Pour les astronautes de la NASA, expérimenter des conditions d’apesanteur avant le lancement de la mission est une partie nécessaire, quoique absurdement amusante et enviable, de la formation et de la familiarisation. La capacité de fournir un environnement de microgravité ici sur Terre est également importante pour un certain nombre de raisons de recherche scientifique, et notamment pour les applications de vols spatiaux. Pendant la majeure partie d’un siècle, l’accès à cet environnement a été assuré par des avions spécialisés à voilure fixe qui volent en arcs paraboliques – collectivement et de manière évocatrice, surnommés « la comète vomi » pour l’effet secondaire physique de l’apesanteur qu’ils ont tendance à provoquer. Alors qu'une seule entreprise privée gère ces vols zéro G pour la NASA depuis des années, une nouvelle sollicitation de contrat montre que l'agence invite une fois de plus les concurrents à soumissionner pour les travaux, avec la possibilité de fournir de nouvelles solutions pour une exigence vieille de plusieurs décennies.
L'appel d'offres, publié par l'Armstrong Flight Research Center de la NASA à l'appui du programme Flight Opportunities, recherche des informations auprès de l'industrie sur diverses capacités permettant de fournir des environnements en gravité réduite et en microgravité, en particulier pour tester de nouvelles technologies et mener des recherches. Le document souligne que la méthode utilisée pour obtenir l’effet d’apesanteur peut être différente de ce qu’elle était dans le passé.
« Les répondants sont encouragés à soumettre des déclarations de capacités avec des approches innovantes pour fournir des services de vol parabolique », indique l'appel d'offres. « Cela peut inclure l'utilisation de plates-formes d'avions qui ne sont pas traditionnellement utilisées pour les services de vol parabolique (par exemple, avions d'affaires, avions expérimentaux, supersoniques, systèmes autonomes). La NASA s'intéresse à des concepts opérationnels flexibles, évolutifs et novateurs, susceptibles d'aider la NASA à élargir l'accès aux environnements à gravité réduite et à accélérer la préparation à la technologie spatiale. «
Depuis la fin des années 2000, la NASA fait appel au même fournisseur commercial pour la formation humaine à l’apesanteur et les expériences technologiques. Il s'agit de la société Zero-G, basée en Floride, qui propose des vols paraboliques sur un Boeing 727-200 modernisé surnommé « G-Force One ». Lors du vol standard de 90 minutes proposé par la société, l'avion atteindra une altitude de 24 000 pieds avant d'entamer une montée raide à un angle de 45 degrés dans une parabole culminant à environ 32 000 pieds. Pendant la manœuvre, les passagers tirent 1,8 Gs, selon la compagnie ; près de la crête de l’arc, la phase de faible gravité commence, créant environ une demi-minute d’apesanteur.
G-Force One effectue 15 manœuvres de parabole en un seul vol.
Bien que Zero-G propose des tarifs distincts pour les vols de recherche, les personnes âgées de huit ans et plus peuvent vivre l'expérience complète pour 8 900 $ par personne, ou 295 000 $ pour l'avion complet de 28 places, plus un photographe dédié. Cette option permet également des opportunités de tournage de télévision et de cinéma ; Zero-G dispose d'un directeur de production pour soutenir la production cinématographique.
La NASA a accordé à Zero-G un contrat de livraison indéfinie et de quantité indéfinie d'une durée de cinq ans d'une valeur de 7,5 millions de dollars en 2021, marquant un partenariat continu entre les deux entités.
« De 2008 à 2015, la NASA et Zero-G avaient un précédent contrat en vertu duquel la société effectuait des missions en microgravité au Texas », notait Space.com à l'époque. « Cependant, contrairement à ce nouveau contrat, ces vols ont été effectués conformément aux réglementations gouvernementales » d'usage public « plutôt qu'aux réglementations de la FAA. »
Zero-G affirme qu'il reste le seul fournisseur de vols paraboliques approuvé par la FAA aux États-Unis.
L'histoire de Vomit Comet a commencé avec un Convair C-131 Samaritan, une version militarisée d'un avion de passagers bimoteur utilisé à l'origine par l'Air Force pour les missions de transport VIP et d'évacuation médicale (MEDEVAC). Le service a commencé à utiliser les avions pour simuler l’apesanteur en 1957, et la NASA a repris le travail en 1973.
Finalement, un Boeing KC-135 Stratotanker, un type mis en service pour la première fois par l'USAF en 1957 et dont des variantes sont encore utilisées aujourd'hui pour le ravitaillement en vol, est devenu le nouveau Vomit Comet. L'un des KC-135A ayant joué ce rôle aurait exécuté plus de 58 000 paraboles et joué un rôle clé dans le tournage du film à succès « Apollo 13 ».
« John Yaniec, directeur des tests à l'époque, a déclaré que le KC-135A était toujours performant lorsqu'il a été retiré en 2004, mais que son rôle unique le rendait « de plus en plus difficile et coûteux à entretenir » », a rapporté Space.com en 2017.
Un C-9B (DC-9) acquis par la NASA a ensuite assumé ce rôle pendant environ une décennie avant d'être lui aussi mis en pâturage. Les tâches de Vomit Comet ont ensuite été entièrement confiées au secteur privé.
Alors que Zero-G a effectué plus de 2 300 vols de recherche paraboliques pour la NASA en 2025 – et a offert un avant-goût de la dernière frontière aux Space Force Guardians basés au sol, entre autres – les avantages de l’élargissement du bassin de fournisseurs sont évidents. Zero-G a temporairement interrompu ses opérations en 2020 au plus fort de la pandémie de COVID-19 et, en 2022, a dû mettre G-Force One hors service pendant une période en raison de problèmes d'équipement non précisés. (Les cadets de l'Air Force Academy qui s'attendaient à faire l'expérience de l'apesanteur à la fin d'un programme d'été se sont plutôt tournés vers la plongée sous-marine). Les 727 commerciaux étant de plus en plus rares, il est probable que l'entretien du G-Force One et l'approvisionnement en pièces de rechange deviennent plus coûteux et plus difficiles.
Il n'est cependant pas certain quels concurrents existent pour l'offre de Zero-G. Bien que l’appel d’offres mentionne les systèmes autonomes comme une possibilité pour les vols de recherche, elle note également que « la NASA s’attend à ce que certaines charges utiles (sinon la plupart) aient des besoins humains ».
Les entrepreneurs éligibles doivent être capables de fournir au moins deux types de manœuvres paraboliques par vol pour simuler une gamme de conditions de gravité, y compris la microgravité et la gravité lunaire et martienne, entre autres. Leurs plates-formes doivent être capables de supporter chaque niveau de gravité pendant au moins 10 secondes, bien qu'une durée de 30 secondes ou plus soit préférable.
« Dans certains cas, l'objectif peut être de maximiser la durée de l'exposition à faible gravité en mettant moins l'accent sur la précision et la stabilité. Ce serait très probablement avec une charge utile non critique où l'objectif est de donner au participant au vol une expérience en microgravité », note la sollicitation. « Dans d'autres cas, la précision et la stabilité du niveau de gravité peuvent être critiques et la durée moins importante. »
Alors que Zero-G semble avoir accaparé le marché américain des vols paraboliques pour l’instant, l’Europe dispose de plusieurs options différentes. La filiale de recherche Novespace de l'Agence spatiale française réalise des vols paraboliques à bord de l'Airbus A310 à destination des chercheurs et des particuliers. Au Royaume-Uni, la startup Blue Abyss propose des vols zéro-G avec un Boeing 757 modifié.
Blue Abyss semble désormais se positionner comme un concurrent dans le domaine. L'année dernière, elle a inauguré la construction d'un ambitieux centre de formation spatiale à Brook Park, dans l'Ohio, en partenariat avec la NASA sur un projet qui, selon elle, offrira à terme des capacités de vol parabolique.
L’utilisation d’avions aux performances disparates et même de systèmes sans pilote pour des missions sur mesure à faible gravité pourrait ouvrir de nouvelles frontières dans la fourniture de ces environnements ici sur Terre. Par exemple, des avions plus performants pourraient potentiellement offrir des intervalles zéro G soutenus plus longs, tandis que les systèmes sans pilote pourraient aller encore plus loin, en particulier pour les charges utiles non humaines. Différentes plates-formes offrant différents services pourraient également permettre un accès moins coûteux et plus rapide à la faible gravité dans l'atmosphère terrestre.
Par exemple, des expériences de microgravité basées sur des drones sont également en cours en Europe. En 2023, la société britannique Gravitilab a utilisé un quadricoptère spécialement adapté pour simuler les conditions d'apesanteur de sa charge utile lors d'une chute de 2 000 pieds.
Cette réalisation « ouvrira le monde de la recherche en microgravité à un nouveau marché », avait alors annoncé la société.
L'appel d'offres pour les études de marché de la NASA restera ouvert jusqu'au 2 mars.
