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Histoire des Fusées





    Les lanceurs d'aujourd'hui sont les témoignages du génie humain. Ils sont cependant le fruit de longues recherches.


1 - Principe de base des fusées

    Une fusée fonctionne selon le principe de l'action et de la réaction (ceci ne devait pas être établi scientifiquement avant le XVIIème siècle). En clair, il n'y a pas d'action sans réaction. A toute action correspond une réaction équivalente s'exerçant dans le sens opposé. C'est pourquoi, lorsqu'un coup de feu est tiré, l'arme recule. Dans le cas d'une fusée (roquette, fusée d'artifice ou spatiale), un flux gazeux étant éjecté sous pression et à grande vitesse vers l'arrière, une poussée s'exerce vers l'avant, et le projectile s'élance. Seule intervient la force de réaction. Comme la fusée emporte à la fois son carburant et son comburant, et n'utilise pas d'oxygène, elle vit à l'abri de l'air. Elle constitue donc l'engin idéal lorsqu'on se propose d'explorer les hautes régions de l'atmosphère, où l'air se raréfie, et les espaces interplanétaires, où il n'y a que le vide.
    Mais nous allons voir qu'il n'a pas fallu attendre aussi longtemps pour qu'un engin utilisant ce principe fut inventé.

2 - Les premières fusées

    L'un des tous premiers engins à utiliser ce principe fut l'oiseau en bois d'Archytas. 300 ans après le pigeon, Hero d'Alexandrie (un Grec) inventa l'aéolipile utilisant la vapeur comme gaz propulsif.
    Il est impossible de dater les premières fusées. Elle furent sans doute dues à des accidents. Dès le premier siècle de notre ère, les chinois disposaient d'une poudre explosive à base de salpêtre, de soufre et de poussière de charbon, qu'ils utilisaient pour des feux d'artifice. Ils remplissaient des tubes de bambou avec de mélange et les jetaient dans le feu où ils explosaient. Sans doute certains de ces bambous n'explosaient pas et s'échappaient du foyer, propulsés par les gaz émis par la poudre. Au départ, les chinois attachaient ces bambous à des flèches. Il découvrirent un jour que ces bambous de poudre se propulsaient eux-même grâce à la poussée émise par les gaz. La fusée était née.

3 - De la bataille de Kai-Keng à la fusée de Schmidlap

    En 1232, lors de la bataille de Kai-Keng, les chinois repoussèrent les mongols grâce à ces "flèches de feu". A le suite de cette bataille, les mongols fabriquèrent eux-même leurs fusées et les diffusèrent en Europe.
    De nombreux récits nous font part des expérimentations sur les fusées entre le XIIIème et le XVème siècle. En Angleterre, le moine Roger Bacon travailla sur des poudres et améliora la portée des fusées.
En France, Jean Froissart réalisa des tirs beaucoup plus précis en lançant des fusées à partir d'un tube (ancêtre du bazooka).
En Italie, Joanes de Fontana conçut une torpille de surface pour mettre feu aux bateaux ennemis.
En Allemagne, au XVIème siècle, Johann Schmidlap conçut une fusée en escalier. Une première fusée de grande taille (premier étage) emportait une fusée plus petite (deuxième étage). Lorsque la grande fusée s'étaient consumée, la petite continuait et gagnait une altitude plus élevée. L'invention de Schmidlap est à la base de toutes les fusées destinées à gagner l'espace.

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Saturne V
Hauteur : 111 mètres - Poids : 2700 tonnes

4 - Les fusées deviennent une science

    A la fin du XVIIème siècle, Isaac Newton (1642-1727) posa les fondements scientifiques de la fuséologie. Il organisa les résultats de ses recherches en 3 lois qui expliquent comment fonctionnent les fusées. Plus tard, des savants allemands et russes expérimentèrent des fusées de plus de 45 kg. A la fin du XVIIIème et au début du XIXème siècle, les fusées furent surtout utilisées comme arme de guerre.  Vers la fin du XVIIIème siècle, le colonel William Congreve, expert en artillerie, entreprit de fabriquer des fusées pour l'armée britannique. Ses fusées furent très efficaces sur le champs de bataille et inspirèrent l'hymne américain, The Star-Spangled Banner.
    Cependant, en dépit des travaux de Congreve, la précision des fusées ne s'était guère améliorée. C'est alors que l'anglais William Hale développa la technique appelée "stabilisation par rotation" : une partie des gaz d'échappements passait par des petites vannes situées à la base de la fusée, mettant la fusée en rotation. De nombreuses fusées utilisent encore aujourd'hui une variante de cette technique.

5 - Les fusées Modernes

    En 1898, le russe Constantin Tsiolkovski suggéra d'explorer l'espace à l'aide des fusées. Il a suggéré dans un écrit d'utiliser des carburants liquide pour améliorer la portée des fusées. Il fut d'ailleurs surnommé le "père de l'astronautique moderne".
    Au début du XXème siècle, l'américain Robert H. Goddard (1882-1945) conduisit des expériences pratiques sur les fusées. Il démontra qu'une fusée fonctionnait mieux dans le vide que dans l'air, ce qui lui valut des critiques acerbes de la part du New York Times. Il affirma également que les fusées à étages étaient le moyen d'atteindre des altitudes élevées et donc, d'échapper à l'attraction terrestre. Goddard s'intéressa bientôt au carburants liquides et réussit le premier tir d'une fusée à propergols liquide en 1926. Avec les années, ses fusées devenaient de plus en plus grosses et montaient de plus en plus haut. Un système de parachute permettait de récupérer fusée et instruments.
    Troisième grand pionnier, l'allemand Hermann Oberth (1894-1989), publia en 1923 un ouvrage qui allait avoir une grande importance. En Allemagne, la formation de la VfR (Société pour les voyages spatiaux) conduisit au développement des V-2, qui furent utilisés par les allemands durant la seconde guerre mondiale pour bombarder Londres. En 1937, des scientifiques et des ingénieurs allemands furent regroupés, sous la direction de Wernher von Braun, à Peenemünde où ils construisirent et testèrent en vol des fusées.

    Au moment de la chute de l'Allemagne, les américains s'emparèrent d'un stock important de V2 et de pièces détachées. Ils accueillirent également des ingénieurs allemands. Les Etats-Unis se lancèrent dans un programme de fusées scientifiques de très haute altitude, avant de développer des missiles balistiques marquant le point de départ du programme spatial. De leur côté, les Russes, qui avaient aussi recruté des ingénieurs allemands, menaient un programme parallèle de développement des V2, avec le succès qu'on leur connaît : le 4 octobre 1957, l'U.R.S.S. lançait Spoutnik-1. Quelques mois plus tard, le 31 janvier 1958, les américains avaient leur premier satellite : Explorer-1. A la fin de l'année, le programme spatial s'organisait formellement avec la création de la NASA. L'aventure des vols habités pouvait commencer...