ISS | Expéditions, rotations... Comment se passent les voyages sur la Station Spatiale Internationale ?

Un nouvel équipage rentre de la station spatiale internationale ce vendredi. Quand y sont-ils arrivés ? Pourquoi repartir maintenant ? Et d'ailleurs, c'est quoi une « Expedition » ?

Notons, avant de commencer, que « planificateur d'équipage » est un vrai métier...

Comment se rendre sur l'ISS ?

Depuis l'été 2011 et jusqu'à aujourd'hui, il n'existe qu'un seul véhicule en service capable d'amener des astronautes jusqu'à la station spatiale internationale, à savoir la capsule russe Soyouz. Trois occupants peuvent y prendre place, et décoller depuis la base de Baïkonour pour rejoindre l'ISS en deux jours au maximum (bien que depuis 2016 la durée moyenne n'est plus que de quatre orbites, soit six heures pour aller s'amarrer).

Aussi, même si l'équipage doit être capable de reprendre à tout moment le contrôle, Soyouz s'amarre de façon automatisée à la section russe de la station... Et pour la place, il y a l'embarras du choix, puisque l'ISS compte quatre ports compatibles sur les différents modules de la partie russe : Pirs, Poisk, Rassvet et Zvezda (le site est toutefois assigné à l'avance).

Depuis le tout premier assemblage de l'ISS, et jusqu'à 2011, il était aussi possible d'arriver sur l'ISS grâce aux navettes américaines STS (sauf entre 2003 et 2006, à cause du dramatique accident de Columbia). Ces dernières ont servi à ramener la grande majorité des modules qui constituent aujourd'hui la station grâce à leur imposante soute et leur capacité d'emport. Pouvant accueillir jusqu'à sept astronautes, les navettes se chargeaient aussi d'amener et de ramener les équipages de la station. Bien sûr, seuls un ou deux membres de ces vols restaient pour une longue durée sur l'ISS : les navettes, elles, restaient rarement plus d'une semaine en orbite.

Par ailleurs, il y aura prochainement de nouvelles options pour se rendre sur la station internationale, puisque la NASA a commandé des vols à deux industriels américains, Boeing et SpaceX. Leurs capsules Starliner et Crew Dragon pourront chacune transporter quatre astronautes pour des missions durant jusqu'à six mois.

Qu'est-ce qu'une « Expedition » ?

Un équipage en mission longue durée sur l'ISS est appelé une « Expedition » (qui est en réalité le label américain, l'abréviation russe étant MKS). Depuis presque une décennie, une Expedition dure trois mois environ, avec un équipage de six astronautes répartis dans deux capsules Soyouz. Chaque équipage reste six mois sur l'ISS, et participe donc à deux Expeditions d'affilée : tous les trois mois, une capsule Soyouz rentre sur Terre, et une autre décolle quelques semaines plus tard. C'était le cas, par exemple, pour Thomas Pesquet, qui a participé aux Expeditions 50 et 51.

Une Expedition commence lorsque la moitié de l'équipage de la précédente se décroche de la station spatiale internationale, et s'arrête lors d'une petite cérémonie de passation de commandement (symbolique) qui a lieu la veille du départ... En d'autres termes, elle commence avec trois membres d'équipage, et se termine à six.

L'un des trois premiers membres d'équipage est systématiquement le commandant. À noter qu'avec la meilleure capacité des nouveaux véhicules américains, l'équipage permanent devrait passer à sept occupants d'ici 2021.

Pour reprendre l'exemple de Thomas Pesquet, lorsque le français est arrivé sur l'ISS avec le russe Oleg Novitsky et l'américaine Peggy Whitson, la station était déjà occupée par les trois astronautes de l'Expedition précédente : l'américiain Shane Kimbrough était le commandant, accompagné des russes Oleg Borisenko et Sergey Rizhikov. Trois mois plus tard, ces astronautes ont quitté l'ISS, et Peggy Whitson a pris le commandement. Les deux astronautes complétant cette nouvelle Expedition 51 (Jack Fischer et Feodor Yourtchikhine) sont arrivés dans la capsule Soyouz suivante.

Six astronautes... Vraiment ?

Bon tout ça, c'est la théorie. En réalité, il y a des modifications qui peuvent intervenir chaque année. Par exemple, pour faire des économies, l'agence russe Roscosmos a décidé que ses équipages permanents passeraient de trois à deux membres d'équipage en 2017, et ce jusqu'à ce que leur nouveau laboratoire soit amarré à l'ISS.

Dans les faits, ça ne change pas grand-chose car les américains ont profité de la majorité des sièges « vacants » pour faire voler plus de membres d'équipage de la NASA et de ses partenaires... Mais il y a aussi eu des Expeditions à cinq. En 2015-2016, Scott Kelly et Mikhail Kornyienko ont tous les deux passés presque un an dans l'ISS (pour la mission Year In Space), et au gré d'un jeu de domino et des retards des nouveaux véhicules américains, l'américaine Christina Koch a passé 328 jours en orbite entre 2019 et 2020.

Il ya aussi, parfois, des contretemps, comme lorsque les deux astronautes de la mission Soyouz MS-10 ont survécu à la désintégration de leur fusée en 2018 : il a fallu réorganiser les rotations des astronautes en conséquence...

Des missions plus courtes existent !

Au gré des modifications de rotations, il est parfois possible de dégager de petites fenêtres dans l'agenda pour qu'un astronaute se rende sur l'ISS, et revienne sur Terre une à deux semaines plus tard, lors de la rentrée atmosphérique d'un autre véhicule. De « petites missions » qui ont profité à de nombreuses nations par le passé, comme la France pour le second vol de Claudie Haigneré, ou le vol de l'émirati Hazza Al-Mansouri en octobre dernier.

L'astronaute qui occupe cette place ne fait alors pas partie d'une Expedition et n'a pas le statut d'un membre d'équipage permanent, ce qui lui permet d'avoir une formation plus courte, même s'il doit tout de même connaître les commandes de Soyouz sur le bout des doigts, et toutes les procédures de sécurité. Il ou elle est nommé·e « spaceflight participant », ce qui peut, certes, s'apparenter à un titre un peu pompeux pour un passager.

C'est d'ailleurs sous ce statut qu'ont volé les seuls sept richissimes touristes à avoir visité la station spatiale pour le moment, grâce à l'entreprise Space Adventures et à des accords passés avec l'agence russe Roscosmos.

Américains, russes... Et les autres ?

Alors, comment se répartit un équipage de six astronautes pour une Expedition ? Il faut ici se souvenir qu'il y a cinq grandes agences qui gèrent l'ISS, avec une distinction entre le segment russe (aussi appelé ROS) et la partie de station « non russe » généralement appelée USOS. Comme nous l'avons mentionné plus haut, l'équipage russe permanent est actuellement composé de deux cosmonautes, mais pourra rapidement repasser à trois membres.

Pour l'autre côté, c'est un tout petit peu plus compliqué : les Etats-Unis (NASA), l'Europe spatiale (ESA), le Japon (JAXA) et le Canada (CSA) font en sorte d'amener leurs personnels sur place en fonction de leur niveau d'investissement dans la station. L'ESA, par exemple, fournit 8,3 % des ressources de l'ISS. Cela assure environ une mission longue d'un astronaute ESA tous les 18 mois à deux ans.

C'est avec cette gymnastique délicate que sont programmées les rotations d'équipage. Dans les faits, aujourd'hui , une mission compte en général deux russes, trois américains et un dernier astronaute, japonais, européen ou canadien. D'ici un an, si les rotations régulières de capsules américaines et russes se poursuivent sans anicroche, il y aura plus d'opportunités, à la fois pour les missions de longue durée des partenaires internationaux et pour les « spaceflight participants ». On annonce même le retour des touristes...