vignette|upright=1.5|Un rendu d'artiste par Tom Buzbee de 1990 de la station spatiale Freedom, un projet qui a finalement donné naissance à la station spatiale internationale. L'architecture spatiale est la théorie et la pratique de la conception et de la construction d'environnements habités dans l'espace extra-atmosphérique. Cet énoncé de mission pour l'architecture spatiale a été élaboré lors du Congrès mondial de l'espace à Houston en 2002 par les membres du sous-comité technique de l'architecture aérospatiale de l'American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA). L'approche architecturale de la conception des véhicules spatiaux porte sur l'ensemble de l'environnement bâti. Elle est principalement basée sur le domaine de l'ingénierie (en particulier l'ingénierie aérospatiale), mais implique également diverses disciplines telles que la physiologie, la psychologie et la sociologie.
À l'instar de l'architecture sur Terre, la tentative consiste à aller au-delà des éléments et systèmes constitutifs et à acquérir une compréhension générale des questions qui influent sur la réussite de la conception. L'architecture spatiale emprunte à de multiples formes d'architecture de niche pour accomplir la tâche de garantir que les êtres humains puissent vivre et travailler dans l'espace. Il s'agit notamment du type d'éléments de conception que l'on trouve dans ..
Une grande partie du travail d'architecture spatiale a consisté à concevoir des stations spatiales orbitales, des vaisseaux d'exploration lunaire et martienne et des bases de surface pour les agences spatiales du monde entier.
La pratique consistant à impliquer les architectes dans le programme spatial est née de la course à l'espace, bien que ses origines remontent à bien avant. La nécessité de leur participation découlait de la volonté d'allonger la durée des missions spatiales et de répondre aux besoins des astronautes, y compris, mais pas seulement, les besoins de survie minimum.
L'architecture spatiale est actuellement représentée dans plusieurs institutions. La de l'Université de Houston, offre un Master of Science en Architecture spatiale ; l'institution travaille également sur des contrats de conception avec des entreprises et des agences spatiales. L'Université technique de Vienne et l'International Space University (en France) sont engagées dans la recherche sur l'architecture spatiale. L'International Conference on Environmental Systems se réunit chaque année pour présenter des sessions sur les vols spatiaux habités et les facteurs humains dans l'espace. Au sein de l'AIAA, le Space Architecture Technical Committee a été créé. Malgré le modèle historique de grands projets spatiaux menés par le gouvernement américain et de conception universitaire, l'avènement du tourisme spatial menace de modifier les perspectives du travail d'architecture spatiale.
Étymologie Le mot espace dans l'architecture spatiale fait référence à la définition de l'espace extérieur. En architecture spatiale, l'expression « espace extra-atmosphérique » désigne généralement la région de l'univers située en dehors de l'atmosphère terrestre, par opposition à l'atmosphère de tous les corps terrestres. Cela permet au terme d'inclure des domaines tels que les surfaces lunaires et martiennes.
La terminologie de l'architecture spatiale fait l'objet d'un débat. Certains considèrent ce domaine comme une spécialité de l'architecture qui applique les principes architecturaux aux applications spatiales. D'autres, comme Ted Hall de l'Université du Michigan, considèrent les architectes de l'espace comme des généralistes, ce qui est traditionnellement considéré comme de l'architecture (architecture terrestre) étant un sous-ensemble d'une architecture spatiale plus large.. Toutes les structures qui volent dans l'espace resteront probablement pendant un certain temps très dépendantes des infrastructures et du personnel terrestres pour le financement, le développement, la construction, le lancement et l'exploitation. Par conséquent, la question de savoir dans quelle mesure ces actifs terrestres doivent être considérés comme faisant partie de l'architecture spatiale est sujette à discussion. Les détails techniques du terme architecture spatiale sont ouverts à un certain niveau d'interprétation.
Origines Les idées de voyages dans l'espace ont d'abord été publiées dans des histoires de science-fiction, comme celle de Jules Verne de 1865, De la Terre à la Lune. Dans cette histoire, plusieurs détails de la mission (équipage de trois personnes, dimensions du vaisseau spatial, site de lancement en Floride) présentent des similitudes frappantes avec les alunissages d'Apollo qui ont eu lieu plus de plus tard. La capsule en aluminium de Verne comportait des étagères remplies de l'équipement nécessaire au voyage, comme un télescope qui s'effondre, des pioches et des pelles, des armes à feu, des générateurs d'oxygène et même des arbres à planter. Un canapé incurvé était intégré au sol et les murs et fenêtres situés à l'extrémité du vaisseau étaient accessibles par une échelle.. Le projectile avait la forme d'une balle car il était lancé depuis le sol au moyen d'un canon spatial, une méthode infaisable pour transporter l'homme dans l'espace en raison des fortes forces d'accélération produites. Il faudrait une fusée pour amener l'homme dans le cosmos.
vignette|Une station spatiale en rotation de 1,6 km de diamètre. Concept de Von Braun (1952). Le premier travail théorique sérieux publié sur les voyages dans l'espace au moyen de la puissance des fusées a été réalisé par Constantin Tsiolkovski en 1903. En plus d'être le père de l'astronautique, il a conçu des idées telles que l'ascenseur spatial (inspiré de la Tour Eiffel), une station spatiale rotative qui crée une gravité artificielle le long de la circonférence extérieure, des sas, des combinaisons spatiales pour les activités extra-véhiculaires (EVA), des écosystèmes fermés pour fournir de la nourriture et de l'oxygène, et l'énergie solaire dans l'espace.. Tsiolkovsky pensait que l'occupation humaine de l'espace était la voie inévitable pour notre espèce. En 1952, Wernher von Braun a publié son propre concept de station spatiale habitée dans une série d'articles de magazine. Sa conception est une amélioration des concepts précédents, mais il prend l'initiative de s'adresser directement au public. La station spatiale tournante comporterait trois étages et devait servir d'aide à la navigation, de station météorologique, d'observatoire de la Terre, de plate-forme militaire et de point de passage pour d'autres missions d'exploration de l'espace.. La station spatiale décrite dans le film de 1968 2001 : L'Odyssée de l'espace devrait sa conception aux travaux de Von Braun. Ce dernier a ensuite conçu des projets de missions vers la Lune et Mars, publiant chaque fois ses grands plans dans le Collier's Weekly.
Vostok 1, le vol de Youri Gagarine du , a été le premier vol spatial de l'humanité. Si la mission était un premier pas nécessaire, Gagarine était plus ou moins confiné à une chaise avec un petit hublot d'où il pouvait observer le cosmos . Les missions spatiales successives ont progressivement amélioré les conditions et la qualité de vie en orbite terrestre basse. L'augmentation de l'espace de mouvement, les régimes d'exercices physiques, les installations sanitaires, l'amélioration de la qualité de la nourriture et les activités récréatives ont tous accompagné l'allongement de la durée des missions. L'implication de l'architecture dans l'espace s'est concrétisée en 1968 lorsqu'un groupe d'architectes et de designers industriels dirigé par le Français Raymond Loewy, malgré les objections des ingénieurs, a réussi à convaincre la NASA d'inclure une fenêtre d'observation dans le laboratoire orbital Skylab..
Théorie Le sujet de la théorie de l'architecture a de nombreuses applications dans l'architecture spatiale. Certaines considérations, cependant, seront uniques au contexte spatial. Idéologie du bâtiment vignette|Louis Sullivan a inventé la célèbre phrase ().
Au siècle av. J.-C., l'architecte romain Vitruve a déclaré que tous les bâtiments devaient avoir trois caractéristiques : la force, l'utilité et la beauté.. L'ouvrage de Vitruve, De architectura, seul ouvrage sur le sujet conservé dans l'antiquité classique, aura une profonde influence sur la théorie architecturale pendant des milliers d'années. Même dans l'architecture spatiale, ces éléments sont parmi les premiers à être pris en compte. Cependant, l'énorme défi que représente la vie dans l'espace a conduit à une conception de l'habitat basée en grande partie sur la nécessité fonctionnelle, avec peu ou pas d'ornements appliqués. En ce sens, l'architecture spatiale telle que nous la connaissons partage avec l'architecture moderne le principe selon lequel la forme suit la fonction.
Certains théoriciens associent différents éléments de la triade vitruvienne. Walter Gropius écrit par exemple :
Alors que l'architecture spatiale continue à mûrir en tant que discipline, le dialogue sur les valeurs de la conception architecturale s'ouvrira tout comme il l'a fait pour la Terre.
Reproduction d'environnements équivalents Un point de départ de la théorie de l'architecture spatiale est la recherche d' dans les milieux terrestres où l'homme a vécu, et la formation d'équivalents entre ces environnements et l'espace.. Par exemple, des humains ont vécu dans des sous-marins au fond de l'océan, dans des bunkers sous la surface de la Terre et en Antarctique, et ont pénétré en toute sécurité dans des bâtiments en feu, des zones contaminées par la radioactivité et la stratosphère grâce à la technologie ; le ravitaillement en vol permet à Air Force One de rester en l'air pratiquement indéfiniment.. Les sous-marins à propulsion nucléaire produisent de l'oxygène par électrolyse et peuvent rester immergés pendant des mois.. Nombre de ces équivalents peuvent constituer des références de conception très utiles pour les systèmes spatiaux. En effet, les systèmes de survie des stations spatiales et les équipements de survie des astronautes pour les atterrissages d'urgence présentent des similitudes frappantes avec les systèmes de survie des sous-marins et les kits de survie des pilotes militaires, respectivement.
vignette|gauche|Le site du Mars Desert Research Station est situé dans le désert de l'Utah en raison de sa relative similitude avec la surface martienne. Les missions spatiales, en particulier les missions humaines, nécessitent une préparation importante. Outre le fait que les analogues terrestres fournissent un aperçu de la conception, les environnements analogues peuvent servir de bancs d'essai pour poursuivre le développement de technologies destinées à des applications spatiales et former les équipages d'astronautes. La est une base simulée de Mars, entretenue par la Mars Society, sur l'île Devon, au Canada. Le projet vise à créer des conditions aussi similaires que possible à une véritable mission sur Mars et tente d'établir la taille idéale de l'équipage, de tester les équipements « sur le terrain » et de déterminer les meilleures combinaisons et procédures d'activité extra-véhiculaire.. Pour s'entraîner aux activités extravéhiculaires en microgravité, les agences spatiales ont largement recours à l'entraînement sous l'eau et sur simulateur. Le laboratoire de flottabilité neutre, le centre d'entraînement sous-marin de la NASA, contient des maquettes grandeur nature de la soute de la navette spatiale et des modules de la Station spatiale internationale. Le développement de technologies et l'entraînement des astronautes dans des environnements équivalents à ceux de l'espace sont essentiels pour rendre possible la vie dans l'espace.
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