A petits pas, l’échine courbée, engoncé dans sa combinaison boursouflée blanche le protégeant du froid, Raphaël Domjan avance dans les couloirs de ce laboratoire moscovite d’un autre temps. Sa visière sphérique et transparente de cosmonaute, ouverte, le laisse encore parler librement, sourire un peu crispé en coin. Il rejoint l’habitacle qui doit l’accueillir pour son périple de six heures à la frontière de l’espace glacial.

Un voyage immobile et virtuel pour l’instant: l’aventurier neuchâtelois est venu dans la capitale russe pour tester, dans un caisson de décompression refroidi à -65 °C, le costume spatial qu’il utilisera pour monter, à l’aide d’un avion électrique solaire, dans la stratosphère, à 25 km d’altitude, «là où l’on peut apercevoir la courbure de la Terre et les étoiles en plein jour sur fond noir», aime-t-il souligner pour mieux faire rêver.

C’est l’objectif du projet SolarStratos, que l’ambulancier, pilote privé et aspirant guide de montagne a lancé en 2014, après son tour du monde à bord du bateau solaire PlanetSolar accompli en 2012: «Une éco-aventure qui devra, une nouvelle fois, démontrer le potentiel des énergies renouvelables.» L’aéroplane, lui, existe déjà. Produit et commercialisé par une entreprise allemande, long de 8,5 m pour 24,8 m d’envergure, il est recouvert de 22 m2 de panneaux solaires, parmi les plus efficaces sur le marché. Construit en fibres de carbone et pesant 450 kg, il ne permet pas d’accueillir une cabine pressurisée. Or à l’altitude visée, l’air est quasi absent – il ne reste que 5% de la densité de l’atmosphère présente à la surface de la Terre. Qu’à cela ne tienne, c’est la combinaison étanche du pilote qui sera mise sous pression, lui permettant de survivre.

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Le Sokol est en fait une combinaison de secours qui, en cas de problème sur l’ISS, nous permet de rentrer sur Terre en une heure environ

Michael Lopez-Alegria, ancien commandant de l’ISS

Un tel équipement est lui aussi disponible: les humains qui prennent place à bord des Soyouz, les vaisseaux russes, revêtent cette tenue, baptisée Sokol (qui veut dire «faucon») et dont les premiers modèles ont été développés en 1973 par l’entreprise Zvezda. «Cette technologie n’est pas récente, admet Raphaël Domjan, mais elle est éprouvée. C’est rassurant.» C’est elle que choisit donc l’équipe de SolarStratos, non sans raison. L’astronaute américain Michael Lopez-Alegria, ancien commandant de la Station spatiale internationale (ISS) et ami de l’explorateur suisse, lui a ouvert les portes de Zvezda. «Le Sokol est en fait une combinaison de secours qui, en cas de problème sur l’ISS, nous permet de rentrer sur Terre en une heure environ», explique ce dernier, joint à Washington par téléphone.

Pas de parachute possible

«Bien que réalisée à la taille de Raphaël (comme pour chaque cosmonaute), elle est largement standard, mais contient des éléments inédits», nuance Guennadi Chtchavelev, responsable de la recherche chez Zvezda. Parmi l’attirail habituel, l’inclusion d’appareils mesurant les paramètres vitaux ou communiquant avec l’extérieur. Bien sûr aussi un mécanisme de valves et bonbonnes d’oxygène comprimé, permettant de pressuriser cette tenue, sans quoi l’issue serait dramatique: «Lorsque, en s’éloignant de la Terre, la pression atmosphérique diminue, le point d’ébullition des liquides baisse, explique Patrick Schoettker, le médecin de l’équipe. Si bien qu’à la fameuse limite Armstrong, vers 19 km, l’eau se met à bouillir à la température du corps humain, 37 °C. De même donc que le sang d’un organisme se trouvant sans protection dans le vide à cette altitude… Pour contrer cet effet, il suffit d’insuffler de l’oxygène dans la combinaison étanche», qui se transforme en bulle à quatre appendices, faisant ressembler celui qui la porte à un bonhomme Michelin. La pression interne est alors similaire à celle que l’on subit à 5000 m. Enfin, un circuit permet d’évacuer le CO2 exhalé par le pilote, ainsi que sa sueur, pour éviter la formation de buée.

«Le principal développement a été d’adapter ces systèmes de support de vie [life support system, en anglais] pour les installer dans l’avion; en effet, dans les Soyouz, ils sont partie prenante du vaisseau spatial. Nous avons alors exploité les dispositifs utilisés sur les combinaisons totalement autonomes, mais lourdes car semi-rigides, qui servent aux sorties extravéhiculaires dans l’espace», dit Gennadi Shchavelev. Dernier ajout: des chaufferettes au niveau des pieds, des mains et du dos; lors du test préliminaire, en 2017, Raphaël Domjan avait eu froid aux mains. «Et il faut réaliser tout cela avec une puissance électrique à bord limitée, puisque l’électricité n’est fournie que par les panneaux solaires», ajoute Philippe Morey, ingénieur-électricien de SolarStratos. Détail important encore: le life support system mis au point n’est pas portable et intégrable à la combinaison, comme celui qui a permis en 2012 au parachutiste de l’extrême Felix Baumgartner de sauter depuis une altitude de 36 529 m. Dès lors, pas de parachute possible dans SolarStratos!

Réduire chaque geste

Une fois la tenue imaginée et fabriquée (à trois exemplaires), ne restait plus qu’à la tester. Dans les immenses locaux de Zvezda, les équipements (d’imposants caissons tubulaires d’acier recouverts d’une peinture jaunie, d’anciens cadrans de contrôle analogiques) paraissent largement surannés, mais n’ont plus à faire la preuve de leur robustesse et de leur fiabilité. Sous une lumière blafarde et le regard du portrait de Iouri Gagarine, une escouade de blouses blanches attend l’invité de ce 27 mars 2018. L’expérience cible du voyage vers Moscou, auquel SolarStratos a invité Le Temps à participer, peut commencer.

A peine la surprise passée – les ingénieurs avaient installé dans le caisson une reproduction complète du cockpit –, l’aventurier s’installe. Ses connexions électriques et sa tuyauterie de survie sont vérifiées. Puis son casque fermé. Celui-ci se soulève au fur et à mesure du test de pressurisation de la combinaison. «Le tissu de cette dernière n’est déjà pas très souple, mais la pression interne la rigidifie encore plus», dit Michael-Lopez Alegria. Avec des conséquences: «Chaque mouvement est fatigant, nécessite de la force. C’est pour cette raison que, sur l’avion, les ingénieurs supprimeront le palonnier», cette pédale servant à le diriger: «Raphaël ne pourrait pas bien l’enfoncer avec assez de finesse.» Si bien que cette commande sera actionnée de la main, comme dans les aéroplanes conçus pour les pilotes paraplégiques. «De manière générale, ses actions seront limitées à toucher des interrupteurs on-off en plus du manche à balai.»

Envoyer des drones dans la stratosphère, on sait déjà le faire… Là, c’est bien d’amener un être humain à cette altitude dans un avion solaire qui constitue l’aventure

Patrick Schoettker

Les concepteurs de l’avion ne s’en cachent pas, une grande partie de l’avionique sera automatisée. «Le décollage et l’atterrissage se feront en mode manuel, dit Roland Loos, directeur du projet. Mais dès 10 à 12 km d’altitude, une fois la combinaison pressurisée, le contrôle des trois axes de rotation de l’engin se fera automatiquement. D’une part à cause des contraintes imposées par la combinaison, mais aussi parce que les conditions de vol à cette altitude sont peu connues.» Ce que les ingénieurs aéronautiques appellent l’«enveloppe de vol», les valeurs limites en deçà et au-delà desquelles l’avion ne doit pas aller, sera en effet très fine: «Par exemple, si un avion de ligne ne peut pas voler en dessous de 300 km/h, sous peine de tomber, ou au-delà de 1050 km/h au risque de se désintégrer – ce qui laisse tout de même une large enveloppe –, SolarStratos, à 25 km d’altitude, devra rester entre 250 et 320 km/h.» L’ajout d’un pilotage automatique n’enlève-t-il rien à l’exploit? «Raphaël devra vraiment porter toute son attention physique et mentale à faire voler cet engin dans l’enveloppe prévue, en gérant la vitesse, ce qui sera déjà épuisant vu les contraintes», avise Michael Lopez-Alegria, qui officie comme consultant sur le projet. «Et envoyer des drones dans la stratosphère, on sait déjà le faire…, ajoute Patrick Schoettker. Là, c’est bien d’amener un être humain à cette altitude dans un avion solaire qui constitue l’aventure.»

Parer à toute éventualité

Enfin, le sas se referme. Les opérateurs s’affairent à suivre les chiffres sur les compteurs. La température de la cellule baisse à -50 °C, et la pression jusqu’à une valeur équivalente à celle mesurée à 15 km d’altitude. Comment l’expérience pourrait-elle mal tourner? Une décompression subite dans la combinaison, due à une fuite. «Dans ce cas, le temps pour réagir et les possibilités d’action dépendent de l’endroit où l’on se trouve, explique Patrick Schoettker. A partir de 15 km d’altitude, le pilote a 5 secondes avant de tomber inconscient… Or ici, en simulation de laboratoire, on peut alors le placer immédiatement dans des caissons annexes de repressurisation rapide, et il n’y a aucune conséquence pour sa santé. A 10 km par contre, son temps à disposition est déjà bien plus long, 30 à 60 secondes.» A Moscou, ce 27 mars 2018, tout se déroule comme prévu pendant 2 heures 37 minutes. Avant que Raphaël Domjan ne soit extrait d’urgence du caisson.

A partir de 15 km d’altitude, le pilote a 5 secondes avant de tomber inconscient…

La stupeur et l’inquiétude face à l’échec se font sentir parmi les ingénieurs de Zvezda. La raison n’est pourtant pas grave: «Le système externe de chauffage de mon pied droit a cessé de fonctionner, confie l’intéressé. Nous avons décidé d’interrompre l’exercice: cela aurait été idiot de me geler un pied… au sol. Par ailleurs, c’est justement le but de ces tests que de découvrir, ici plutôt que dans la stratosphère, les éventuelles faiblesses de notre équipement. C’est donc positif!» «Au moins, Raphaël aura su ce que c’est que de vivre à -50 °C sans chauffage», a blagué Sergueï Pozdniakov, directeur de Zvezda. Pour qui la journée n’aura pas été perdue: «Cette expérience a montré que la combinaison, elle, est 100% prête», assure-t-il lors de l’apéritif final à la vodka.

La même expérience sera probablement renouvelée plus tard ce printemps. Suivra l’intégration de la combinaison dans l’avion avec de nouveau des tests. Puis des vols d’essai, voire record. Avant le vol stratosphérique en 2020 au plus tôt, peut-être lors de l’Exposition universelle de Dubaï.

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Présent lors de cette journée, le cosmonaute russe Aleksandr Lazoutkine estime, comme son collègue américain d’ailleurs, que «cette aventure est plus risquée qu’un décollage en Soyouz car cela n’a jamais été fait auparavant. Je prendrais bien sa place. D’autant qu’un tel vol doit aussi être romantique.» Sur ce point, tout est prévu aussi: l’avion SolarStratos est un biplace. Et l’idée de son initiateur, à terme, est d’emmener des passagers.

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