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Campagnes de vols paraboliques de l'ESA

Dans le cadre de son programme de recherche en micropesanteur ELIPS: European Programme for Life and Physical Sciences in Space, l’Agence spatiale européenne (ESA) organise depuis 1984 des campagnes de vols paraboliques en avions pour des expériences de micropesanteur de courte durée, typiquement de 20 à 22 secondes. Les domaines de recherche couvert sont nombreux, aussi bien en sciences physiques (physique des fluides, combustion, sciences des matériaux…) qu’en sciences de la vie (physiologie humaine et animale, biologie, botanique…) et en applications technologiques. En 2011, l’ESA, le CNES et la DLR ont conduit conjointement une campagne de recherche en g-partiel, en pesanteur lunaire (0,16 g) et martienne (0,38 g).

En 1992, l’ESA a organisé une campagne spécifiquement dédiée aux tests d’équipements en préparation du module laboratoire Columbus. Entre 1995 et 2006, l’ESA a également organisé 9 campagnes pour étudiants invités à réaliser leurs propres expériences.

L’ESA a organisé en tout 55 campagnes de recherche en micropesanteur, une campagne en g-partiel, 9 campagnes pour étudiants, et une campagne de test d’équipements pour Columbus. Six avions ont été utilisés par l’ESA pour ces campagnes : les KC-135/930 et KC-135/931 de la NASA; l’Airbus A300 ZERO-G du CNES et de l’ESA; la Caravelle du CNES; l’Iliouchine Il-76 MDK russe; et le Cessna Citation II néerlandais.

Campagnes de recherche en micropesanteur de l’ESA

Les six premières campagnes de l’ESA ont eu lieu de à [1] à bord de l'avion KC-135/930 de la NASA à Houston, Texas, États-Unis.

En 1989, l'ESA décide d'utiliser l'avion Caravelle du CNES pour conduire ses vols paraboliques en Europe. De 1989 à 1995, l’ESA a organisé une campagne de démonstration et 17 campagnes de recherche en micropesanteur[1] - [2] avec la Caravelle au Centre d'essais en vol de Brétigny-sur-Orge.
En , la Caravelle étant indisponible, l’ESA a organisé une campagne[1] - [3] de l'ESA à Berlin à bord de l'Iliouchine Il-76 MDK russe pour préparer les missions EUROMIR-94[4] et EUROMIR-95[5].
La certification de vol de la Caravelle ayant expiré en , l'ESA utilise depuis 1997 l’Airbus A300 ZERO-G de l’ESA et du CNES, le plus gros avion au monde utilisé pour la recherche en micropesanteur en vols paraboliques, opéré par la société Novespace. De 1997 à fin 2011, l’ESA a organisé 32 autres campagnes[6] de l'ESA pour la recherche scientifique en micropesanteur avec l'Airbus A300 ZERO-G à partir de l’aéroport de Bordeaux-Mérignac.
Entre 1995 et 2001, l’ESA a organisé exceptionnellement des vols paraboliques à bord du Cessna Citation II[7] du Laboratoire aérospatial national néerlandais NLR depuis l’aéroport de Schiphol, à Amsterdam, pour des expériences et tests d’équipements ne pouvant pas être réalisée à bord de l'Airbus A300 ZERO-G.
Au cours de ces 55 campagnes de recherche en micropesanteur, 674 expériences ont été réalisées en sciences physiques, sciences de la vie et applications technologiques, pendant 5 191 paraboles, représentant un total de 28 h 50 min d’impesanteur par tranches d’approximativement 20 secondes, équivalent à 19,2 orbites basses autour de la Terre.

Campagnes de recherche en micropesanteur de l’ESA
Dates Campagne Avion Nbre paraboles Nbre expériences
1984-1988 1re- 6e KC-135/930 395 94
1989-1994 Démo+7e-18e Caravelle 1094 119
1994 Démo+19e Iliouchine Il-76 MDK 125 11
1994-1995 20e-22e Caravelle 279 33
1996 23e KC-135/931 90 12
1995-2001 Support (6 x) Cessna Citation II 173 7
1997-2011 24e-55e Airbus A300 ZERO-G 3035 398
Total 55 campagnes 5191 674

Campagne européenne de recherche en pesanteur partielle

En 2010, l’ESA, le CNES et la DLR organisent conjointement une nouvelle série de campagnes de vols paraboliques pour des expériences scientifiques en pesanteur lunaire (0.16 g) et martienne (0.38 g)[8]. La première campagne conjointe européenne de vols paraboliques à g-partiel (Joint European Partial-g Parabolic Flight, JEPPF[9]) a lieu en juin 2011 depuis l’aéroport de Bordeaux-Mérignac, produisant des durées totales de 19 min 30 s de pesanteur martienne et 17 min 5 s de pesanteur lunaire, par tranches d’approximativement 32 et 25 secondes respectivement, pendant lesquelles 13 expériences ont été réalisées avec succès, 5 de l’ESA, 4 du CNES et 4 de la DLR[10].

Campagnes d’étudiants de l’ESA

L’ESA a organisé en 1994 et 1995, et de 2000 à 2006, neuf campagnes de vols paraboliques pour des étudiants universitaires européens les invitant à soumettre des idées d’expériences et à les effectuer eux-mêmes en micropesanteur. La première campagne de l'ESA pour étudiants[11] est organisée par le Bureau de l’Éducation de l’ESA avec la Caravelle à partir du Centre d'essais en vol de Brétigny-sur-Orge.. La Caravelle n’étant pas disponible en 1995, la deuxième campagne d'étudiants[12] de l'ESA est organisée à bord de l’avion KC-135/931 de la NASA, opérant pour la première fois hors des États-Unis, à la base aéronavale de Valkenburg, aux Pays-Bas. De 2000 à 2006, sept autres campagnes de l’ESA pour étudiants[13] sont organisées avec l'Airbus A300 ZERO-G depuis l’aéroport de Bordeaux-Mérignac. Lors des sixième et neuvième campagnes de l’ESA pour étudiants, respectivement en 2003 et 2006, l’Airbus A300 ZERO-G fait un détour et une halte de 24 h à Bruxelles dans le cadre d’accords avec les institutions respectivement bruxelloises et belges, ces institutions ayant organisé des concours semblables pour les étudiants d’écoles secondaires bruxelloises et belges[14].
Au total de ces neuf campagnes, 273 expériences ont été réalisées par des étudiants européens pendant 1201 paraboles.

Campagne d’étudiants de l’ESA
Dates Campagne Avion Nbre paraboles Nbre expériences
1994 1re Caravelle 107 20
1995 2e KC-135/931 158 24
2000-2006 3e -9e Airbus A300 ZERO-G 936 229
Total 9 campagnes 1201 273

Après l'interruption en 2006 des campagnes de l'ESA pour étudiants pour des raisons programmatiques, le Bureau d'Éducation de l'ESA lance en 2009 le programme ‘Fly Your Thesis’[15], invitant les étudiants européens de maitrise et de doctorat à proposer des expériences dans le cadre de leurs travaux de recherche de thèse. Douze équipe d’étudiants européens ont ainsi participé par groupe de quatre équipes à trois campagnes de recherche en microgravité de l’ESA entre 2009 et 2012[16]. Certains des étudiants ayant participé à ces campagnes sont actuellement des chercheurs et ingénieurs travaillant dans le secteur spatial.

Résultats d’expériences

Les résultats de toutes les expériences conduites pendant ces différentes campagnes sont repris dans la banque de données ‘Archive d’Expériences Erasmus’ de l’ESA[17].

Notes et références
  1. (en) Vladimir Pletser, « Microgravity Research During Aircraft Parabolic Flights: The 20 ESA Campaigns », ESA Bulletin, no 82,‎ , p. 57-68 (lire en ligne).
  2. (en) J.F. Clervoy, J.P. Haigneré, V. Pletser et A. Gonfalone, « Microgravity with Caravelle », Proceedings VIIth European Symposium Materials & Fluid Sciences in Microgravity, vol. ESA SP-295,‎ , p. 685-691
    (en) Vladimir Pletser, « The aircraft parabolic flight microgravity programme of the European Space Agency », Proceedings 45th International Astronautical Federation Congress, vol. Paper IAF/IAA-94-G.5.169,‎
    (en) Vladimir Pletser, « Caravelle Parabolic Flights in 1990 », Microgravity News from ESA, vol. 4, no 1,‎ , p. 8-10
    (en) Vladimir Pletser, « Parabolic flights with the 'Zero-g' Caravelle in 1991: 20 seconds of microgravity », Microgravity News from ESA, vol. 5, no 1,‎ , p. 12-15
    (en) Vladimir Pletser, « The 16th parabolic flight campaign », Microgravity News from ESA, vol. 6, no 1,‎ , p. 14-16
    (en) Vladimir Pletser, « A world first in microgravity during the 17th ESA parabolic flight campaign: the Trans-mural Central Venous Pressure Measurement », Microgravity News from ESA, vol. 6, no 3,‎ , p. 13-16
    (en) Vladimir Pletser, « The 18th ESA parabolic flight campaign », Microgravity News from ESA, vol. 7, no 2,‎ , p. 19-20
    (en) Vladimir Pletser, « The first RADIUS experiment on board the Caravelle during ESA's 20th parabolic flight campaign of October 1994 », Microgravity News from ESA, vol. 7, no 3,‎ , p. 16-19
    (en) Vladimir Pletser, « Preparation of the EUROMIR-95 mission during ESA's 21st parabolic flight campaign of March 1995 », Microgravity News from ESA, vol. 8, no 2,‎ , p. 6-8
    (en) Vladimir Pletser, « Neurophysiology and biology experiments in microgravity during 22nd ESA campaign of April 1995 », Microgravity News from ESA, vol. 8, no 2,‎ , p. 13-16
  3. (en) Vladimir Pletser, « Preparation of the EUROMIR missions during parabolic flights with the Ilyushin aircraft, 19th ESA campaign of July 1994 », Microgravity News from ESA, vol. 7, no 3,‎ , p. 11-15
  4. (en)« EUROMIR 94 heralds new era of cooperation in space », ESA Press Release N° 28-1994, (consulté le ).
  5. (en)« ESA's longest manned mission set for lift off », ESA Press Release N° 31-1995, (consulté le ).
  6. (en) « ESA parabolic flights to prepare for the International Space Station (27th ESA Campaign) », ESA Bulletin, no 100,‎ , p. 100-101 (lire en ligne)
    (en) Vladimir Pletser, « Dipping into microgravity (28th ESA Campaign) », On Station, The Newsletter of ESA’s Directorate of Manned Spaceflight and Microgravity, no 3,‎ , p. 12-13 (ISSN 1562-8019, lire en ligne)
    (en)« Special aircraft ready to take off with space experiments in physics and biology (28th ESA Campaign) », ESA Press Release N° 33-2000, (consulté le )
    (en) « Twelve physics and biology experiments flown on 28th ESA parabolic flight campaign », ESA Bulletin, no 103,‎ , p. 134-135 (lire en ligne)
    (en)« Experiments and scientists involved in the 29th ESA parabolic flight campaign », ESA, (consulté le )
    (en)« The busiest ever ESA parabolic flight campaign ready to take off (30th ESA campaign) », ESA, (consulté le )
    (en) Vladimir Pletser, « Short duration microgravity experiments in physical and life sciences during parabolic flights: the first 30 ESA campaigns », Acta Astronautica, vol. 55, no 10,‎ , p. 829-854 (lire en ligne)
    (en)« Physical and life science experiments "tested" in absence of gravity (31st ESA campaign) », ESA, (consulté le )
    (en) Vladimir Pletser, « Precious seconds of microgravity (33rd ESA campaign) », On Station, The Newsletter of ESA’s Directorate of Manned Spaceflight and Microgravity, no 11,‎ , p. 8-9 (ISSN 1562-8019, lire en ligne)
    (en)« ESA's freefall laboratory poised to escape gravity's grip (34th ESA campaign) », ESA, (consulté le )
    (en)« Researchers fly away from gravity on the 35th ESA Parabolic Flight Campaign », ESA, (consulté le )
    (en)« Live Internet briefings 36th ESA Parabolic Flight Campaign », ESA, (consulté le )
    (en)« ESA's 37th Parabolic Flight Campaign underway », ESA, (consulté le )
    (en)« ESA's 38th Parabolic Flight Campaign underway », ESA, (consulté le )
    « Parlementaires belges en chute libre à bord de l'Airbus A-300 "Zero G" (38ème campagne ESA) », ESA, (consulté le )
    (en)« Countdown for ESA’s 46th Parabolic Flight Campaign », ESA, (consulté le )
    (en)« ESA microgravity research takes flight (47th ESA campaign) », ESA, (consulté le )
    (en)« Landmark flight for ESA’s microgravity research (48th ESA campaign) », ESA, (consulté le )
    (en) Vladimir Pletser, A. Pacros et O. Minster, « International Heat and Mass Transfer Experiments on the 48th ESA Parabolic Flight Campaign of March 2008 », Microgravity Science and Technology, vol. 20, nos 3-4,‎ , p. 177-182 (lire en ligne)
    (en)« Experiments airborne for 49th ESA Parabolic Flight Campaign », ESA, (consulté le )
    (en) Vladimir Pletser, T. Gharib, F. Gai, C. Mora et P. Rosier, « The 50 parabolic flight campaigns of the European Space Agency to conduct short duration microgravity research experimentation », Proceedings 60th International Astronautical Federation Congress, vol. Paper IAC-09-A2.5.1,‎ (lire en ligne)
    (en)« ESA Parabolic Flight Campaign successfully completed in Bordeaux (51st ESA campaign) », ESA, (consulté le ).
  7. (en)« PH-LAB: Cessna Citation II research aircraft », National Aerospace Laboratory (NLR) (consulté le ).
  8. (en)« Fly me to ... a lunar parabola », ESA, (consulté le ).
  9. (en)« Europe’s new way to experiment in partial gravity », ESA, (consulté le ).
  10. (en) V. Pletser, J.F. Clervoy, T. Gharib, F. Gai, C. Mora et P. Rosier, « Experimenting at Moon and Mars gravity levels during parabolic flights to prepare for planetary exploration », Proceedings 61st International Astronautical Federation Congress, vol. Paper IAC-10-A2.7.4,‎ (lire en ligne)
    (en) V. Pletser, J. Winter, F. Duclos, U. Friedrich, J.F. Clervoy, T. Gharib, F. Gai, O. Minster et P. Sundblad, « The first Joint European Partial-g Parabolic Flight Campaign: A joint approach between ESA, CNES and DLR to conduct science and to prepare exploration at Moon and Mars gravity levels », Proceedings 62nd International Astronautical Federation Congress, vol. Paper IAC-11-A2.3.2,‎ (lire en ligne).
  11. (en) W.J. Ockels, « The First Parabolic Flight Campaign for Students », ESA Bulletin, no 82,‎ (lire en ligne)
  12. (en) W.J. Ockels, « The Second Parabolic Flight Campaign for Students », ESA Bulletin, no 85,‎ (lire en ligne)
    « Pour quelques secondes de microgravité pour planer, il faut la santé; comment et pourquoi de vols paraboliques », Le Soir,‎ , p. 27 (lire en ligne).
  13. (en) W.J. Ockels et L. Jagger-Meziere, « The Third ESA Student Parabolic-Flight Campaign », ESA Bulletin, no 105,‎ , p. 91-100 (lire en ligne)
    (en)« 4th ESA student parabolic flight campaign », ESA, (consulté le )
    (en) N. Sentse, « Feeling Free, Feeling 0-g! - The Fifth ESA Parabolic Flight Campaign for Students », ESA Bulletin, no 113,‎ , p. 40-43 (lire en ligne)
    (en)« Busy weeks ahead for high-flying students (6th Student Parabolic Flight Campaign) », ESA, (consulté le )
    (en)« 7th Student Parabolic Flight Campaign », ESA, (consulté le )
    (en) « 8th Student Parabolic Flight Campaign », ESA Annual Report 2005,‎ , p. 92 (lire en ligne)
    (en) « 9th Student Parabolic Flight Campaign », ESA Annual Report 2006,‎ , p. 89 (lire en ligne).
  14. « Bordeaux-Bruxelles-Bordeaux: des élèves belges en chute libre à bord d'un laboratoire volant de l'ESA », ESA, (consulté le )
    « Vingt jeunes d'écoles de Bruxelles à la découverte de la microgravité », ESA, (consulté le )
    « Expérience « d'enfer » en apesanteur », Le Soir,‎ , p. 18 (lire en ligne).
  15. « Préparez votre thèse en microgravité ! », ESA, (consulté le ).
  16. (en)« First ‘Fly Your Thesis!’ campaign gives students a taste of space », ESA, (consulté le )
    (en)« Fly Your Thesis! 2011 campaign », ESA, (consulté le )
    (en)« Student teams selected for ‘Fly Your Thesis!’ 2012 », ESA, (consulté le ).
  17. (en)« Erasmus Experiment Archive », ESA (consulté le ).

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