À quelle vitesse va l'ISS ? Pourquoi elle fait le tour de la Terre en 90 minutes

En ce moment même, à environ 400 kilomètres au-dessus de votre tête, la Station spatiale internationale (ISS) fait le tour de la planète à environ 28 000 kilomètres par heure. Cela fait environ 7,7 kilomètres par seconde, assez pour aller de Londres à New York en 12 minutes environ.

L'ISS en chiffres

La station est à peu près aussi longue qu'un terrain de football, et des astronautes y vivent sans interruption depuis novembre 2000.

Pourquoi l'ISS doit-elle aller si vite ?

C'est là que c'est surprenant : à l'altitude de l'ISS, la gravité vaut encore environ 90 % de ce qu'elle est au sol. La station ne flotte pas au-dessus de la gravité. Elle tombe.

Isaac Newton l'a expliqué par une expérience de pensée. Imaginez un canon au sommet d'une très haute montagne. Si on tire le boulet doucement, il retombe tout près. Plus on le tire vite, plus il retombe loin. Si on le tire assez vite, le sol s'incurve sous lui aussi vite qu'il tombe. Le boulet tombe pour toujours sans jamais toucher le sol. C'est une orbite.

À l'altitude de l'ISS, « assez vite » correspond à environ 7,7 kilomètres par seconde. Plus lentement, la station descendrait peu à peu dans l'atmosphère. Les astronautes flottent à l'intérieur parce qu'ils tombent autour de la Terre en même temps que la station : rien ne les plaque au sol.

Pourquoi un tour dure environ 90 minutes

On peut le calculer avec des nombres que les élèves connaissent déjà :

1. Le rayon de la Terre est d'environ 6 371 km. En ajoutant l'altitude de la station, environ 420 km, le rayon de l'orbite est d'environ 6 791 km.
2. Le périmètre d'un cercle vaut 2 x pi x rayon, donc un tour mesure environ 2 x 3,14 x 6 791, soit à peu près 42 700 km.
3. On divise par la vitesse : 42 700 km / 27 600 km/h donne environ 1,55 heure.
4. 1,55 heure, c'est environ 93 minutes.

Cela fait environ 15,5 tours par jour : voilà pourquoi l'équipage voit environ 16 levers et 16 couchers de soleil toutes les 24 heures. À chaque tour, la station franchit deux fois la limite entre le jour et la nuit. Pour voir comment cette limite se déplace, lisez pourquoi il fait jour ici et nuit là-bas.

Pourquoi sa trajectoire ressemble à une vague sur une carte

Sur une carte du monde à plat, la trajectoire de la station ressemble à un serpent ou à une vague. Il y a deux raisons :

• L'orbite est inclinée. L'ISS tourne avec une inclinaison de 51,6 degrés par rapport à l'équateur : elle monte jusqu'à environ 51,6 degrés nord et descend jusqu'à 51,6 degrés sud. Environ 90 % de la population mondiale vit dans cette zone.
• La Terre tourne en dessous. Pendant un tour de 92 minutes, la Terre pivote d'environ 23 degrés vers l'est. Chaque passage est donc décalé vers l'ouest par rapport au précédent.

Sur notre globe 3D, la même trajectoire apparaît comme un anneau incliné bien régulier : l'occasion idéale de montrer aux élèves comment les cartes planes déforment le monde.

Comment voir l'ISS à l'œil nu

La NASA présente l'ISS comme le troisième objet le plus brillant du ciel, après le Soleil et la Lune. Pas besoin de télescope pour l'observer.

• Regardez à l'aube ou au crépuscule. Il faut que vous soyez dans l'obscurité alors que la station, tout là-haut, est encore éclairée par le Soleil.
• Cherchez un point brillant et fixe qui glisse doucement dans le ciel. Les avions clignotent, pas l'ISS.
• Soyez rapide. Un beau passage ne dure que quelques minutes d'un horizon à l'autre.
• Consultez les horaires. Le service gratuit Spot the Station de la NASA indique les passages visibles depuis votre ville.

Les questions des élèves

L'ISS ralentit-elle parfois ?

Très légèrement. Même à 400 km, il reste un soupçon d'atmosphère qui freine la station, qui perd donc lentement de l'altitude. De temps en temps, des moteurs lui donnent une poussée pour la remonter.

Les astronautes peuvent-ils voir mon pays ?

Oui, s'il se trouve sous la trajectoire de la station et qu'il n'y a pas de nuages. Les astronautes photographient souvent des villes, des fleuves, des déserts et les lumières des villes la nuit.

Combien de temps l'ISS restera-t-elle dans l'espace ?

Les plans actuels prévoient de la retirer vers 2030 et de la guider en toute sécurité vers une zone isolée de l'océan Pacifique.

Pourquoi la vitesse affichée sur cette page change-t-elle un peu ?

L'orbite de la station n'est pas un cercle parfait et son altitude varie légèrement. Plus elle est basse, plus elle va vite ; plus elle est haute, plus elle ralentit un peu.