Vol spatial

Histoire Les premières approches scientifiques du problème du vol spatial remontent à la fin du xixe siècle quand Constantin Tsiolkovski (1857-1935) décrit, dans son ouvrage Исследование мировых пространств реактивными приборами (L'exploration de l'espace cosmique au moyen d'engins à réaction) publié en 1903, les technologies nécessaires pour atteindre la vitesse de mise en orbite (8km/s), notamment celle des fusées multi-étages à propergols liquide (hydrogène/oxygène). Cependant, ce travail théorique n'eut qu'une influence très limitée en dehors de la Russie.

Vol spatial au départ de la Terre Atteindre l'espace La définition généralement acceptée de la limite entre l'atmosphère terrestre et l'espace est appelée ligne de Kármán, du nom du physicien hongro-américain, Theodore von Kármán, qui calcula l'altitude à partir de laquelle l'atmosphère devient trop ténue pour des applications aéronautiques. Cette ligne se situe à 100km d'altitude, mais il existe des références américaines fixant la ligne de Kármán à 50 miles d'altitude, soit 80km, pour des raisons mnémotechniques.

Le vol suborbital Lors d'un vol spatial suborbital, l'astronef atteint l'espace mais ne se met pas en orbite. De ce fait, sa trajectoire le ramène vers la surface de la Terre. Les vols suborbitaux peuvent durer plusieurs heures, et Pioneer 1, la première sonde envoyé par la NASA dans le but d'atteindre la Lune en est l'exemple. Une avarie partielle fit prendre à la sonde une trajectoire suborbitale d'une altitude de 113 854km avant de rentrer dans l'atmosphère 43 heures après son lancement.

Le vol orbital Un vol orbital minimal nécessite une vitesse beaucoup plus importante qu'un vol suborbital minimal, et, par conséquent, est technologiquement plus difficile à réaliser. Pour parvenir à un vol orbital, la vitesse tangentielle autour de la Terre est aussi importante que l'altitude atteinte. Dans l'optique de réaliser un vol stable et durable, la vitesse de l'astronef doit rendre possible une orbite fermée.

L'ascension directe Pour les voyages interplanétaires, il n'est pas absolument nécessaire d'atteindre une orbite fermée à condition que le vaisseau atteigne la vitesse d'échappement. Cette vitesse est de 11km/s sur Terre. C'est de cette manière que les tout premiers véhicules spatiaux soviétiques ont atteint de très hautes altitudes sans mise sur orbite. La NASA étudia également l'ascension directe au début du programme Apollo, notamment avec la fusée Nova, mais abandonna l'idée suite à des considérations de masse. Plusieurs sondes spatiales inhabitées ont été envoyées en employant l'ascension directe, c'est-à-dire qu'elles n'effectuèrent pas d'orbite autour de la Terre avant de traverser l'espace. Actuellement, les plans pour les futurs vol spatiaux habités comprennent souvent l'assemblage de l'astronef en orbite autour de la Terre, excluant de fait ce type de lancement