Comment la Russie a lancé un miroir géant dans l'espace il y a plus de 30 ans avec l'ambitieux projet d'« éclairer la Sibérie pendant les mois sombres de l'hiver »

On dirait le plan d'un méchant de James Bond : mettre en orbite un miroir géant pour capter les rayons du soleil et les rediriger vers une cible sur Terre.

C'est exactement ce que l'agence spatiale russe Roscosmos a tenté de faire il y a un peu plus de trente ans.

Mais le projet Znamya n'était pas un complot diabolique visant à menacer le monde.

Son objectif était plus utopique : « éclairer les villes arctiques de Sibérie pendant les sombres mois d'hiver », a expliqué la présentatrice Kate Bellingham dans l'émission Tomorrow's World de la BBC.

Il s'agissait essentiellement de rallumer le soleil dans les régions polaires de Russie après la tombée de la nuit.

Même aujourd'hui, ce concept semble nouveau, mais l'idée d'utiliser des miroirs dans l'espace pour réfléchir la lumière sur la surface de la Terre n'était pas nouvelle.

En 1923, le pionnier allemand des fusées Hermann Oberth l'avait proposée dans « The Rocket into Planetary Space » (La fusée dans l'espace planétaire).

Son livre, basé sur une thèse de doctorat que l'université de Heidelberg avait rejetée car jugée trop farfelue, démontrait mathématiquement comment une fusée pouvait quitter l'orbite terrestre.

Parmi les autres idées discutées, qui ont été réalisées par la suite, figurait le concept de création d'un réseau de miroirs concaves colossaux et ajustables qui pourraient être utilisés pour réfléchir la lumière du soleil sur un point concentré de la Terre.

Le scientifique, considéré comme l'un des fondateurs de l'astronautique moderne, estimait qu'un tel éclairage pouvait contribuer à prévenir des catastrophes, comme le naufrage du Titanic en 1912, ou à sauver des survivants.

Il a également émis l'hypothèse que les miroirs spatiaux pourraient être utilisés pour dégager les voies de navigation en faisant fondre les icebergs ou même pour manipuler les conditions météorologiques de la Terre.

Les physiciens allemands ont repris cette idée de miroir spatial pendant la Seconde Guerre mondiale.

Au centre de recherche en armement nazi de Hillersleben, ils ont travaillé sur un projet de construction d'une terrifiante arme orbitale réfléchissante appelée Sonnengewehr, ou canon solaire en allemand.

En 1945, le magazine Time a rapporté que des scientifiques du Troisième Reich capturés avaient déclaré aux interrogateurs de l'armée américaine que le Sonnengewehr était destiné à agir comme un rayon de la mort, recentrant la lumière du soleil pour incendier des villes ou faire bouillir l'eau d'un lac.

Le chef du renseignement technique allié, John Keck, a déclaré à l'époque aux journalistes que le canon solaire pourrait être opérationnel dans 50 ans.

Soletta et Solares

Dans les années 1970, un autre ingénieur en fusées d'origine allemande, Krafft Ehricke, a revisité le concept.

Ehricke était membre de l'équipe allemande des fusées V-2 pendant la Seconde Guerre mondiale.

À la fin de la guerre, il s'est rendu et a été recruté dans le cadre de l'opération Paperclip, au cours de laquelle 1 600 scientifiques, ingénieurs et techniciens jugés précieux ont été protégés et autorisés à poursuivre leurs travaux aux États-Unis.

Ehricke participe au programme spatial et reprend l'idée de construire un miroir dans l'espace.

En 1978, il a écrit un article décrivant comment des miroirs géants en orbite pourraient illuminer le ciel nocturne.

Ils permettraient aux agriculteurs de planter ou de récolter des cultures 24 heures sur 24, ou de détourner la lumière vers les panneaux solaires de la Terre pour la convertir en électricité à la demande.

Il a appelé cette idée Power Soletta et est mort en 1984 sans l'avoir vue se concrétiser.

Tout au long des années 1980, la NASA a exploré à plusieurs reprises la possibilité de produire de l'électricité à l'aide d'un système de miroirs en orbite appelé Solares, mais malgré l'intérêt du gouvernement, le projet n'a jamais réussi à obtenir un financement.

En Russie, cependant, l'idée a pris de l'ampleur.

Naviguer dans l'espace

À l'époque, le scientifique russe Vladimir Syromiatnikov, pionnier de l'ingénierie spatiale, cherchait à savoir s'il était possible de fixer de grandes voiles solaires réfléchissantes à un vaisseau spatial.

Il pensait que ces voiles pourraient utiliser le soleil de la même manière que les voiles des navires utilisent le vent.

Si les voiles réfléchissantes étaient orientées correctement, les photons, particules d'énergie provenant du soleil, pourraient rebondir sur les surfaces du vaisseau spatial et le faire avancer doucement dans l'espace sans brûler de carburant.

Toutefois, dans la Russie post-soviétique, il était difficile d'obtenir un financement pour des projets spatiaux ambitieux comme celui-ci, à moins de pouvoir démontrer un objectif économique clair.

Syromiatnikov a donc décidé de réutiliser son concept.

Il a pensé que les propulseurs du vaisseau spatial pourraient incliner les voiles réfléchissantes et les maintenir synchronisées avec la position du Soleil.

Un tel miroir pourrait être utilisé pour projeter de la lumière sur les régions polaires de la Russie, où les jours sont extrêmement courts en hiver, et éclairer les zones plongées dans l'obscurité.

La lumière solaire supplémentaire allongerait la journée de travail et augmenterait la productivité des terres agricoles.

Il a également imaginé que cette lumière supplémentaire pourrait réduire le coût de l'éclairage électrique et du chauffage dans la région et accroître le bien-être de ses habitants.

Il s'est avéré que cette idée pouvait être soutenue par le gouvernement.

Grâce au financement du Space Regatta Consortium, un groupe d'entreprises et d'organismes publics russes, et sous la supervision de l'agence spatiale russe Roscosmos, Syromiatnikov a commencé à travailler à la réalisation du miroir spatial Znamya.

Le premier prototype, Znamya 1, n'a pas été envoyé dans l'espace, mais est resté sur Terre pour être testé et résoudre les éventuels problèmes techniques.

Znamya 2 sera le premier à être mis en orbite.

Son miroir est constitué de fines feuilles de Mylar aluminisé, un matériau léger et hautement réfléchissant censé être suffisamment résistant pour survivre aux conditions hostiles de l'espace.

Il a été conçu pour se déployer en huit sections circulaires à partir d'un mécanisme de tambour central rotatif et pour conserver cette forme grâce à la force centrifuge.

« Pendant le vol, le réflecteur s'enroule étroitement autour du corps du vaisseau spatial et, pour l'ouvrir, le vaisseau devra tourner rapidement, ce qui le forcera à se déployer comme un parapluie », expliquait Bellingham, de la BBC, aux téléspectateurs en 1992.

« L'astuce est qu'à cette hauteur, le réflecteur de 20 mètres de large sera capable de capturer les rayons du soleil qui contournent normalement la Terre et de les renvoyer vers la face cachée de notre planète ».

Syromiatnikov prévoyait plusieurs lancements de Znamya, chacun avec un miroir plus grand qui se consumerait lors de son retour sur Terre.

Les ingénieurs russes pourraient ainsi étudier le comportement des fines feuilles réfléchissantes lorsqu'elles sont activées dans l'espace et affiner leur conception.

Cela conduirait au lancement d'une Znamya permanente dotée d'un énorme réflecteur de 200 mètres de large qui resterait en orbite autour de la Terre.

Plus brillant que la lune

L'ambition ultime était de disposer d'un réseau de 36 miroirs géants dans l'espace, capables de pivoter, ce qui leur permettrait de maintenir la lumière réfléchie au même endroit.

Un seul réflecteur pourrait être utilisé pour éclairer une zone particulière, ou plusieurs pourraient être utilisés pour fournir une plus grande luminosité ou éclairer une plus grande région.

On estime que le réseau combiné de miroirs spatiaux pourrait réfléchir une lumière 50 fois plus brillante que celle de la Lune et éclairer une zone de 90 kilomètres de diamètre.

Le 27 octobre 1992, le projet est prêt et le vaisseau spatial non habité Progress M-15 décolle du cosmodrome de Baïkonour, au Kazakhstan, avec Znamya 2 à son bord.

Lors de l'amarrage à la station spatiale russe, l'équipage de Mir a placé le tambour contenant les feuilles solaires réfléchissantes pliées sur le vaisseau Progress.

Le 4 février 1993, Progress s'est désamarré, s'est éloigné d'environ 150 mètres de Mir et a commencé à tourner, déployant le miroir comme un ventilateur géant qui capturait les rayons du Soleil et les renvoyait vers la Terre.

La lumière réfléchie avait une luminosité à peu près équivalente à celle de la pleine lune et a créé une tache lumineuse d'environ 5 kilomètres de diamètre.

À une vitesse de 8 kilomètres par seconde, la tache de lumière s'est étendue du sud de la France à l'ouest de la Russie, en passant par la Suisse, l'Allemagne et la Pologne.

L'équipage de Mir a pu voir un faible faisceau de lumière lors de son passage au-dessus de l'Europe et, bien que la majeure partie du continent soit couverte de nuages ce jour-là, certaines personnes au sol ont rapporté avoir vu un éclair de lumière.

Après quelques heures, le miroir spatial a quitté son orbite et s'est consumé en rentrant dans l'atmosphère au-dessus du Canada.

En Russie, l'expérience Znamya 2 a été saluée comme un succès technique, mais elle a également mis en évidence certains défis majeurs pour le projet.

La lumière réfléchie s'est avérée beaucoup moins intense que prévu et trop diffuse pour fournir un éclairage pratique sur une grande surface de la Terre.

Il a également été difficile de maintenir la stabilité de Znamya 2 dans des conditions orbitales, et le déplacement rapide de son foyer à la surface de la Terre ainsi que sa visibilité fugace ont limité ses utilisations dans le monde réel.

Mais la mission ayant fourni des résultats encourageants et des informations précieuses, Syromiatnikov a poursuivi son projet d'expérience de suivi, Znamya 2.5.

Cette fois-ci, le miroir de 25 mètres refléterait une luminosité équivalente à celle de cinq à dix pleines lunes et émettrait une tache de lumière couvrant une zone de 8 kilomètres de large.

L'objectif était de contrôler la direction du faisceau lumineux réfléchi afin qu'il puisse être dirigé vers un point de la Terre pendant plusieurs minutes d'affilée lorsque Znamya 2.5 serait en orbite autour de la Terre.

Deux villes d'Amérique du Nord ont été choisies pour être éclairées par le faisceau miroir pendant ce qui devait être une expérience de 24 heures, ainsi que plusieurs villes d'Europe.

Syromiatnikov a été encouragé par les progrès réalisés par son équipe et le lancement a été programmé pour octobre 1998.

« Nous sommes des pionniers dans ce domaine », a-t-il déclaré au Moscow Times en juillet 1998.

« Si l'expérience se déroule comme prévu, nous avons l'intention d'envoyer des dizaines d'autres engins spatiaux dans l'espace à l'avenir, sur une base permanente.

Retour sur terre

Mais avant même que Znamya 2.5 ne décolle, les responsables russes de l'espace ont commencé à recevoir des plaintes.

Les astronomes craignaient que le miroir ne pollue le ciel nocturne par sa lumière, éblouissant leurs télescopes et obscurcissant leur vision des étoiles.

Les écologistes craignaient également que la lumière artificielle ne trouble les animaux et les plantes, et ne perturbe la vie sauvage et les cycles naturels.

Malgré ces doutes, les implications possibles du projet Znamya ont suscité une attention et un enthousiasme considérables dans le monde entier.

« Pensez à ce que cela signifiera pour l'avenir de l'humanité », a déclaré Syromiatnikov au Moscow Times.

« Finies les factures d'électricité, finis les hivers longs et sombres. C'est une percée technologique.

Le lancement de Znamya 2.5 s'est donc déroulé comme prévu et, sous la supervision du centre de contrôle de la mission à Moscou, le grand miroir spatial a été prêt à être déployé le 5 février 1999.

Tout s'est d'abord déroulé comme prévu : le miroir spatial plié s'est amarré à Progress, qui s'est désamarré de Mir sans problème. Il s'est mis en position à l'écart de la station spatiale, les propulseurs de Progress ont été mis à feu et la navette a commencé à tourner pour déployer le miroir en aluminium.

Malheureusement, au même moment, une commande supplémentaire a été envoyée par erreur à Progress, lui ordonnant de déployer l'antenne qu'il utilisait pour communiquer lors des manœuvres d'amarrage.

Lorsque l'antenne a été déployée, les fines feuilles réfléchissantes de Znamya 2.5 ont été immédiatement prises dans l'antenne.

Le centre de contrôle de la mission à Moscou a regardé avec consternation Mir transmettre des images du miroir enchevêtré et des ordres frénétiques ont été envoyés pour rétracter l'antenne.

Mais à ce moment-là, plusieurs feuilles réfléchissantes ont déjà été arrachées. Réalisant qu'elles risquaient de se déchirer encore plus, ils renoncèrent. Une seconde tentative désespérée de dégager le miroir est effectuée une heure plus tard, mais sans succès.

Le centre de contrôle de la mission, dépité, a reconnu que Znamya 2.5 ne pourrait jamais être déployé et l'a laissé retomber sur Terre.

« L'atmosphère ici est très déprimante », a déclaré à l'époque à la BBC Valery Lyndin, porte-parole du centre de contrôle de la mission à Moscou.

Sa chute sur Terre a détruit non seulement Znamya 2.5, mais aussi l'avenir du projet idéaliste de miroir spatial de Syromiatnikov.

Son projet Znamya 3, avec une surface réfléchissante de 70 mètres, qui devait être lancé en 2001, n'a pas obtenu de financement et n'a jamais été construit.

Syromiatnikov, largement reconnu comme l'un des plus grands ingénieurs spatiaux de sa génération, est décédé en 2006, ses rêves de voiles solaires et de miroirs ne s'étant jamais réalisés.

« L'échec a été particulièrement douloureux en raison de l'énorme intérêt que suscitait l'expérience dans le monde entier », a déclaré M. Lyndin à la BBC en 1999.

« Nous avons oublié le vieux principe des programmes spatiaux russes : faire quelque chose d'abord et s'en vanter seulement après.