA, comme cettesoufflerie de grande taille, sont utilisées par le programme spatial avant même sa transformation en agence spatiale.LeprogrammeMercury premier programme spatial habité de la NASA : lancement deFreedom 7 avecAlan Shepard le.
En 1955, lesÉtats-Unis et l'URSS annoncent, chacun de leur côté, qu'ils lanceront unsatellite artificiel dans le cadre des travaux scientifiques prévus pour l'année géophysique internationale (juillet 1957-décembre 1958)[1]. Aux États-Unis, le développement du satellite et de son lanceur est confié auprogramme Vanguard, confié à une équipe de lamarine des États-Unis, mais le projet lancé tard et trop ambitieux enchaîne les échecs. Le, l'Union soviétique est le premier pays à placer en orbite le satelliteSpoutnik 1. C'est un choc pour les responsables et l'opinion publique américains, jusqu'alors persuadés de la supériorité technique des États-Unis. L'armée de l'Air et l'armée de Terre américaines ont à cette époque également des programmes spatiaux qui exploitent les travaux réalisés autour desmissiles balistiques intercontinentaux : c'est l'équipe deWernher von Braun, travaillant pour le compte de l'Armée de terre, et associé auJet Propulsion Laboratory qui parvient finalement à lancer le premier satellite américain,Explorer 1, le grâce au lanceurJuno I développé à partir d'unmissile balistiqueRedstone[2].
Choix d'une agence spatiale consacrée au programme spatial civil
Le président américainDwight D. Eisenhower finit par être convaincu qu'il est nécessaire de créer uneagence spatiale consacrée aux projets spatiaux pour fédérer les efforts dispersés entre les différents centres de recherche militaires et civils[a]. Dès novembre 1957, un sous-comité duSénat américain auditionne des spécialistes pour déterminer l'état d'avancement du programme de missiles américains et identifier l'origine de l'avance prise par les ingénieurs soviétiques. En février 1958, le comité Purcell est mis sur pied pour déterminer l'organisation de la future agence spatiale. Plusieurs solutions sont étudiées dont la création d'une agence « ab nihilo », le transfert de cette nouvelle activité à l'ARPA, organisme de recherche militaire interarmes nouvellement constitué ou la prise en charge du domaine par laCommission à l'énergie atomique (AEC), agence chargée des développements civils et militaires liés à l'atome. Finalement, une majorité se dégage pour faire de laNACA (National Advisory Committee on Aeronautics, c'est-à-dire le comité consultatif national pour l'aéronautique) le noyau de l'agence spatiale. La NACA est une agence de recherche tournée vers l'aéronautique mais qui s'est fortement engagée au cours des années 1950 dans le programme de missiles par des travaux dans le domaine de l'aérodynamique, de lapropulsion et desmatériaux. Près de 50 % de son activité touche à l'époque au spatial. La loi créant la NASA est approuvée par le Congrès en juillet 1958 et le décret d'application duNational Aeronautics and Space Act est signé par le président le[3].
La NASA reprend les centres de recherche de laNACA. À l'époque, la NACA emploie environ huit mille personnes et dispose d'un budget annuel de cent millions de dollars américains. Le plus grand de ces centres est lecentre de recherche Langley qui emploie plus de 3 000 personnes et dont les axes de recherche portent sur l'aérodynamique, les structures et la mise en œuvre opérationnelle des avions et des lanceurs. Lecentre de recherche Ames qui emploie 1 450 personnes a également une activité polyvalente mais les travaux portent plus particulièrement sur l'aérodynamisme à vitesses élevées. Lecentre de recherche Lewis (nommé en 1981 centre de recherche Glenn) emploie 2 700 personnes qui se consacrent plus particulièrement aux recherches sur la propulsion aérospatiale. Il existe des petits établissements spécialisés. Lesiège de la NASA, comme celui de la NACA, est à Washington[4].
LeprogrammeVanguard développé par lamarine américaine et les projets de l'armée de l'air (essentiellement les premiers travaux sur le moteurF-1, trois projets de satellites et deux sondes lunaires en préparation) sont transférés à la NASA dès la création de l'agence spatiale. Par contre, le transfert des deux entités de l'armée de terre — leJet Propulsion Laboratory (JPL) et l'Army Ballistic Missile Agency (de von Braun) — qui sont à l'origine du premier succès spatial américain se heurtent à la résistance des responsables militaires. Ces derniers argumentent que ces deux entités œuvrent essentiellement sur des projets militaires. Finalement un compromis est adopté. Le JPL est transféré à la NASA à condition d'achever en parallèle la mise au point du missile balistiqueSergeant. Les équipes de von Braun continuent à être rattachées à l'Armée de terre. Elles seront finalement transférées à la NASA en juillet 1960[5]. Deux nouveaux établissements sont créés : ce sont en 1959 lecentre de vol spatial Goddard implanté à quelques kilomètres de l'agglomération deWashington et spécialisé dans les missions scientifiques (observation de la Terre, Soleil, astronomie, astrophysique) et en 1961 leManned Spacecraft Center (rebaptisé en 1973 Centre spatial Lyndon B. Johnson) qui prend en charge le programme spatial habité et qui est situé à compter de 1963 àHouston (Texas).
Le premier projet de vol habité développé par la NASA est leprogrammeMercury, qui démarre en 1958 avant même la création de l'agence, qui doit permettre le lancement du premier américain dans l'espace. Le,Alan Shepard effectue un premier vol de quinze minutes dans la capsuleFreedom 7 : mais ce n'est qu'un simplevol suborbital car la NASA ne dispose pas à l'époque d'un lanceur suffisamment puissant. Le présidentJohn F. Kennedy annonce le lancement duprogramme Apollo dans sondiscours du 25 mai 1961, essentiellement pour reconquérir le prestige américain mis à mal par les succès de l'astronautiquesoviétique, à une époque où laguerre froide entre les deuxsuperpuissances bat son plein. La NASA mandatée par le président Kennedy, doitposer un homme sur la Lune avant la fin de la décennie. Il faut attendre la missionMercury-Atlas 6 du 20 février 1962 pour queJohn Glenn devienne le premier astronaute américain à boucler une orbite autour de laTerre. Trois autres vols habités ont lieu en 1962 et en 1963[6].
Rendez-vous entre les capsules Gemini 6A et Gemini 7.
Lorsque leprogramme Mercury s'achève en 1963, des aspects importants du vol spatial, nécessaires pour mener à bien les vols lunaires, ne sont toujours pas maîtrisés. Les dirigeants de la NASA lancent leprogrammeGemini destiné à acquérir ces techniques sans attendre la mise au point du vaisseau très sophistiqué de la mission lunaire. Ce programme intermédiaire doit remplir trois objectifs :
mettre au point les techniques permettant de travailler dans l'espace au cours desorties extravéhiculaires ;
étudier les conséquences de l'impesanteur sur la physiologie humaine au cours de vols de longue durée.
Le vaisseau spatial Gemini, qui doit initialement être une simple version améliorée de la capsule Mercury, devient un vaisseau sophistiqué de 3,5 tonnes (contre 1 tonne environ pour le vaisseau Mercury), capable de voler avec deux astronautes durant deux semaines. La capsule Gemini est lancée par un lanceurTitan II, missile de l'armée de l'air américaine reconverti en lanceur. Le programme rencontre toutefois des problèmes de mise au point. Mais fin 1963, tout est rentré dans l'ordre et deux vols sans équipage ont lieu en 1964 et début 1965. Le premier vol habitéGemini 3 emporte les astronautesVirgil Grissom etJohn Young le 23 mars 1965. Au cours de la mission suivante, l'astronauteEdward White réalise la première sortie dans l'espace américaine. Huit autres missions, émaillées d'incidents sans conséquence, s'échelonnent jusqu'en novembre 1966 : elles permettent de mettre au point les techniques de rendez-vous spatial et d'amarrage, de réaliser des vols de longue durée (Gemini 7 reste près de 14 jours en orbite) et d'effectuer de nombreuses autres expériences. À l'issue du programme Gemini, les États-Unis ont rattrapé leur retard scientifique sur l'URSS[7]. Toutefois, l'URSS garde encore une supériorité symbolique sur les États-Unis, du fait qu'elle avait envoyé en juin 1963 une femme dans l'espace,Valentina Terechkova.
Dans le domaine deslanceurs, la NASA développe pour le programme Apollo la famille de lanceursSaturn. Le modèle le plus puissant,Saturn V, permet de placer 118 tonnes en orbite basse, un record jamais égalé depuis. Il est conçu pour lancer les deux vaisseaux de l'expédition lunaire : levaisseau Apollo et lemodule lunaire Apollo chargé de transporter les astronautes à la surface de la Lune. Une partie de la réussite du programme Apollo a pour origine la mise au point d'un nouveau type de propulsion utilisant l'hydrogène liquide dont la mise au point a débuté à la fin des années 1950 dans le cadre du développement de l'étageCentaur.
Charles Conrad (Apollo 12) et la sonde Surveyor 3 sur la surface lunaire.
Deux accidents graves surviennent au cours duprogrammeApollo : l'incendie au sol du vaisseau spatialApollo 1 dont l'équipage périt brûlé et qui entraîne un report de près de deux ans du calendrier et l'explosion du réservoir à oxygène du vaisseau spatialApollo 13 dont l'équipage survit en utilisant le module lunaire comme vaisseau de secours. Pour atteindre la Lune, une méthode audacieuse de rendez-vous orbital lunaire est retenue, qui nécessite de disposer de deux vaisseaux spatiaux dont lemodule lunaire destiné à l'alunissage. Le lanceur géant Saturn V de 3 000 tonnes est développé pour lancer les véhicules de l'expédition lunaire. Le programme utilise un budget considérable (135 milliards dedollars américains valeur 2005) et mobilise jusqu'à quatre cent mille personnes.
Le, l'objectif est atteint par deux des trois membres d'équipage de la missionApollo 11,Neil Armstrong etBuzz Aldrin. Cinq autres missions se posent par la suite sur d'autres sites lunaires et y séjournent jusqu'à trois jours. Ces expéditions permettent de rapporter 382 kilogrammes deroches lunaires et de mettre en place plusieurs batteries d'instruments scientifiques. Les astronautes ont effectué des observationsin situ au cours d'excursions sur le sol lunaire d'une durée pouvant atteindre8 heures, assistés à partir d'Apollo 15 par un véhicule tout-terrain, lerover lunaire Apollo. Les six missions qui ont aluni ont rapporté de nombreuses données scientifiques.
Exploration du Système solaire : reconnaissance lunaire et premiers survols planétaires
Parallèlement au programmeApollo, la NASA lance plusieurs programmes pour affiner sa connaissance du milieu spatial et du terrain lunaire. Ces informations sont nécessaires pour la conception des engins spatiaux et préparer les atterrissages sur la Lune. En 1965, trois satellitesPegasus sont placés en orbite par un lanceurSaturn I afin d'évaluer le danger représenté par lesmicrométéorites ; les résultats seront utilisés pour dimensionner la protection des vaisseaux Apollo. Lessondes spatialesRanger (1961-1965), après une longue série d'échecs, ramènent à compter de fin 1964, une série de photos de bonne qualité de la surface lunaire qui permettent d'identifier des sites propices à l'atterrissage[8]. Leprogramme Lunar Orbiter, composé de cinq sondes qui sont placées en orbite autour de la Lune en 1966-1967, complète ce travail : une couverture photographique de 99 % du sol lunaire est réalisée, la fréquence des micrométéorites dans la banlieue lunaire est déterminée et l'intensité durayonnement cosmique est mesurée. Le programme permet également de valider le fonctionnement du réseau detélémesure. Les mesures effectuées indiquent que lechamp gravitationnel lunaire est beaucoup moins homogène que celui de la Terre rendant dangereuses les orbites à basse altitude. Le phénomène, sous-estimé par la suite, réduit à 10 km l'altitude de l'orbite du module lunaire d'Apollo 15 dont l'équipage est endormi, alors que la limite de sécurité est fixée à 15 km pour disposer d'une marge suffisante par rapport aux reliefs[9]. Le 2 juin 1966, la sondeSurveyor 1 effectue le premier alunissage en douceur sur la Lune fournissant des informations précieuses et rassurantes sur la consistance du sol lunaire (le sol est relativement ferme) ce qui permet de dimensionner le train d'atterrissage du module lunaire.
Malgré la priorité accordée au programmeApollo et à l'exploration de la Lune, la NASA lance également à cette époque plusieurs missions vers les autres planètes du Système solaire. Les sondes spatiales dans les années 1960 sont de petites tailles et rudimentaires et il faudra attendre la décennie suivante pour disposer de sondes capables d'investigations scientifiques approfondies. Leur fiabilité est faible, aussi sont-elles généralement envoyées par paire. En 1962, la missionMariner 2 devient la première sonde spatiale à effectuer un survol d'une autre planète (Vénus).Mariner 4 réussit le premier survol de la planèteMars en 1964. Trois autres sondesMariner réussissent un survol de Vénus en 1967 et deux de Mars en 1969.
Dans le domaine du vol habité, la période de compétition acharnée avec l'URSS prend fin au début des années 1970 avec la dernière mission Apollo et l'abandon par les Soviétiques de leur programme lunaire habité. Un réchauffement des relations avec l'URSS est scellé symboliquement par le vol soviéto-américain du projetApollo-Soyouz en 1975. Dans ce nouveau contexte, en l'absence d'enjeu international, le président américainRichard Nixon et leCongrès américain refusent de prolonger l'effort financier consenti pour le programme Apollo : le budget de l'agence spatiale qui avait culminé à 4,4 % dubudget fédéral en 1965 va rapidement retomber. La station spatialeSkylab, un projet de station spatiale conçu à moindre frais en recyclant des composants du programme Apollo, est lancée. Trois équipages vont l'occuper successivement en 1973-1974 en ayant recours pour leur lancement au stock restant de lanceursSaturn IB et de vaisseaux Apollo. Mais la station est ensuite abandonnée faute de budget et est détruite en rentrant dans l'atmosphère en 1979.
La NASA qui plaide pour un programme spatial habité ambitieux doit se limiter au projet de lanavette spatiale, un engin réutilisable dont l'objectif est d'abaisser fortement le coût de la mise en orbite. Le feu vert est arraché aux décideurs en 1972 en intégrant dans le cahier des charges de la navette les besoins dudépartement de la défense des États-Unis et en révisant à la baisse les ambitions initiales du programme. Le développement, plus long que prévu, va se prolonger jusqu'au début de la décennie suivante.
L'équipage de la navette Challenger qui a péri lors de l'explosion le 22 janvier 1986. De g. à d., Christa McAuliffe, Gregory Jarvis, Judith Resnik, Francis Scobee, Ronald McNair, Michael Smith, Ellison Onizuka
Columbia, première des quatre navettes spatiales, effectue son premier vol le. Le projet est un grand succès technique mais les coûts opérationnels des navettes s'avèrent beaucoup plus élevés que ce qui est prévu. La catastrophe deChallenger le remet en cause le dogme du tout navette et les lanceurs classiques, qui ont été abandonnés, doivent être remis en fonction. La navette abandonne en particulier le lancement des satellites commerciaux.
Alors que les relations avec l'Union soviétique se dégradent à nouveau, le présidentRonald Reagan demande en à la NASA de lancer un projet destation spatiale consacrée à la recherche scientifique et qui soit occupée en permanence. Il annonce le, au cours de sondiscours sur l'état de l'Union, la volonté des États-Unis d'entreprendre sa construction en coopération avec d'autres pays[10]. Le coût du projet est alors estimé à huit milliards de dollars américains.
Lacourse à l'espace entre les deux puissances spatiales touche également l'exploration planétaire. L'Union soviétique réussit avec la sondeVenera 7 (1970) le premier atterrissage sur une autre planète du Système solaire. La NASA de son côté choisit de privilégier pour son programme d'exploration la planèteMars qui, contrairement à Vénus, abrite peut-être la vie et qui peut faire l'objet dans le futur d'une mission habitée. Alors que l'URSS consacre tout un programme à Vénus, la NASA ne lance au cours de la décennie qu'une seule mission double vers cette planète : le projetPioneer Venus, à l'étude depuis 1965, subit plusieurs reports dus aux réductions budgétaires avant de recevoir le feu vert en 1975 et d'être lancé en 1978. Le projet, qui est une réussite, comporte, d'une part 4 sondes atmosphériques, et d'autre part un orbiteur qui transmet des données jusqu'en 1992.
Au milieu des années 1960, la NASA travaille sur une mission ambitieuse vers la planète Mars, leprojetVoyager, qui se révèle trop complexe et trop cher. À la place sont développées les sondes spatialesMariner 8 etMariner 9 qui sont lancées en 1971. Le lanceur de Mariner 8 a une défaillance mais Mariner 9 atteint Mars en 1972 et devient la première sonde spatiale à se placer en orbite autour d'une autre planète. Mais pour répondre à la question de la vie sur Mars, il faut faire parvenir une sonde jusqu'au sol martien pour que celle-ci puisse effectuer des mesures directes. Les deux sondesprogramme Viking sont lancées vers Mars : le programme comporte deux atterrisseurs et deux orbiteurs et constitue le premier projet d'exploration planétaire. Le lancement planifié en 1973 est reporté à 1975 en raison de restrictions budgétaires et de dépassements des coûts de développements. Les deux atterrisseurs parviennent sur le sol martien en 1976 et transmettent des données jusqu'en 1982. De leur côté, les orbiteurs fonctionnent bien au-delà de la durée de vie prévue jusqu'en 1980.
Dans le cadre du plan d'exploration à long terme de Mars, le projet Viking doit être suivi d'un orbiteur chargé d'étudier le climat de Mars et d'un rover mobile (astromobile). Pour des raisons à la fois financières et politiques, ces projets ne sont débloqués que dans les années 1990 avec l'orbiteurMars Observer et dans les années 2000 avec les astromobilesSpirit etOpportunity.
La sondeVoyager.
La seuleplanète interne à ne pas avoir été explorée au début des années 1970 estMercure. La NASA décide de développerMariner 10 dans ce but. La sonde est lancée en 1973 et achève sa mission en 1975 après avoir effectué comme prévu trois survols de la planète. Mariner 10 est la première sonde spatiale à utiliser la technique de l'assistance gravitationnelle.
À la fin des années 1960, la NASA envisage également de lancer des sondes vers lesplanètes externes. Un alignement de ces planètes, très rare, doit se produire à la fin des années 1970 permettant à une seule sonde spatiale d'effectuer un survol des quatre planètes externes. Cet événement est à l'origine du projetGrand Tour Suite ouOuter Planets Grand Tour Project qui prévoit le lancement de quatre à cinq sondes. Mais ce projet trop coûteux est abandonné en 1970 et remplacé début 1972 par leprogrammeVoyager (qui n'a rien de commun avec le programme homonyme vers Mars). À l'époque, les astronomes ignorent si une sonde peut franchir intacte laceinture d'astéroïdes située entre Mars etJupiter et si lechamp magnétique Jupiter, particulièrement puissant, présente un risque pour le fonctionnement d'un engin spatial. Pour répondre à ces interrogations, le projet des sondesPioneer 10 etPioneer 11 est mis sur pied dès 1968.Pioneer 10 est lancée en 1972 et est la première sonde spatiale à survoler Jupiter en décembre 1973. Une année après, la sonde jumelle Pioneer 11 quitte à son tour la Terre en avril 1973 et survole Jupiter fin 1974 avant d'effectuer le premier survol deSaturne en 1979. La reconnaissance effectuée par les sondes Pioneer a préparé la voie pour les sondesVoyager 1 etVoyager 2 toutes les deux lancées en 1977.Voyager 1 atteint Jupiter en 1979, Saturne en 1980 et collecte énormément de données inédites. Voyager 2 survole ces deux planètes en 1979 et 1981 et parvient à boucler le Grand Tour en passant près d'Uranus en 1986 et deNeptune en 1989. Les sondes Voyager comptent parmi les projets les plus réussis de la NASA.
À la fin des années 1970, la situation de la NASA se dégrade fortement. Après l'achèvement du programmeApollo de nombreux salariés doivent quitter l'agence et les moyens financiers qui subsistent sont en grande partie absorbés par le projet de la navette spatiale. Les responsables politiques ne s'intéressent pas au programme spatial. Dans ces conditions, peu de missions nouvelles voient le jour.
En 1974, un projet appelé initialementJupiter Orbiter / Probe (JOP) et baptisé plus tardGalileo est proposé mais il ne commence à être financé qu'en 1977. La sonde doit être lancée en 1982 par la navette spatiale mais le retard pris dans la mise au point de la navette repousse son lancement jusqu'en 1986 ; le gouvernementReagan envisage à un moment d'annuler le programme alors que l'engin est achevé à 90 % et il faut des pressions officielles très importantes pour le sauver. L'accident de Challenger repousse son lancement jusqu'en 1989 et la sonde atteint le système de Jupiter en 1995 où elle démarre sa mission qui s'achève en 2003. La seconde mission conçue à la fin des années 1970 et au début des années 1980 est la sonde VOIR (Venus Orbiting Imaging Radar) qui doit effectuer une cartographie de la planète Vénus grâce à son radar. De nouvelles réductions budgétaires aboutissent à son annulation. Une autre sonde scientifique à destination du SoleilInternational Solar Polar Mission est annulée à la même époque. Pour les remplacer, des expériences scientifiques américaines sont placées sur la sonde européenne jumelleUlysses. En 1979, la sonde de la NASA qui doit être lancée vers lacomète de Halley, en même temps que la sonde européenneGiotto, est également annulée.
La sondeMagellan au cours de son lancement depuis la navette spatiale.
En 1983, une nouvelle stratégie reposant sur la réalisation de sondes à coûts modérés est mise en place par la NASA. Quatre missions sont proposées : une mission VOIR simplifiée, un orbiteur martien, la sondeComet Rendezvous Asteroid Flyby (CRAF) et la sondeSaturn Orbiter / Titan Probe (SOTP). La sonde VOIR est reconfigurée avec une charge utile réduite à un unique instrument et utilisant des pièces de rechange des sondes précédentes. La nouvelle sonde qui a été renomméeMagellan doit être lancée en 1988 mais ne le sera finalement qu'en 1989 à la suite de l'accident de Challenger. Magellan remplit avec succès sa mission en effectuant une cartographie à haute résolution du sol de Vénus entre 1990 et 1992.
Ronald Reagan annonce en 1983 le lancement de l'Initiative de défense stratégique puis en 1984 la construction de lastation spatialeFreedom, noyau de la futureStation spatiale internationale. Dans les années qui suivent, le budget consacré aux sondes spatiales est en hausse. Au titre du budget 1984 est lancé le développement deMars Geoscience/Climatology Orbiters (MGCO), qui devient plus tardMars Observer et qui doit prendre la suite du programme Viking et de la sonde Mariner 9. Le lancement programmé pour 1990 est repoussé à 1992 à cause de l'accident de Challenger. Mais le contact avec la sonde est perdu au moment où celle-ci va s'insérer en orbite autour de Mars. À cette date, c'est l'erreur la plus coûteuse du programme des sondes spatiales de la NASA et c'est la première sonde qui subit un échec depuis 1967. Sa mission est en grande partie reprise par les sondesMars Global Surveyor et2001 Mars Odyssey lancées à la fin des années 1990 et au début des années 2000. Une troisième sonde,Mars Climate Orbiter, qui doit compléter la couverture des deux engins précédents, est un échec.
L'historique du budget de la NASA en pour cent des dépenses fédérales[11].
Dans le cadre du budget 1990, des fonds sont dégagés pour les projetsCassini-Huygens (anciennement SOTP) et la sonde spatiale CRAF à destination d'une comète. L'augmentation des coûts de la station spatiale et de fortes contraintes budgétaires obligent en 1991 à restreindre la charge utile de CRAF à deux instruments puis la sonde elle-même est annulée en 1993. Cassini est par contre construite et lancée en 1997. La sonde réalise avec succès sa collecte de données dans le système de Saturne qu'elle atteint en 2004. Une autre mission marquante de cette époque est le télescope spatialHubble qui avait été construit dès 1977 et devait initialement être lancé en 1986.
Le changement politique en Russie permet de mettre en place un accord de coopération spatiale entre lesÉtats-Unis et laRussie ratifié fin 1992 par les présidentsGeorge Bush etBoris Eltsine : des astronautes américains peuvent effectuer des séjours de longue durée dans la stationMir. La NASA, qui met en application l'accord comme une répétition des vols vers la future station spatiale, règle 400 millions de dollars américains de coût de séjour à l'agence spatiale russe. Plusieurs missions se succèdent entre 1995 et 1998 au cours desquelles onze astronautes américains passent 975 jours à bord de la station Mir vieillissante. À neuf reprises, les navettes spatiales américaines ravitaillent la station Mir et assurent la relève des équipages.
Fin 1993, la Russie devient également un acteur majeur du programme de la Station spatiale internationale qui jusqu'à présent n'a pu démarrer faute de consensus sur son financement. L'agence spatiale russe doit fournir quatre modules pressurisés tandis que ses vaisseaux participeront au ravitaillement et à la relève des équipages. La nouvelle mouture de la station spatiale doit comporter deux sous-ensembles : la partie américaine héritée duprojetFreedom et la partie russe basée sur « Mir 2 » successeur prévu de Mir. Le feu vert pour le lancement de la construction est donné en 1998.
La NASA avecLockheed Martin développe un prototype de navette à l'échelle ½. LeX-33 est un engin mono-étage, entièrement réutilisable. Il incorpore un moteur àtuyère aerospike sans divergent. Mais en février 2001, après avoir dépensé 1,3 milliard de dollars américains, le projet est abandonné.
Exploration du Système solaire : la tentation des missions à bas coût
Au début des années 1990, deuxsondes spatiales de la NASA très coûteuses (près d'un milliard de dollars américains chacune) essuient des échecs. La missionMars Observer échoue complètement, tandis qu'un problème d'antenne limite fortement le volume des données transmises par la sondeGalileo. Dans les sphères politiques, les projets d'exploration solaire qui nécessitent de longs développements et comportent une part de risque non négligeable sont désormais considérés avec méfiance et il est demandé à la NASA de réduire le budget consacré à chaque mission. L'administrateur de la NASADaniel Goldin adopte à cette époque le slogan« faster, better, cheaper » (« plus vite, mieux, moins cher ») qui se traduit notamment par la mise sur pied duprogrammeDiscovery : les missionsDiscovery sont plus petites et plus spécialisées, emportent moins d'instruments scientifiques mais en contrepartie sont moins chères, moins complexes et sont donc développées plus rapidement. Les deux premières sondes de ce programme sont lancées en 1996 :NEAR doit approcher une comète etMars Pathfinder est un démonstrateur technologique. Au cours de la même décennie sont également lancées la sonde lunaireLunar Prospector en 1998 etStardust en 1999.
Le nouveau slogan est également appliqué aux programmes existants. À la suite de l'échec de MarsObserver, il est décidé d'envoyer de nouvelles sondes vers Mars. À compter de 1994 et pour les 10 années à venir une nouvelle sonde doit partir tous les 26 mois.Mars Global Surveyor qui reprend une grande partie des instruments deMars Observer est la première à être lancée en 1996 : la mission est un succès et la sonde fournit des données jusqu'en 2006. Mais les missions suivantesMars Climate Orbiter (1998) etMars Polar Lander (1999) sont toutes deux des échecs. Le dogme du « faster, better, cheaper » est remis en cause. La mission suivante2001 Mars Odyssey (2001) est un succès mais désormais les sondes spatiales sont mieux financées.
Photo prise par le satelliteAqua montrant la réduction de la taille de la banquise polaire (2007).
À la fin des années 1980, la NASA tente de lancer à côté de lastation spatiale Freedom d'autres projets importants bloqués depuis longtemps. Les critiques de la NASA à la suite de l'accident de la navette Challenger sont en partie contrebalancées dans le public par le rôle joué par l'agence spatiale dans la confirmation dutrou dans la couche d'ozone qui avait été découvert en 1985. Dans ce contexte, la NASA décide de faire de l'observation de la Terre une composante majeure de son programme : le projetMission to planet Earth (« Mission pour la planète Terre ») est proposé en 1987 et mis en place officiellement en 1990. Son noyau est constitué par leEarth Observing System (EOS) ; celui-ci doit débuter par le lancement de deux gros satellites sophistiqués. Pour des raisons budgétaires, le programme est revu au début des années 1990 : trois satellites de taille moyenne doivent désormais constituer le cœur de EOS. Le satelliteTerra est lancé en 1999,Aqua en 2002 etAura en 2004. Toutefois, le premier engin spatial dont la mission répond aux préoccupations environnementales à l'origine deMission to planet Earth est le satelliteUARS. Lancé en 1991, il permet à la NASA de fournir des données clés sur la destruction de la couche d'ozone et est chargé de vérifier l'application par les États duprotocole de Montréal, qui proscrit l'utilisation des gaz destructeurs. Les autres missions importantes de EOS sont les satellitesTOPEX/Poseidon, lancé en 1992, etTropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), lancé en 1997 et dont les contributions confirment la place essentielle du satellite dans la prévision des phénomènes météorologiques et en particulier de ses manifestations les plus violentes. Au début des années 1990, les préoccupations concernant leréchauffement climatique prennent le pas sur les travaux qui concernent la couche d'ozone. Le point de départ des recherches sur le sujet est une série de travaux effectués au début des années 1970 pour répondre aux préoccupations environnementales soulevées par la fréquence prévisionnelle très élevée des lancements de la navette spatiale américaine qui sont susceptibles d'affecter la composition de lastratosphère. Des lois sont passées auCongrès américain en 1975 et 1977 élargissant le domaine d'intervention de la NASA à la recherche environnementale. Une nouvelle classe de satellites d'observation de la Terre est mise en œuvre à compter de 1972 avec le lancement duEarth Resources Technology Satellite (ERTS), baptisé plus tardLandsat 1. Les sondesViking ont cartographié en 1976 pratiquement l'ensemble de la planète Mars pour identifier des sites propices à l'atterrissage. La méthode de recherche utilisée, qui jusque-là n'est appliquée qu'aux autres planètes, va être mise en œuvre pour la première fois pour l'observation de la Terre avec le satelliteSeasat lancé en 1978. Dans les années 1980, émergent de nouvelles théories, qui assimilent la Terre à un système global. Émergent également des travaux de recherche comparative entre les planètes, effectués dans le cadre des missions robotiques sur le sol martien et des survols deVénus par les sondesMariner dans les années 1960. Il apparaît alors essentiel de réaliser des missions d'exploration scientifique de la Terre pour définir des modèles globaux, ce qui conduit à la mise sur pied du« Earth Science Program » (Programme de Science de la Terre)[12],[13],[14],[15],[16].
Dans le cadre de son planGreat Observatory Programs, la NASA lance quatre télescopes spatiaux pour étudier l'univers lointain dans toutes les gammes d'ondes importantes. Letélescope spatial Hubble lancé en 1990 couvre la lumière visible, l'ultraviolet et le rayonnementinfrarouge. LeCompton Gamma-Ray Observatory spécialisé dans l'astronomie gamma est lancé en 1991, suivi par letélescope à rayons XChandra en 1999 et enfin le télescope infrarouge télescope spatialSpitzer en 2003. Ces derniers sont en cours de remplacement par des télescopes encore plus puissants : leFermi Gamma-ray Space Telescope (2008) et le télescope spatialJames-Webb (lancé le 25 décembre 2021).
La décennie 2000 est exceptionnelle pour l'activité d'exploration duSystème solaire par les engins de la NASA avec le lancement de 12 sondes interplanétaires et la préparation de trois autres missions qui sont lancées en 2011. Cela résulte en partie de la décision prise au cours de la décennie précédente de réaliser des missions plus modestes mais plus nombreuses. L'exploration de Mars est au cœur de cette activité : l'orbiteur2001 Mars Odyssey (2001) est suivi par les deuxastromobilesMER (Spirit etOpportunity) (2003), l'orbiteurMRO (2005), l'atterrisseurPhoenix (2007) tandis que le rover deMars Science Laboratory, le plus gros budget de la décennie initialement programmé en 2009, est repoussé en 2011. Toutes les missions sont des succès et font progresser de manière significative notre connaissance de la planète Mars. L'orbiteurMessenger (2004) est chargé d'étudier pour la première fois de manière détaillée la planèteMercure. Les petits corps ne sont pas oubliés avec l'impacteurDeep Impact (2004) lancé vers une comète et l'orbiteurDawn (2007) qui est chargé d'explorer les deux plus grands corps de laceinture d'astéroïdes. Le seul échec de la décennie est à imputer à la petite sondeCONTOUR (2002) chargée de survoler plusieurs comètes et sans doute victime d'une défaillance de son système de propulsion. Pour les planètes extérieures, la mission de la sondeCassini-Huygens envoyée vers le système saturnien la décennie précédente est un succès total.New Horizons (2006) est lancée dans un voyage à très long cours qui doit l'amener à proximité dePluton en 2015. Enfin, dans le cadre duprogramme Constellation, deux missions de reconnaissance sont lancées vers la Lune, l'orbiteurLunar Reconnaissance Orbiter (2009) et l'impacteurLCROSS (2009).
Vols habités : arrêt de la navette et abandon du projet de retour sur la Lune
La navette spatialeColumbia se désintègre le, entraînant le décès de son équipage et une interruption de 29 mois des missions des navettes spatiales. Les problèmes logistiques engendrés par cet arrêt conduisent à un arrêt temporaire des travaux d'assemblage de la Station spatiale internationale et à une réduction de l'équipage permanent qui l'occupe. En réaction à cet accident, leprésident des États-UnisGeorge W. Bush rend public le les nouveaux objectifs à long terme assignés au programme spatial américain dans le domaine de l'exploration du Système solaire et des missions habitées qui est formalisé à travers le plan programmeVision for Space Exploration. La définition de cette stratégie est dictée par deux motivations :
il est nécessaire de mettre au point de nouveaux vaisseaux pour remplacer la flotte desnavettes spatiales, âgées de près de trois décennies, dont deux ont explosé en vol en tuant leur équipage et qui sont très coûteuses à lancer. Or la Station spatiale internationale doit être desservie en hommes et en matériel dans la phase actuelle de construction et lorsqu'elle est pleinement opérationnelle. Le plan prévoit que les vols des navettes spatiales s'arrêtent en 2010, date à laquelle la Station spatiale internationale doit être achevée (en pratique le dernier vol, la mission STS-135, a lieu en). Un nouveau véhicule spatial doit être développé pour desservir la Station spatiale internationale. L'exploitation de cette dernière doit s'arrêter en 2015 au lieu de 2020, libérant ainsi des ressources budgétaires pour de nouveaux programmes ;
le président veut renouer avec le succès du programme Apollo en fixant des objectifs ambitieux à long terme et en définissant des moyens pour les atteindre. Il souhaite remettre l'exploration spatiale par l'homme au premier plan. Reprenant la démarche du présidentKennedy, le président demande à la NASA d'élaborer un programme qui permet de réaliser des séjours de longue durée sur laLune d'ici 2020. L'expérience acquise sur la Lune doit ensuite être utilisée pour concevoir et lancer une mission habitée vers la planète Mars. Leprogramme Constellation, techniquement assez proche du programmeApollo est lancé la même année par la NASA.
Maquette du vaisseauOrion composant du programmeConstellation (2008).
La NASA décide parallèlement auprogramme Constellation de faire appel au privé pour le ravitaillement et la relève des équipages de la Station spatiale internationale en attendant la disponibilité des composants du programme Constellation : deux sociétés sont sélectionnées en 2006 et 2008 dans le cadre du programmeCOTS. Mais leur engagement porte uniquement sur le ravitaillement de la station. La relève des équipages repose toujours sur le lanceurAres I et du vaisseauOrion dont la date de disponibilité recule de plus en plus. La viabilité du programme Constellation et les choix techniques effectués sont de plus en plus contestés. Le présidentBarack Obama nouvellement élu en 2008 demande à lacommission Augustine, créée pour la circonstance, d'évaluer le programme spatial habité américain. Celle-ci souligne le manque d'ambition du programme Constellation, dont les objectifs sont proches du programme Apollo. Le financement n'est manifestement pas suffisant (il manque trois milliards de dollars américains par an). Le lanceurAres I, disponible trop tardivement, est jugé de peu d'intérêt. Le comité estime que la NASA doit s'appuyer de manière plus importante sur les opérateurs privés pour tout ce qui relève de l'orbite basse — lanceur, vaisseau cargo et capsule habitée — et se concentrer sur les objectifs situés au-delà de l'orbite basse. Le comité suggère de prolonger l'utilisation de la navette spatiale au-delà de 2010. Prenant le contre-pied du plan lancé par le président Bush, le comité recommande la prolongation jusqu'à 2020 de la durée de vie de la Station spatiale internationale pour rentabiliser l'investissement effectué. En matière d'objectifs, le rapport confirme l'intérêt de l'exploration de Mars en tant que but du programme spatial habité mais approuve la nécessité d'une étape intermédiaire qui peut être l'exploration de la Lune ou un certain nombre de destinations intermédiaires comme lespoints de Lagrange, leslunes de Mars, le survol d'unobjet géocroiseur (flexible path). Enfin, le comité fait un certain nombre de constats sur l'organisation de la NASA, suggérant des améliorations dans ce domaine[17]. Le président Obama prenant en compte les conclusions du comité décident pratiquement l'annulation du programme Constellation début 2010 avec des aménagements destinés à limiter l'incidence sur l'emploi au sein de la NASA. Cet abandon est confirmé par le président le dans le cadre de la validation du « NASAAuthorization Act 2010 »[18].
Le début des années 2010 est marqué par la crise économique mondiale qui touche sévèrement les États-Unis. Le budget de la NASA régresse fortement entre 2011 et 2013 avant d'entamer un rétablissement à compter de 2014 et de connaître une embellie dans la deuxième moitié de la décennie : le budget de l'année 2018 s'élève à20,7 milliards de dollars américains[19]. Ces années sont également marquées par les succès des missions scientifiques et les errements du programme spatial habité.
Durant la première moitié de la décennie, la crise budgétaire conjuguée à l'explosion du coût du très ambitieux télescope spatialJames-Webb qui est passé de trois milliards de dollars américains en 2005, à dix milliards de dollars américains en 2018 viennent réduire les sommes disponibles pour les autres missions scientifiques. L'agence spatiale doit renoncer dès 2011 à un premier projet vers la luneEurope,Jupiter Europa Orbiter, et la sélection de la mission suivante duprogrammeNew Frontiers est suspendue. La cadence des lancements des missions à bas coût duprogrammeDiscovery, qui est théoriquement de moins de deux ans, est elle-même ralentie : après une mission en 2011,InSight est sélectionnée pour un lancement en 2016 (elle est finalement repoussée à 2018, pour des raisons techniques). La dernière mission lancée vers lesplanètes externes (Juno en 2011) n'a aucun successeur. Toutefois, l'embellie économique que connaissent les États-Unis au milieu de la décennie s'accompagne de la relance de projets et d'une augmentation sensible du budget de la NASA. La missionEuropa Clipper vers la lune Europe se concrétise et deux missions du programmeDiscovery à destination d'astéroïdes sont approuvées en 2017 :Lucy etPsyché. Les sélections pour le programme New Frontiers reprennent. Après avoir étudié un projet commun avec l'Agence spatiale européenne, la NASA décide de lancer le développement d'un successeur àMars Science Laboratory, baptiséMars 2020 qui doit recueillir des carottes du sol martien pour une futuremission de retour d'échantillons martiens qui n'est ni planifiée ni financée.
La décennie est également marquée par une série ininterrompue de succès de missions scientifiques. La sonde spatialeDawn démontre brillamment les capacités d'unmoteur ionique en se plaçant successivement enorbite autour des deux principaux corps de laceinture d'astéroïdes,Vesta (2011) etCérès (2015), jusque-là inexplorés, et en collectant de nombreuses données.New Horizons, après un transit de près de dix ans, survole lesystème plutonien qui se révèle très différent et beaucoup plus intéressant qu'attendu. La missionMars Science Laboratory dépose avec succès unastromobile de près d'une tonne qui enchaîne les découvertes sur le sol de Mars, le robotCuriosity. Le télescopeKepler, lancé en 2009, découvre plus de 2 500 exoplanètes, ouvrant de toutes nouvelles perspectives dans le domaine de l'astronomie et suscitant de nouveaux projets de mission.
Le programme spatial habité, très influencé par les responsables politiques, se poursuit début 2010 sans véritable stratégie à long terme. L'abandon de laStation spatiale internationale, source de coûts récurrents, est évoqué mais régulièrement repoussé. Pour desservir la station sans dépendre de la Russie, la NASA confie, dans le cadre de son programmeCommercial Crew Development, le développement d'un vaisseau assurant la relève des équipages américains[20]. En 2014, la NASA sélectionne les vaisseauxCST-100 deBoeing pour 4,2 milliards de dollars et leCrew Dragon deSpaceX, qui reçoit 2,6 milliards de dollars pour un premier vol programmé en 2017[21]. Les deux projets prennent du retard et le premier vol avec équipage (Crew Dragon) n'a lieu qu'en mai 2019.
L'arrêt duprogrammeConstellation n'a pas entraîné la fin des programmes ambitieux et coûteux. La NASA poursuit la construction du vaisseau Orion et lance le développement d'un nouveau lanceur lourd baptiséSpace Launch System (SLS) qui ponctionne lourdement le budget de l'agence spatiale et dont le premier vol doit intervenir à la fin de la décennie. Mais ce programme n'a plus de véritable objectif après l'abandon d'une mission vers un astéroïde qui devait être une étape intermédiaire avant l'arrivée de l'homme sur Mars dans le cadre de la stratégie duFlexible Path[22],[23]. malgré l'étude d'un projet de station spatiale lunaireLunar Orbital Platform-Gateway. Début 2017, la NASA précise la stratégie de son programme spatial habité dans la perspective de l'abandon de la Station spatiale internationale. Elle annonce le développement d'une station spatiale placée enorbite lunaire, baptiséeDeep Space Gateway (DSG). Celle-ci doit être assemblée à partir de composants transportés par le futur lanceur lourd SLS et doit être desservie par le vaisseauOrion. On évoque un retour des astronautes sur le sol lunaire pour 2028 et la station doit servir de tremplin à long terme pour des missions martiennes mais ces projets ne sont pas assurés de disposer de ressources financières nécessaires[24],[25]
Début 2019, à quelques mois du cinquantième anniversaire de la missionApollo 11, leprésident américainDonald Trump demande à la NASA de ramener des astronautes à la surface de la Lune dès 2024 soit quatre ans avant l'échéance vaguement fixée jusque-là par l'agence spatiale[26]. Pour répondre à cette exigence, malgré l'absence de budget à la hauteur de ce nouvel enjeu, la NASA lance leprogrammeArtemis[27]. Le programme repose sur les composants en cours de développement (SLS, Orion) ou déjà prévus (Deep Space Gateway). Pour tenir le planning, l'agence spatiale sous-traite complètement à l'industrie la conception et la réalisation du vaisseau lunaire HLS qui doit déposer les hommes sur la Lune ainsi que les missions robotiques qui doivent servir d'éclaireur[28].
En 2024 le budget de la NASA se monte à 37,19 milliards US$. Les principaux postes de dépense sont par ordre d'importance décroissant le programme spatial habité (programme Artemis de retour vers la Lune et Station spatiale internationale), les missions scientifiques (exploration du système solaire, astrophysique, héliophysique et observation de la Terre), la gestion des établissements (informatique, maintenance des équipements,...), le développement des technologies spatiales, le support aux missions (télécoms, lancement) et la recherche aéronautique[29] :
LaStation spatiale internationale dont la date de fin est régulièrement repoussée (en 2024 elle est programmée pour le début de la décennie 2030) absorbe 12% du budget de la NASA. Les dépenses se répartissent entre les fonctions de support (1,3 milliard US$) et les missions de ravitaillement et de relève des équipages (1,96 milliard US$).
Leprogramme Artemis, qui doit ramener des hommes à la surface de la Lune vers 2027, absorbe plus de 29 % du budget de l'agence :
2,5 milliards US$ sont consacrés au développement et à la fabrication du lanceur géantSpace Launch System
1,9 milliard US$ sont consacrés au développement de l'atterrisseur lunaireHLS
1,22 milliard US$ sont consacrés au développement du vaisseauOrion
914 millions US$ sont consacrés au développement de la station spatiale lunaireLunar Gateway
380 millions US$ sont consacrés au développement de lacombinaison spatiale extravéhiculaire.
Les missions scientifiques représentent le deuxième poste de dépenses en 2024 (30,4% du budget total). Les thématiques sont :
lessciences de la Terre qui regroupent l'étude depuis l'espace des différentes couches atmosphériques, de la surface de la Terre et de l'environnement spatial (2,473 milliards US$) ;
Le support aux missions représente 3,85% du budget (1,05 milliard US$). Le principal poste de dépenses sont les télécommunications (580 millions US$)
14,1 % du budget est consacré aux activités de gestion des établissements et des infrastructures de recherche : informatique, administration des centres spatiaux, maintenance et réalisation d'équipements.
5,12 % du budget est consacré aux recherches et à la mise au point de technologies spatiales (1,39 milliard US$)
La recherche aéronautique, activité d'origine de l'agence avant le début de l'ère spatiale lorsqu'elle s'appelait encore laNACA, pèse relativement peu (3,66% et 996 millions US$).
Le reste du budget se répartit entre le programme éducatif (158 millions US$), le support au développement du secteur commercial (228 millions US$) et l'Inspection générale chargée d'auditer le fonctionnement de l'agence spatiale (50 millions US$).
Le programme spatial habité de la NASA est début 2010 en pleine restructuration après l'annulation duprogrammeConstellation et l'arrêt confirmé des navettes spatiales fin 2010. La NASA doit ainsi s'appuyer lourdement sur ses partenaires pour poursuivre le programme de laStation spatiale internationale, et en particulier sur l'agence spatiale russe. Le programmeCOTS n'a pas encore débouché et n'est manifestement pas prêt à temps pour ravitailler la Station spatiale internationale fin 2010. Prenant acte des problèmes de développement rencontrés par le vaisseauOrion, la NASA décide de confier début 2010 à des opérateurs privés la relève des équipages : elle sélectionne le dans le cadre du programmeCCDev les sociétésBoeing etSierra Nevada Corporation : ces deux sociétés doivent développer un moyen de transport (vaisseau spatial etlanceur) permettant d'amener lesastronautes à bord de laStation spatiale internationale et d'assurer leur retour sur Terre. La construction des lanceurs du programme Constellation est arrêté, mais le développement du vaisseau Orion se poursuit début 2010.
En date de, depuis sa première sélection en 1959, la NASA a recruté360 astronautes. À ce jour, 44 d’entre eux sont encore actifs auxquels, il faut ajouter10 apprentis astronautes[30].
Le programme scientifique représente 26 % du budget de 2011, soit un peu plus de5 milliards de dollars américains. Sauf pour ce qui relève de ladéfense nationale, il est construit sous l'égide duUnited States House Committee on Science, Space, and Technology (Comité des sciences, de l'espace et des technologies de la Chambre des représentants des États-Unis).
Panorama des missions d'exploration du système solaire en cours ou en phase de développement en.L'astromobile martienCuriosity est la mission la plus complexe du programme d'exploration du Système solaire.
Pour 2014, la NASA consacre 1,346 milliard de dollars américains, soit 7,6 % de son budget, aux missions d'exploration du Système solaire. Début 2015, l'essentiel de ce budget est consacré aux dixsondes spatiales en opération ou en transit et aux trois missions en cours de développement. Ce budget est ventilé entre :
la recherche dans le domaine des sciences planétaires (221,8 millions de dollars américains en 2014), qui comprend l'exploitation des données fournies par les sondes spatiales, le développement d'outils de modélisation, la gestion des échantillons ramenés sur Terre, la détection et la caractérisation desgéocroiseurs[31] ;
la recherche de technologies spatiales (143 millions de dollars américains en 2014) porte notamment sur les systèmes de production d'énergie (RTG, production de plutonium), les systèmes de propulsion (propulsion ionique) et les logiciels de gestion des missions des sondes spatiales[32] ;
cinq programmes regroupant des missions d'exploration du Système solaire par destination / coût : les missions à coût modéré pour les destinations autres que Mars duprogrammeDiscovery (297,4 millions de dollars américains en 2014), les missions à coût moyen duprogrammeNew Frontiers (231,6 millions de dollars américains), les missions vers lesplanètes externes du programmeOuter Planets (152,4 millions de dollars américains), les missions à destination de Mars (288 millions de dollars américains) et leLunar Quest Program à destination de la Lune (11,4 millions de dollars américains)[33].
Le programme des planètes extérieures (Outer Planets Program) se limite début 2015 à la missionCassini-Huygens lancée en 1997, qui étudieSaturne et ses lunes depuis 2004. Cette mission très ambitieuse (3,3 milliards de dollars américains dont 2,6 pris en charge par la NASA), menée en coopération avec l'Agence spatiale européenne, est prolongée jusqu'en 2017. Une autre mission extrêmement sophistiquée,Europa Clipper est en phase de développement depuis 2017 et son financement estimé à3,1 milliards de dollars américains n'est pas encore bouclé. Son objectif est l'étude de la luneEurope[34].
LeprogrammeNew Frontiers regroupe des missions ambitieuses dont le coût est néanmoins inférieur à700 millions de dollars américains. La première mission de ce programme,New Horizons, est lancée en 2006 afin d'étudierPluton, qu'elle atteint en 2015, avant de survoler unobjet de Kuiper aux confins du Système solaire.Juno, dont le lancement a lieu en 2011, doit se placer sur uneorbite polaire autour deJupiter pour étudierson champ magnétique. Lamission de retour d'échantillons d'astéroïdeOSIRIS-REx est lancé en 2016[36]. En 2019, la NASA sélectionne une mission particulièrement audacieuse sur le plan technique :Dragonfly est unaérobot qui doit se poser à la surface deTitan, satellite deSaturne.
Parallèlement à des missions complexes, coûteuses et longues à mettre au point, mais de ce fait rares, la NASA développe dans le cadre duprogrammeDiscovery des missions dont le coût doit être inférieur à 425 millions dollars et dont le délai de développement ne doit pas excéder36 mois. Le nombre d'instruments scientifiques est réduit et le développement est confié à une seule équipe. Les missionsDiscovery opérationnelles sont la sondeMessenger, lancée en 2008 et qui achève sa mission autour deMercure en 2015, la sondeDawn, lancée en 2007 et placée successivement en orbite autour des astéroïdesVesta puisCérès pour les étudier, et l'orbiteur lunaireLRO, lancé en 2009. Les missions en cours de développement sont l'atterrisseur martienInSight, qui est lancé en 2018 et sonde l'intérieur de cette planète, et l'instrument STROFIO, embarqué à bord de la sonde spatialeBepiColombo de l'Agence spatiale européenne à destination de Mercure. La prochaine mission devra être sélectionnée en 2016[37]. Dans le cadre de ce programme, la NASA a sélectionné deux nouvelles missions en 2021, toutes deux à destination deVénus : la sonde atmosphériqueDAVINCI+ et l'orbiteur |VERITAS.
Missions d'exploration du système solaire de la NASA (hors contributions minoritaires).Mise à jour septembre 2024[38]
Panorama des missions d'astronomie de la NASA en cours ou en phase de développement en.Le télescopeJames-Webb, doté d'un miroir primaire de 6,5 mètres, a relayéHubble en 2021.
Début 2019, la NASA prévoit de lancer le télescope spatialJames-Webb en mars 2021. Les fonds affectés à l'astronomie spatiale en 2014 représentent 7,5 % du budget soit 1 326 millions de dollars américains. Ils se répartissent entre plusieurs programmes[39] :
le programme de recherche en astrophysique (145,2 millions de dollars américains en 2014) porte sur le traitement et l'exploitation des données collectées par les différents observatoires spatiaux, des expériences embarquées à bord de fusées-sondes et de ballons stratosphériques[40] ;
le programme sur les origines (224,2 millions de dollars américains) de l'univers et de notre galaxie comprend notamment le télescope Hubble et le télescope aéroporté SOFIA[41] ;
le programme consacré à la physique du cosmos (112,6 millions de dollars américains) regroupe des engins travaillant sur des questions de physique fondamentale, de cosmologie et d'astrophysique des hautes énergies[42] ;
le programme d'exploration des exoplanètes dispose d'une ligne budgétaire de106,7 millions de dollars américains[43] ;
le programme Astrophysics Explorer (89,6 millions de dollars américains) regroupe des missions à bas coût ou des instruments embarqués sur des engins développés par d'autres agences spatiales[44] ;
le coût de la réalisation du télescope spatialJames-Webb est devenu si élevé qu'il est isolé dans une ligne budgétaire distincte (658 millions de dollars américains en 2014)[45].
Letélescope spatialHubble est le plus connu des télescopes spatiaux de la NASA : bien que lancé en 1990, il doit rester en activité encore plusieurs années grâce à la dernière opération de maintenance effectuée à l'aide de la navette spatiale en 2009. Pour les études portant sur l'histoire de l'Univers, il est assisté par letélescope infrarougeSpitzer, lancé en 2003, qui doit être rejoint en 2021 par leJames Webb. Ce dernier, télescope infrarouge doté d'un miroir primaire de 6,5 mètres de diamètre, est un projet international lourd de 8,8 milliards de dollars américains. La NASA a également une participation majeure dans le télescope européenHerschel lancé en 2009. Le deuxième projet en cours,SOFIA, est un télescope infrarouge aéroporté développé avec l'agence spatiale allemande et installé à bord d'unBoeing 747[46].
Plusieurs observatoires spatiaux de la NASA recueillent des données permettant de répondre à des questions fondamentales sur les origines de l'univers :Chandra télescope àrayons X lancé en 1999 etGLAST observatoire derayons gamma développé avec plusieurs autres agences spatiales et lancées en 2008. La NASA a également participé à l'observatoire européenPlanck lancé en 2009 qui étudie lefond diffus cosmologique dans le domaine desmicro-ondes. La NASA développe en 2016 la missionWFIRST[47].
Le télescopeKepler, lancé en 2009, est consacré à la recherche d'exoplanètes. La NASA utilise également pour cette recherche le télescope terrestreW. M. Keck, dont elle est l'un des propriétaires. Deux autres missions sont à l'étude :Space Interferometry Mission, observatoire spatial utilisant les techniques d'interférométrie, et un instrument spécial qui équipe le télescope terrestreGrand Télescope binoculaire[48].
Plusieurs télescopes toujours actifs ont contribué à la mise au point de nouvelles technologies :Swift est un observatoire en ondes gamma lancé en 2004.WMAP étudie depuis 2001 lefond diffus cosmologique dans le domaine desmicro-ondes.GALEX est untélescope ultraviolet lancé en 2003. Enfin, la NASA est un coparticipant du télescope à rayons X japonaisSuzaku lancé en 2005.WISE, lancé en décembre 2009 pour une mission de six mois, effectue une cartographie des sources infrarouges à la recherche des galaxies les moins lumineuses, des étoiles froides situées dans la banlieue terrestre et des astéroïdes qui se trouvent dans le Système solaire.NuSTAR, pour la détection des trous noirs par observation du rayonnement X, est lancé en 2012. La NASA fournit lespectromètre du télescope japonaisHitomi (ASTRO-H) lancé en 2016[49]. Un petit télescope consacré à la détection d'exoplanètes,TESS, est lancé en 2018.
Télescopes et observatoires spatiaux de la NASA (hors contributions minoritaires).Mise à jour septembre 2024[38]
Panorama des missionshéliophysiques de la NASA en cours ou en phase de développement en février 2015.Les deux satellitesSTEREO.
Début 2010, la NASA dispose de dix-sept satellites opérationnels consacrés à l'étude du Soleil, de l'héliosphère et de lamagnétosphère en comptantMMS en 2015. Le budget 2014 représente641 millions de dollars américains soit 3,6 % du budget total[50].
L'observatoire solaireACE lancé en 1993 étudie l'ensemble des radiations et participe à la surveillance de l'activité solaire.SoHO mission conjointe avec l'ESA lancée en 1995 est le principal observatoire utilisé pour lamétéorologie spatiale et doit rester en activité jusqu'en 2013. Installé aupoint de Lagrange L1 ce satellite a également découvert un grand nombre decomètes.GEOTAIL n'est plus opérationnel mais ses données sont en cours d'analyse. Le satelliteWIND lancé en 1994 étudie le vent solaire et lamagnétosphère depuis le point de Lagrange L1 et doit rester en exploitation jusqu'en 2013.TIMED lancé en 2001 étudie l'influence du Soleil sur lathermosphère et lamésosphère terrestres, doit rester en activité jusqu'en 2014.RHESSI lancé en 2002 est réservé pour l'étude deséruptions solaires en activité jusqu'en 2017. Les sondesVoyager participent également à l'étude de l'héliosphère[51].
Plusieurs missions regroupées sous l'intituléLive with a star sont principalement chargées d'étudier l'interaction entre l'activité solaire et l'atmosphère terrestre. L'observatoire solaireSDO a été lancé début 2010. Les satellites jumeauxRBSP lancés en 2012 doivent étudier les mécanismes à l'œuvre dans lesceintures de Van Allen. Deux missions sont en cours de développement dans le cadre du programme :SPP, qui est lancé en 2018, étudie le Soleil à faible distance (dix rayons solaires) tandis queSolar Orbiter, projet mené par l'agence spatiale européenne, doit étudier les interactions entre la surface solaire, la couronne solaire et l'héliosphère intérieure depuis une distance de 45 rayons solaires.DSX est un petit satellite destiné à mettre au point des méthodes permettant de minorer l'influence des éruptions solaires sur les satellites.BARREL désigne un ensemble d'expériences scientifiques embarquées sur des ballons-sondes de 2013 à 2016 pour compléter les données recueillies par les satellites RBSP[52].
IBEX en cours de montage sur son lanceurPegasus (2008).
Le comportement duplasma solaire est étudié par plusieurs missions. Les deux satellites jumeauxSTEREO en activité depuis 2007 étudient notamment leséjections de masse coronale. La NASA a embarqué trois instruments sur le satellite japonaisHinode (Solar B) lancé en 2006 qui étudie la relation entre la couronne solaire et le champ magnétique du Soleil. Le satelliteMMS lancé en 2015 étudie les reconnexions du champ magnétique à proximité de la magnétosphère terrestre[53].
La thématique comporte également des missions caractérisées par un cycle de développement court (Small et Medium Explorer).IBEX, lancé en 2008, étudie l'interaction entre levent solaire et les vents solaires des autres étoiles.TWINS B complète depuis 2008 les observations réalisées par le satellite jumeau TWINS A lancé en 2006 et fournit une image tridimensionnelle de la magnétosphère terrestre. Les cinq petits satellitesTHEMIS, lancés en 2007, ont permis de mieux comprendre les mécanismes à l'œuvre dans les tempêtes de la magnétosphère. CINDI (Coupled Ion-Neutral Dynamics Investigation) est une expérience scientifique embarquée sur un satellite de laUS Air Force qui étudie le rôle des ions neutres sur la formation des champs électriques dans la haute atmosphère terrestre.AIM lancé en 2007 étudie la formation des nuages de haute altitude dans les régions polaires. Deux petites missionsIRIS étudient le transfert d'énergie entre la couronne solaire et le vent solaire et lancé en 2013[54].
Missions d'observation du Soleil (hors contributions minoritaires).Mise à jour septembre 2024[38]
Panorama des missions d'étude la Terre de la NASA en cours ou en phase de développement en février 2015.
Début 2010, la NASA dispose de dix-huit satellites opérationnels consacrés à l'étude de la Terre et du climat. L'agence développe et lance les satellitesCYGNSS en 2016,GRACE-FO en 2018 etICESat-2 en 2018. D'autre part, les satellitesSWOT (2021),PACE (2022) etNISAR (2022) sont en phase de spécifications. Leur budget représente en 2014 1 828 millions de dollars américains soit 10,4 % du budget total[55].
La NASA dispose d'importantes équipes de chercheurs dont les travaux portent sur la modélisation du système Terre et qui exploitent les données recueillies par les différents moyens spatiaux et aéroportés mis en œuvre par la NASA. Celle-ci possède le plus important système de stockage informatique de données scientifiques de la planète, qui doit absorber les téraoctets de données produits chaque jour par les satellites. Pour ses activités, la NASA dispose de trois superordinateurs (Pleiades, Merope et Endeavour) comportant en tout 170 000 processeurs. Dans le cadre de ces recherches, des campagnes de mesure sont menées avec des engins aériens avec et sans équipage. Les activités principales portent sur lecycle du carbone, la modélisation du système Terre, l'évolution de lacouche d'ozone, la fourniture deréférences géodésiques. Ces activités de recherche et la logistique associée représente 25 % du budget de la NASA (457 millions de dollars américains) consacré aux sciences de la Terre[56].
Les missions du programmeEarth Systematic Missions ont pour objectif d'effectuer des collectes systématiques de données qui sont ensuite redistribuées à un grand nombre d'utilisateurs internes et externes. Une quinzaine de satellites sont actuellement opérationnels[57] :
Aqua lancé en 2002 mesure les caractéristiques des nuages et l'humidité présente au sol et dans l'atmosphère ;
Aura lancé en 2004 mesure la quantité d'ozone, de vapeur d'eau, de monoxyde de carbone, de méthane, d'ozone et deCFC présent dans l'atmosphère ;
Terra développé avec le Japon et le Canada et en fonction depuis 2000 évalue notamment la photosynthèse, les aérosols, le bilan radiatif ainsi que la quantité de monoxyde de carbone ;
TRMM est un satellite développé conjointement avec le Japon et lancé en 1997 qui mesure l'intensité et la distribution des précipitations ;
LDCM (Landsat Data Continuity Mission / Landsat 8), lancé en 2012, est un projet conjoint avec l'US Survey qui a pris le relais de la longue série des satellitesLandsat (mesure des ressources terrestres, évaluation des catastrophes) ;
GPM est un satellite développé conjointement par la NASA et laJAXA et lancé en 2014 et qui doit effectuer les mesures de précipitations assurées jusque-là par TRMM en fin de vie ;
Suomi NPP, projet conjoint avec laNOAA et leDOD lancé en 2011, doit permettre de valider les instruments qui seront utilisés par les futurs satellites météorologiques ;
SMAP lancé en 2015 effectue des mesures d'humidité du sol de la surface terrestre et de l'état des sols (gel-dégel) ;
Le satellite Aqua.
QuikSCAT est une mission lancée en 1999 qui mesure la vitesse et la direction du vent au-dessus des océans. L'unique instrument est utilisé désormais en mode dégradé ;
Earth Observing-1, lancé en 2002 et toujours opérationnel, a permis de qualifier de nouveaux instruments utilisés pour l'observation de la Terre ;
SORCE lancé en 2003 mesure les différentes radiations qui atteignent l'atmosphère terrestre ;
l'instrument Ocean Surface Topography Mission (OSTM) embarqué sur le satelliteJason-2 développé conjointement avec leCNES et lancé en 2008 mesure de manière précise la hauteur des océans permettant de mesurer les courants et la quantité de chaleur stockée ;
GRACE, développé avec l'agence spatiale allemande et lancé en 2002, mesure le champ de gravité terrestre ;
DSCOVR lancé en 2015 est un satellite multi-agences de météorologie spatiale qui emporte deux instruments de la NASA : le radiomètre NISTAR et la caméra EPIC.
SMAP, lancé en 2015.
Plusieurs satellites et instruments sont à des stades divers de développement.ICESat-2 doit prendre le relais en 2018 de ICESat, tombé en panne en 2010, pour la mesure des calottes de glace polaires. Des campagnes de mesures aéroportées seront assurées par la NASA pour assurer la continuité entre la fin de vie de et le lancement du nouveau satellite. Le spectromètreStratospheric Aerosol and Gas Experiment (Sage III), qui mesure la distribution verticale de l'ozone et des aérosols dans l'atmosphère terrestre est installé en 2017 dans laStation spatiale internationale.Grace-Follow-On prend la suite du projet germano-américainGTACE. Les deux satellites de cette mission, dont le lancement en 2018, doivent poursuivre la mesure des variations du champ de gravité terrestre.SWOT (lancement en 2021) est une mission franco-américaine qui à l'aide de mesures altimétriques doit permettre de mesurer avec une très haute résolution la circulation océanique et effectuer un recensement détaillé des eaux de surface sur les continents. La NASA travaille sur trois projets relatifs à l'inventaire des ressources terrestres par l'imagerie : l'instrument TIR-FF doit assurer la continuité des mesures de l'instrument équivalent embarqué sur Landsat 8 ; des améliorations sont à l'étude pour les instruments embarqués surLandsat 9 (lancement en 2023) ; un projet de recherche plus fondamental est entamé pour les instruments deLandsat 10. Deux satellites doivent être également développés.PACE (lancement en 2022) doit mesurer la couleur de l'océan, ce qui permet de déterminer les caractéristiques biologiques et biochimiques de celui-ci et ainsi mieux maîtriser le cycle du carbone et la réponse des perturbations sur le climat de la Terre.NISAR (lancement en 2022) est un satellite américano-indien équipé de deux radars qui doit fournir des informations très précises sur des processus complexes comme les perturbations écologiques, l'effondrement de la banquise, les tremblements de terre, etc.[57].
La Station spatiale internationale est utilisée comme support pour différents instrumentsHyperspectral Imager for the Coastal Ocean (HICO), installé en 2014, est un spectromètre imageur utilisé pour étudier les eaux côtières RapidScat, également installé en 2014, remplace en partie l'instrument du satelliteQuikSCAT qui mesurait la vitesse des vents au-dessus des océans.Cloud Aerosol Transport System (CATS), qui fonctionne depuis février 2015, est unlidar expérimental qui mesure la distribution verticale des aérosols dans l'atmosphère terrestre.Lightning Imaging Sensor (Lis), qui doit être placé en orbite début 2016, prend le relais de l'instrument équivalent embarqué à bord du satellite TRMM pour l'observation des éclairs dans l'atmosphère terrestre. L'instrumentTSIS-1, à bord de la station en décembre 2017, doit poursuivre la mesure de l'irradiance du Soleil actuellement prise en charge par un instrument équipant le satelliteSORCE[58].
D'autres instruments doivent être lancés à bord de satellites commerciaux ou d'engins spatiaux développés par d'autres agences spatiales. Ce sontTSIS-2 qui doit prendre la suite de TSIS-1 vers 2020,Radiation Budget Instrument (RBI) qui doit être installé à bord du satelliteJPSS-2 lancé en 2022 pour mesurer le budget radiatif de la Terre,Ozone Mapping and Profiler Suite-Limb Profiler (OMPS-LIMB) également lancé sur ce satellite, CLARREO doit permettre de détecter rapidement les variations climatiques. D'autres missions recommandées par le rapport scientifique annuel sont en cours d'évaluation :Active Sensing of CO2 Emissions over Nights, Days, and Seasons (ASCENDS),GEOstationary Coastal and Air Pollution Events (GEO-CAPE) ; ACE et HyspIR[59].
Le programmeEarth System Science Pathfinder, qui dispose d'un budget de 267,7 millions de dollars américains, regroupe des missions à coût modéré et aux objectifs scientifiques plus ciblés que le programme Earth Systematic Missions[60]. Ce programme comprend les projets en développement suivants :
le satelliteCYGNSS (lancé en 2016) est une constellation de 8 micro-satellites qui mesure les vents à la surface des océans durant le cycle de vie des tempêtes tropicales et des ouragans ;
l'instrumentOrbiting Carbon Observatory 3 (OCO-3) qui doit être installé sur la Station spatiale internationale en 2017 ;
l'instrument TEMPO (monté sur un satellite commercial vers 2018) doit mesurer la pollution atmosphérique au-dessus de l'Amérique du Nord.
Par ailleurs, plusieurs satellites de ce programme sont opérationnels[60] :
CloudSat lancé en 2006 mesure les caractéristiques des nuages pour permettre une meilleure compréhension du rôle des nuages épais dans le bilan radiatif de la Terre ;
CALIPSO lancé en 2006 mesure la distribution verticale des aérosols et des nuages en utilisant un lidar ;
le satelliteOCO-2 lancé en 2014 mesure la distribution du dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre ;
Aquarius est un instrument embarqué sur le satelliteargentinSAC-D qui mesure les variations saisonnières et annuelles de la salinité des océans et leur influence sur la circulation des eaux océaniques. Lancé en juin 2011.
Les données collectées par lessatellites d'observation de la Terre sont traitées, stockées et redistribuées dans le cadre du projetEarth Observing System Data and Information System (EOSDIS), auquel est alloué en 2014 un budget de 179 millions de dollars américains[61]. Par ailleurs, la NASA dispose d'un programme de recherche pour la mise au point de nouveaux instruments (60 millions de dollars américains)[62] et le développement d'applications reposant sur les données collectées par ses satellites (35 millions de dollars américains)[63].
Missions scientifiques d'observation de la Terre (hors contributions minoritaires).Mise à jour septembre 2024[38]
Le programme Space Technology a pour objectif de mettre au point des concepts avancés applicables au spatial. Ces recherches sont lancées et financées, entre autres, par plusieurs programmes d'encouragement à l'innovation qui concernent des équipes internes ou des partenaires ou sociétés externes. Le programme est doté d'un budget en 2014 de 575 millions de dollars, soit 3,3 % du total[64].
Pour ses missions d'exploration du Système solaire, la NASA a plusieurs projets consacrés à la propulsion spatiale dont le financement est rattaché à celui des sondes spatiales. L'agence met au point lemoteur ionique àxénon Next (NASA's Evolutionary Xenon Thruster) dans le cadre d'un programme qui devrait aboutir en 2013. L'agence a également un programme d'étude sur lepropulseur à effet Hall[65],[66]. Legénérateur thermoélectrique à radioisotope est une alternative aux cellules photovoltaïques utilisée lorsque l'énergie solaire n'est pas suffisante (mission vers les planètes extérieures). La NASA étudie une version beaucoup plus efficace grâce à l'utilisation ducycle de Stirling (programme ASRG Advanced Stirling Radioisotope Generator) qui pourra être utilisé par des sondes spatiales lancées à compter de 2014-2016[65].
Les travaux de recherche dans le domaine de l'aéronautique sont également du ressort de la NASA.
La NASA est le principal centre de rechercheaérospatiale américain. Le budget affecté en 2011 à cette activité est de 566 millions de dollars américains soit 3,2 % du budget total. Ces fonds sont répartis entre cinq programmes de recherche[67].
La NASA travaille sur le futur système de contrôle du trafic aérien américainNextGen Air Transportation System qui doit permettre de faire face à l'augmentation du nombre de vols dans l'espace aérien américain. L'agence spatiale travaille, entre autres, sur les dispositifs capables de détecter automatiquement les situations dangereuses (risque de collision en vol) et la conception d'un poste de pilotage d'avion optimisant le travail de l'équipage et sa capacité à faire face rapidement aux événements à risque.
Ce programme concerne la recherche des stratégies d'automatisation du choix des routes aériennes dans le cadre du futur système de contrôle du trafic aérien américain NextGen.
Plusieurs thèmes font partie de ce programme : mise au point des techniques devoilure tournante, mise au point d'une boîte à outils permettant de concevoir la voilure des futurs avions volant à vitessesubsonique en optimisant les émissions sonores et les performances. Outils de conception du fuselage et de la voilure desavions supersoniques. Recherche sur le volhypersonique (vitesse supérieure à Mach 5) avec des applications dans le domaine spatial (rentrée atmosphérique, atterrissage sur Mars).
Recherche sur de nouveaux concepts d'aéronefs permettant de réduire simultanément la quantité de carburant consommé, le bruit et les émissions de gaz. Insertion dedrones dans le trafic aérien.
La NASA est une organisation directement contrôlée par l'exécutif. L'agence spatiale est dirigée par unadministrateur désigné par leprésident des États-Unis après consultation et accord duSénat américain. Son rôle est d'implémenter les choix du président et il joue donc un rôle majeur dans la définition des principaux programmes spatiaux de l'agence spatiale. Le changement de président entraîne le changement de l'administrateur. L'administrateur actuel, nommé parJoe Biden en à la suite de son accès à la présidence des États-Unis, estBill Nelson, ancien sénateur deFloride et membre duparti démocrate. Le président nomme également l'administrateur adjoint et le responsable des finances, qui n'ont eux pas de rôle majeur dans l'orientation du programme spatial. L'implémentation de la stratégie de la NASA et le contrôle de sa mise en œuvre par les différents centres de la NASA incombe aux responsables des cinq directions (directorate), qui ne sont pas choisis en fonction de leur orientation politique et conservent donc leur poste lors des changements d’administrateur. Ces cinq directions sont[68] :
Direction de la recherche aéronautique (Aeronautics Research Mission Directorate, ARMD) ;
Direction des sciences (SMD :Science Mission Directorate) chargée du programme scientifique de l'étude de la Terre, duSystème solaire et de l'Univers ;
Direction des technologies spatiales (Space Technology Mission Directorate, STMD) qui recherche et met au point les technologies nécessaires aux vols humains et aux missions robotiques (par exemple : propulsion,bouclier thermique, etc.) ;
Direction des opérations et de l'exploration spatiale habitée (Human Exploration and Operations Mission Directorate, HEOMD) responsable des lancements et du suivi des missions avec équipages (Station spatiale internationale) ;
Direction du support de mission (MSD :Mission Support Directorate) fournit les ressources aux autres directions pour les achats, le recrutement, les infrastructures, la sécurité et les services de la l'état-major.
Ces services, qui comprennent également le bureau de l'administrateur (Administrator's Staff Offices) et le bureau de l'inspection générale (Office of Inspector General, OIG), sont rassemblés ausiège de la NASA qui se trouve àWashington (district de Columbia)[69].
Centre de contrôle de mission de la navette spatiale au centre Johnson.
La NASA comporte dix centres spatiaux qui emploient directement environ 17 500 personnes auxquelles s'ajoutent 6 000 personnes auJet Propulsion Laboratory fin 2018[70] ainsi qu'un grand nombre de sous-traitants sur site :
LeJet Propulsion Laboratory (JPL), situé près deLos Angeles en Californie, est responsable du développement et de la gestion opérationnelle de la majorité dessondes spatiales de la NASA, de certains satellites d'observation de la Terre ainsi que d'instruments embarqués sur les satellites scientifiques en orbite terrestre. Le JPL gère également les trois groupes d'antennes situés en Australie, Espagne et Californie duDeep Space Network qui est utilisé pour les communications avec les sondes spatiales. Créé dans les années 1930 pour étudier la propulsion des fusées, à l'origine de son appellation, c'est unecoentreprise entre la NASA et leCaltech.
Lecentre spatial Lyndon B. Johnson (anciennement le MSC,Manned Spacecraft Center) situé près deHouston auTexas, est chargé de la conception et la qualification des engins spatiaux habités (station spatiale, vaisseaux spatiaux), de l'entraînement desastronautes et du suivi des missions à partir de leur décollage. Parmi les installations présentes sur le site, on trouve lecentre de contrôle de mission des missions habitées (station spatiale internationale,navette spatiale), des simulateurs de vol et des équipements destinés à simuler les conditions spatiales et utilisés pour tester les composants livrés par les fournisseurs de la NASA. Le centre gère l'établissement deWhite Sands Test Facility auNouveau-Mexique qui est utilisé pour tester différents équipements faisant essentiellement partie du programme de la navette spatiale.
Lecentre de recherche Glenn, situé près deCleveland dans l'Ohio, est traditionnellement spécialisé dans la mise au point des techniques de propulsion (cryogénique, électrique)[74].
Lecentre de recherche en vol Neil A. Armstrong situé dans ledésert des Mojaves enCalifornie est utilisé pour effectuer des tests en vol atmosphérique. C'était également le site d'atterrissage de secours pour la navette spatiale lorsque les conditions atmosphériques n'étaient pas favorables à Kennedy.
Le budget de la NASA fait partie des dépenses discrétionnaires dubudget des États-Unis, c'est-à-dire que son montant n'est pas reconduit d'année en année, comme c'est le cas de celui des dépenses obligatoires (Sécurité sociale,Medicaid,Medicare, intérêts de la dette), mais qu'il est discuté chaque année et qu'il fait l'objet d'arbitrages qui dépendent de l'enveloppe budgétaire globale disponible et des sommes allouées aux autres dépenses discrétionnaires. En 2018, le budget fédéral était de 4 100 milliards US$ (20 % duPNB américain) dont environ les deux tiers pour les dépenses obligatoires et un tiers pour les dépenses discrétionnaires. Généralement, la moitié des dépenses discrétionnaires sont affectées à la Défense (623 milliards de dollars américains en 2018), l'autre moitié (639 milliards de dollars en 2018) étant partagée entre de nombreux postes budgétaires (éducation, justice, science) dont celui de la NASA, qui oscille d'une année à l'autre autour de 20 milliards de dollars américains. Le processus qui aboutit à la fixation du budget de la NASA est similaire à celui des autres agences contrôlées par le gouvernement américain. L'année fiscale aux États-Unis débute en octobre (le budget 2020 s'applique donc à partir d'). Le budget est défini de manière détaillée l'année précédente (dans le cas cité en 2018) après plusieurs allers-retours entre la NASA, la présidence des États-Unis et leBureau de la gestion et du budget. La Maison-Blanche soumet normalement sa proposition budgétaire(President's Budget Request) en février (2019 dans l'exemple cité). Ce document de plus de 800 pages fournit de manière très détaillée l'ensemble des dépenses de l'agence spatiale. LeCongrès américain, après définition de l'enveloppe budgétaire globale, discute de son affectation au sein de comités et sous-comités spécialisés. Il fournit une contre-proposition qui, dans le cas de la NASA, porte uniquement sur les programmes principaux. Cette proposition fait l'objet d'allers-retours entre les deux chambres (Sénat américain etChambre des représentants) avant d'être votée. Le président signe le budget à l'issue de ce processus[75]. Si le déroulement de ce processus est nominal, ce dernier acte intervient avant le1er octobre, début de l'année fiscale. Si aucun accord n'est intervenu à cette date, unarrêt des activités gouvernementales aux États-Unis peut intervenir(government shutdown). Dans ce cas, la NASA doit cesser toute activité hormis les services essentiels préservant les missions en cours (habitées ou robotiques). Toutefois, dans la mesure où plus de 70 % du budget est dépensé sous forme de contrats passés avec des sociétés extérieures, celles-ci peuvent continuer à travailler en utilisant les avances financières reçues[76]. En, La NASA a licencié plus de 20 % de son personnel, de sont agence[77]
La NASA est loin d'avoir le monopole du programme spatial américain. L'activité spatiale américaine civile et militaire est répartie entre plusieurs agences. Parmi celles-ci la NASA ne dispose que du deuxième budget par ordre d'importance[78] :
leministère de la Défense (Department of Defense) dispose d'un budget spatial supérieur à celui de la NASA (environ 27 milliards de dollars américains en 2008) consacré notamment auxsatellites militaires de télécommunications, météorologiques, d'alerte avancée et de navigation par satellite ;
leNational Reconnaissance Office (NRO), organisation américaine est chargée des satellites de reconnaissance et d'écoute (budget de 10,3 milliards de dollars américains en 2014)[79] ;
laNational Geospatial-Intelligence Agency (NGA), chargé de la collecte de l'imagerie par satellite pour le compte de la défense américaine (budget de 2 milliards de dollars américains en 2008) ;
↑Hertzfeld, Henry R. / Williamson Ray A. :The Social and Economic Impact of Earth Observing Satellites.,in Dick, Steven J. / Launius, Roger D. :Societal Impact of Spaceflight. Washington,DC,États-Unis, 2007, p. 237-263.
↑Conway, Erik M. :Satellites and Security: Space in Service to Humanity.,in Dick, Steven J. / Launius, Roger D. :Societal Impact of Spaceflight.,Washington, DC,États-Unis, 2007, p. 278-286.
↑Lambright, W. Henry :NASA and the Environment: Science in a Political Context. In : Dick, Steven J. / Launius, Roger D. :Societal Impact of Spaceflight.Washington, DC,États-Unis, 2007, p. 313-330.
↑Handberg, Roger :Dual-Use as Unintended Policy Driver: The American Bubble,in Dick, Steven J. / Launius, Roger D. :Societal Impact of Spaceflight.Washington, DC,États-Unis, 2007, p. 363-364.
F. Verger, R Ghirardi, I Sourbès-Verger, X. Pasco,L'espace nouveau territoire : atlas des satellites et des politiques spatiales, Belin,
X. Pasco,La politique spatiale des États-Unis 1958-1985 Technologie, intérêt national et débat public, Paris/Montréal, Editions L'Harmattan,, 300 p.(ISBN2-7384-5270-1)
Description détaillée des missions d'exploration du système solaire (contexte, objectifs, description technique, déroulement, résultats) des sondes spatiales lancées entre 1957 et 1982.
La première date est celle du lancement du lancement (du premier lancement s'il y a plusieurs exemplaires). Lorsqu'elle existe la deuxième date indique la date de lancement du dernier exemplaire. Si d'autres exemplaires doivent lancés la deuxième date est remplacée par un -. Pour les engins spatiaux autres que les lanceurs les dates de fin de mission ne sont jamais fournies.
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