Il y a 60 ans, Ariel 1, le premier satellite artificiel (américano) britannique

Dès le début des années cinquante, le Royaume-Uni s’intéresse et s’implique dans l’Année géophysique internationale (AGI) qui, rappelons-le, est une manifestation internationale planifiée pour 1957-58 visant à explorer la Terre dans sa globalité. Les Britanniques y participent avec notamment leur fusée-sonde Skylark qu’ils développent dès 1956-57. Ainsi, lors du quatrième tir en novembre 1957, une Skylark réalise avec succès, à 123 km d’altitude, la première expérience spatiale britannique (aéronomie). D’autres suivent.

Le BNCSR

Pour mieux s’investir et aller plus loin, les Britanniques mettent en place le 18 décembre 1958 le BNCSR (British National Committee for Space Research / Comité national britannique pour la recherche spatiale). Créé à l’initiative du professeur Harry Massey, le Comité reçoit plusieurs objectifs, à commencer par jouer le rôle d’interface entre les scientifiques britanniques et ceux du Cospar (Committee On Space Research), forum international créé à la même époque et destiné à promouvoir la recherche scientifique spatiale et à poursuivre les actions commencées avec l’AGI ; le BNCSR doit aussi favoriser le développement des expériences scientifiques menées à bord de fusées-sondes, voire de satellites…

La proposition américaine

Vers le milieu de l’année 1959, les Etats-Unis soumettent à leurs alliés du bloc occidental l’idée de placer sur orbite leurs satellites ou d’embarquer des instruments scientifiques à bord de fusées-sondes et/ou de satellites américains. Plusieurs nations (Canada, France, Italie) sont sensibles à l’idée, au premier rang desquelles le Royaume-Uni. Ce dernier décide quelques mois plus tard la réalisation d’un satellite scientifique en coopération avec les Etats-Unis, ayant pour objectif d’en savoir plus sur l’ionosphère et sa complexe relation avec le Soleil. Le BNCSR s’engage à fournir les instruments scientifiques nécessaires et à assurer la responsabilité de la collecte des données et des analyses, tandis que les Américains se chargent de la construction du satellite et de son lancement. La coordination du projet est confiée au Britannique E.B. Dorling de l’University College, tandis que l’Américain Robert C. Baumann du Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA en est le chef de projet.

Les caractéristiques et les noms du satellite

Au printemps 1961, les six instruments scientifiques – réalisés par quatre universités britanniques (The Imperial College of London, University College of London, The University of Birmingham, The Université of Leicester) – sont prêts : trois sont consacrés à l’étude de l’ionosphère, deux aux rayonnements solaires (lyman-Alpha et rayons X), un aux rayonnements cosmiques. De leur côté, les Américains construisent le satellite avec les équipements techniques et électriques nécessaires à son fonctionnement, ainsi que la mise en place et la maintenance des stations au sol.

D’une masse totale de 62 kg, le satellite est un cylindre de 58 cm de diamètre ayant une hauteur de 56 cm. Celui-ci est dénommé « S 51 » par les Américains et « UK 1 » (United Kingdom) par les Britanniques qui, par ailleurs, le surnomment rapidement « Ariel » en référence au personnage de fiction de la pièce de théâtre Tempest de Shakespeare (un esprit de l’air et du souffle de la vie), sans compter que d’autres intéressés le désignent aussi par « IIS » (International Ionospheric Satellite) ou encore par « ISS » (International Space Satellite). Rarement un satellite aura eu autant de noms…

La mission

Le 26 avril 1962, une fusée américaine Delta décolle de Cap Canaveral en Floride, et place Ariel avec succès sur une orbite elliptique (apogée : 1214 km, périgée : 389 km, inclinaison : 53,8°). Celui-ci devient ainsi le premier satellite non américain et non soviétique à être envoyé dans l’espace, faisant du Royaume Uni la troisième nation à disposer d’un satellite.

Quant aux données livrées par Ariel, elles ont notamment montré que la température des électrons au-dessus de 400 km d’altitude au-dessus de l’équateur varie d’environ 1000°K à 2000°K. Les données indiquent également que la température de l’atmosphère augmente aux latitudes plus élevées. La cause alors estimée est celle d’un échauffement de l’atmosphère par les émissions de particules solaires.

Une fin précoce inattendue

Si le satellite fonctionne bien, il joue cependant de malchance car, quelques mois plus tard, les Américains procèdent le 9 juillet 1962 à un essai nucléaire de 1,4 Mt à 400 km d’altitude (Starfish Prime), qui génère une véritable ceinture de radiation artificielle. Les particules énergétiques entraînent alors des dommages importants à près de dix satellites, dont Ariel qui voit son système électrique perturbé et une baisse d’efficacité de ses panneaux solaires. Le satellite fonctionne tant bien que mal avec des transmissions intermittentes jusqu’en septembre 1962. Après avoir été réactivé momentanément en août-novembre 1964 pour effectuer des mesures en même temps que celui du satellite américain Explorer 20, Ariel est définitivement abandonné et brûle dans les couches denses de l’atmosphère le 24 mai 1976.

Quant au programme Ariel, il poursuit les études sur la haute atmosphère avec Ariel 3 (5 mai 1967) et 4 (11 décembre 1971), entreprend aussi d’autres missions technologiques et scientifiques comme la radioastronomie avec Ariel 2 (27 mars 1964) et 3, l’astronomie X et rayons cosmiques avec Ariel 5 (14 octobre 1974) et 6 (2 juin 1979)… Précisons qu’Ariel 3 a été le premier satellite entièrement conçu et fabriqué au Royaume-Uni.

Quelques références

- Un article : « UK-1 Satellite Turns Up Surprises », Charles D. Lafond, in Missiles and Rockets, 16 juillet 1962

- Une publication de la Nasa : Ariel 1, The First International Satellite, GSFC, Nasa SP-43, 1963

- Un article et un film sur les 50 ans d’espace britannique, 26 avril 2012, sur le site Amsat-UK-Radio amateur.

Philippe Varnoteaux est docteur en histoire, spécialiste des débuts de l’exploration spatiale en France et auteur de plusieurs ouvrages de référence