Quel a été le premier vaisseau spatial à orbiter autour de la Terre ?
Spoutnik
Spoutnik fut le premier satellite artificiel. Il a été lancé sur une orbite terrestre basse elliptique (LEO) par l'Union soviétique le 4 octobre 1957. Le lancement a marqué le début de nouveaux développements politiques, militaires, technologiques et scientifiques ; Même si le lancement de Spoutnik était un événement isolé, il marquait le début de l’ère spatiale. Outre sa valeur de première technologique, Spoutnik a également permis d'identifier la densité de la couche supérieure de l'atmosphère, en mesurant les changements d'orbite du satellite. Il a également fourni des données sur la distribution des signaux radio dans l'ionosphère. L'azote sous pression dans le faux corps du satellite a fourni la première opportunité de détection de météoroïdes. Spoutnik 1 a été lancé pendant l'Année géophysique internationale depuis le site n°1/5, sur le 5e polygone Tyuratam, en RSS du Kazakhstan (maintenant au cosmodrome de Baïkonour). Le satellite a parcouru 29 000 kilomètres (18 000 mi) par heure, mettant 96,2 minutes pour terminer une orbite, et a émis des signaux radio à 20,005 et 40,002 MHz. Alors que Spoutnik 1 a été le premier vaisseau spatial à orbiter autour de la Terre, d'autres objets fabriqués par l'homme avaient auparavant atteint une altitude de 100 km, soit la hauteur requise par l'organisation internationale Fédération Aéronautique Internationale pour être considéré comme un vol spatial. Cette altitude est appelée la ligne Kármán. En particulier, dans les années 1940, plusieurs lancements d'essais de la fusée V-2 ont eu lieu, dont certains ont atteint des altitudes bien supérieures à 100 km. * Spoutnik 1 – le premier satellite artificiel au monde * Spoutnik 2 – premier animal en orbite (Laika) * Spoutnik 5 – première capsule récupérée de l'orbite (précurseur Vostok) – les animaux ont survécu
Un vaisseau spatial est un véhicule ou une machine conçu pour voler dans l’espace. Les vaisseaux spatiaux sont utilisés à diverses fins, notamment les communications, l'observation de la Terre, la météorologie, la navigation, la colonisation spatiale, l'exploration planétaire et le transport d'humains et de marchandises.
Lors d’un vol spatial suborbital, un vaisseau spatial entre dans l’espace puis revient à la surface, sans être entré en orbite. Pour les vols spatiaux orbitaux, les engins spatiaux entrent sur des orbites fermées autour de la Terre ou autour d’autres corps célestes. Les engins spatiaux utilisés pour les vols spatiaux habités transportent des personnes à bord en tant qu'équipage ou passagers dès le départ ou en orbite (stations spatiales) uniquement, tandis que ceux utilisés pour les missions spatiales robotisées fonctionnent de manière autonome ou télérobotique. Les vaisseaux spatiaux robotisés utilisés pour soutenir la recherche scientifique sont des sondes spatiales. Les vaisseaux spatiaux robotiques qui restent en orbite autour d’un corps planétaire sont des satellites artificiels. Seule une poignée de sondes interstellaires, telles que Pioneer 10 et 11, Voyager 1 et 2 et New Horizons, sont sur des trajectoires qui quittent le système solaire.
Les vaisseaux spatiaux orbitaux peuvent être récupérables ou non. Grâce au processus de rentrée sur Terre, ils peuvent être divisés en capsules spatiales sans ailes et en avions spatiaux ailés.
L'humanité a réussi à voler dans l'espace, mais seuls quelques pays disposent de la technologie nécessaire aux lancements orbitaux, notamment : la Russie (Roskosmos), les États-Unis (NASA), les États membres de l'Agence spatiale européenne (ESA), le Japon (JAXA), l'Inde ( ISRO) et Chine (CNSA).
Histoire
Spoutnik fut le premier satellite artificiel. Il a été lancé sur une orbite terrestre basse elliptique (LEO) par l'Union soviétique le 4 octobre 1957. Le lancement a marqué le début de nouveaux développements politiques, militaires, technologiques et scientifiques ; Même si le lancement de Spoutnik était un événement isolé, il marquait le début de l’ère spatiale. Outre sa valeur de première technologique, Spoutnik a également permis d'identifier la densité de la couche supérieure de l'atmosphère, en mesurant les changements d'orbite du satellite. Il a également fourni des données sur la distribution des signaux radio dans l'ionosphère. L'azote sous pression dans le faux corps du satellite a fourni la première opportunité de détection de météoroïdes. Spoutnik 1 a été lancé pendant l'Année géophysique internationale depuis le site n°1/5, sur le 5e polygone Tyuratam, en RSS du Kazakhstan (maintenant au cosmodrome de Baïkonour). Le satellite a parcouru 29 000 kilomètres (18 000 mi) par heure, mettant 96,2 minutes pour terminer une orbite, et a émis des signaux radio à 20,005 et 40,002 MHz.
Alors que Spoutnik 1 a été le premier vaisseau spatial à orbiter autour de la Terre, d'autres objets fabriqués par l'homme avaient auparavant atteint une altitude de 100 km, soit la hauteur requise par l'organisation internationale Fédération Aéronautique Internationale pour être considéré comme un vol spatial. Cette altitude est appelée la ligne Kármán. En particulier, dans les années 1940, plusieurs lancements d'essais de la fusée V-2 ont eu lieu, dont certains ont atteint des altitudes bien supérieures à 100 km.
Vaisseau spatial passé et présent
Vaisseau spatial habité
En 2016, seuls trois pays avaient piloté des engins spatiaux habités : l’URSS/Russie, les États-Unis et la Chine.
Le premier vaisseau spatial habité fut Vostok 1, qui transporta le cosmonaute soviétique Youri Gagarine dans l'espace en 1961 et effectua une orbite terrestre complète. Il y a eu cinq autres missions habitées utilisant un vaisseau spatial Vostok. Le deuxième vaisseau spatial habité s'appelait Freedom 7 et effectuait un vol spatial suborbital en 1961, transportant l'astronaute américain Alan Shepard à une altitude d'un peu plus de 187 km. Il y a eu cinq autres missions habitées utilisant le vaisseau spatial Mercury.
Parmi les autres vaisseaux spatiaux habités soviétiques figurent le Voskhod, le Soyouz, pilotés sans pilote sous les noms de Zond/L1, L3, TKS et les stations spatiales habitées Salyut et Mir. Parmi les autres vaisseaux spatiaux habités américains figurent le vaisseau spatial Gemini, le vaisseau spatial Apollo, la station spatiale Skylab et la navette spatiale avec des modules de stations spatiales européennes non détachées et des stations spatiales privées US Spacehab. La Chine s'est développée, mais n'a pas piloté Shuguang et utilise actuellement Shenzhou (sa première mission habitée remonte à 2003).
À l’exception de la navette spatiale, tous les vaisseaux spatiaux orbitaux habités récupérables étaient des capsules spatiales.
Fichier:Schéma du vaisseau spatial Vostok.png |alt=Dessin au trait de la capsule Vostok |Capsule soviétique Vostok
Fichier: Comparaison des vaisseaux spatiaux de la NASA.jpg | alt = Dessins de Mercure, des capsules Gemini et du vaisseau spatial Apollo, avec leurs fusées de lancement | Vaisseau spatial américain Mercury, Gemini et Apollo
Fichier:Voskhod 1 et 2.png |alt=Dessin au trait des capsules Voskhod |Voskhod soviétique (variante de Vostok)
Fichier:Dessin Soyouz 7K-OK(A).svg |alt=Dessin Soyouz 7K-OK(A) |Vaisseau spatial Soyouz soviétique/russe de 1967
Fichier:Post S-7 Shenzhou spacecraft.png |alt=Dessin du vaisseau spatial Shenzhou |Chinese Shenzhou
La Station spatiale internationale, habitée depuis novembre 2000, est une coentreprise entre la Russie, les États-Unis, le Canada et plusieurs autres pays.
Avions spatiaux
Certains véhicules réutilisables ont été conçus uniquement pour les vols spatiaux habités et sont souvent appelés avions spatiaux. Le premier exemple en est l’avion spatial nord-américain X-15, qui a effectué deux vols habités atteignant une altitude de plus de 100 km dans les années 1960. Le premier vaisseau spatial réutilisable, le X-15, a été lancé sur une trajectoire suborbitale le 19 juillet 1963.
Le premier vaisseau spatial orbital partiellement réutilisable, une navette ailée sans capsule, a été lancé par les États-Unis à l'occasion du 20e anniversaire du vol de Youri Gagarine, le 12 avril 1981. À l'époque de la navette, six orbiteurs ont été construits, tous ont volé dans l'atmosphère et dont cinq ont volé dans l'espace. L'Enterprise n'a été utilisé que pour les tests d'approche et d'atterrissage, en lançant depuis l'arrière d'un Boeing 747 SCA et en planant jusqu'aux atterrissages sans issue à Edwards AFB, en Californie. La première navette spatiale à voler dans l'espace fut Columbia, suivie par Challenger, Discovery, Atlantis et Endeavour. Endeavour a été construit pour remplacer le Challenger lors de sa perte en janvier 1986. Columbia s'est désintégré lors de la rentrée en février 2003.
Le premier vaisseau spatial automatique partiellement réutilisable fut le Bourane (Snowstorm), lancé par l'URSS le 15 novembre 1988, bien qu'il n'ait effectué qu'un seul vol et celui-ci était sans pilote. Cet avion spatial a été conçu pour un équipage et ressemblait fortement à la navette spatiale américaine, même si ses propulseurs de largage utilisaient des propulseurs liquides et que ses moteurs principaux étaient situés à la base de ce qui serait le réservoir externe de la navette américaine. Le manque de financement, compliqué par la dissolution de l'URSS, a empêché tout nouveau vol de Bourane. La navette spatiale a ensuite été modifiée pour permettre une rentrée autonome en cas de nécessité.
Conformément à la Vision pour l'exploration spatiale, la navette spatiale a été retirée du service en 2011, principalement en raison de son âge avancé et du coût élevé du programme, qui atteint plus d'un milliard de dollars par vol. Le rôle de transport humain de la navette doit être remplacé par le Dragon V2 de Space X et le CST-100 Starliner de Boeing au plus tard en 2017. Le rôle de transport de marchandises lourdes de la navette doit être remplacé par des fusées non réutilisables telles que le Space Launch System et le Falcon Heavy de Space X.
SpaceShipOne de Scaled Composites était un avion spatial suborbital réutilisable qui transportait les pilotes Mike Melvill et Brian Binnie sur des vols consécutifs en 2004 pour remporter le prix Ansari X. La Spaceship Company construira son successeur SpaceShipTwo. Une flotte de SpaceShipTwos exploitée par Virgin Galactic devait commencer un vol spatial privé réutilisable transportant des passagers payants en 2014, mais a été retardé après le crash du VSS Enterprise.
Vaisseau spatial sans pilote
Conçu comme un vaisseau spatial habité mais piloté uniquement comme un vaisseau spatial sans pilote
* Zond/L1 – capsule de survol lunaire
* L3 – capsule et atterrisseur lunaire
* TKS – capsule
* Bourane – navette soviétique
Semi-piloté - habité en tant que stations spatiales ou partie de stations spatiales
* Progrès – vaisseau spatial cargo sans pilote URSS/Russie
* TKS – vaisseau spatial cargo sans pilote URSS/Russie et module de station spatiale
* Véhicule de transfert automatisé (ATV) – vaisseau spatial cargo européen sans pilote
* H-II Transfer Vehicle (HTV) – vaisseau spatial cargo japonais sans pilote
* Dragon (vaisseau spatial) – vaisseau spatial privé sans pilote (SpaceX)
* Tianzhou 1 (vaisseau spatial) – le vaisseau spatial sans pilote chinois
Satellites en orbite terrestre
* Explorer 1 – premier satellite américain
* Projet SCORE – premier satellite de communication
* SOHO - orbite autour du Soleil près de L1
* Spoutnik 1 – le premier satellite artificiel au monde
* Spoutnik 2 – premier animal en orbite (Laika)
* Spoutnik 5 – première capsule récupérée de l'orbite (précurseur Vostok) – les animaux ont survécu
* Syncom – premier satellite de communications géosynchrones
* Télescope spatial Hubble – le plus grand observatoire orbital
* X-37 – avion spatial
Sondes lunaires
* Clementine – La mission de l'US Navy, en orbite autour de la Lune, a détecté de l'hydrogène aux pôles
* Kaguya JPN – Orbiteur lunaire
* Luna 1 – premier survol lunaire
* Luna 2 – premier impact lunaire
* Luna 3 – premières images de la face cachée de la Lune
* Luna 9 – premier atterrissage en douceur sur la Lune
* Luna 10 – premier orbiteur lunaire
* Luna 16 – première récupération d'échantillons lunaires sans pilote
* Lunar Orbiter – série très réussie de vaisseaux spatiaux de cartographie lunaire
* Lunar Prospector – détection confirmée d'hydrogène aux pôles lunaires
* Lunar Reconnaissance Orbiter - Identifie les sites d'atterrissage sûrs et localise les ressources lunaires
* Lunokhod - Rovers lunaires soviétiques
* SMART-1 ESA – Impact lunaire
* Surveyor – premier atterrisseur mou des États-Unis
* Chang'e 1 – mission lunaire chinoise Chang'e
* Chang'e 2 – mission lunaire chinoise Chang'e
* Chang'e 3 – Mission lunaire chinoise Chang'e
* Chang'e 4 – Mission lunaire chinoise Chang'e
* Chang'e 5 – mission lunaire chinoise Chang'e
* Chang'e 6 – Mission lunaire chinoise Chang'e
* Chandrayaan 1 – Première mission lunaire indienne
Sondes planétaires
* Akatsuki JPN – un orbiteur de Vénus
* Cassini-Huygens – premier orbiteur Saturne + atterrisseur Titan
* Rover Curiosity – Rover envoyé sur Mars par la NASA en 2012
* Galileo – premier orbiteur Jupiter + sonde de descente
* IKAROS JPN – premier vaisseau spatial à voile solaire
* Mariner 4 – premier survol de Mars, premières images rapprochées et haute résolution de Mars
* Mariner 9 – premier orbiteur martien
* Mariner 10 – premier survol de Mercure, premières images en gros plan
* Mars Exploration Rover – un rover martien
* Mars Express – un orbiteur martien
* Mars Global Surveyor – un orbiteur martien
* Mars Orbiter Mission – la première sonde interplanétaire indienne.
* Mars Reconnaissance Orbiter – un orbiteur martien avancé pour le climat, l'imagerie, les radars souterrains et les télécommunications.
* MESSENGER – premier orbiteur Mercury (arrivée 2011)
* Mars Pathfinder – un atterrisseur + un rover sur Mars
* New Horizons – premier survol de Pluton (arrivée 2015)
* Pioneer 10 – premier survol de Jupiter, premières images rapprochées
* Pioneer 11 – deuxième survol de Jupiter + premier survol de Saturne (premières images rapprochées de Saturne)
* Pioneer Venus – premier orbiteur + atterrisseur de Vénus
* Vega 1 – Lâchement de ballon dans l'atmosphère de Vénus et atterrisseur (mission conjointe avec Vega 2), le vaisseau-mère a continué à voler près de la comète de Halley
* Venera 4 – premier atterrissage en douceur sur une autre planète (Vénus)
* Viking 1 – premier atterrissage en douceur sur Mars
* Voyager 2 – Survol de Jupiter + Survol de Saturne + premiers survols/images de Neptune et Uranus
Autre – espace profond
* Grappe
* Espace profond 1
* Impact profond
* Genèse
*Hayabusa
* Rendez-vous avec les astéroïdes proches de la Terre
* Poussière d'étoiles
* STÉRÉO – Détection héliosphérique et solaire ; premières images du Soleil entier
*WMAP
Vaisseau spatial le plus rapide
* Sondes solaires Helios I & II (252792 km/h)
Le vaisseau spatial le plus éloigné du Soleil
* Pioneer 10 à 89,7 UA en 2005, voyageant vers l'extérieur à environ 2,6 UA/an
* Pionnier 11
* Voyager 1 à 106,3 UA en juillet 2008, voyageant vers l'extérieur à environ 3,6 UA/an
* Voyager 2 à 85,49 UA en juillet 2008, voyageant vers l'extérieur à environ 3,3 UA/an
Programmes non financés et annulés
Vaisseau spatial habité
* Shuguang – capsule chinoise
* Soyouz Kontakt – capsule URSS
* Almaz – Station spatiale URSS
* Laboratoire d'orbite habité – Station spatiale américaine
* Altair – atterrisseur lunaire américain du vaisseau spatial Orion
Avions spatiaux à plusieurs étages
* X-20 – navette américaine
* Navette spirale soviétique
* Navette soviétique Bourane
* Navette ESA Hermès
* Semi-navette/semi-capsule russe Kliper
* Navette japonaise HOPE-X
* Navette chinoise Shuguang Project 921-3
Avions spatiaux SSTO
* RR/British Aerospace HOTOL
* Orbiteur-trémie de l'ESA
* McDonnell Douglas DC-X (Delta Clipper)
* Roton Rotored-Hybride
* Lockheed-Martin VentureStar
Vaisseau spatial en développement
Habité
* (US-NASA) Véhicule d'équipage polyvalent Orion – capsule
* (US-SpaceX) Dragon V2 – capsule
* (US-Boeing) CST-100 – capsule
* (US-Sierra Nevada Corporation) Dream Chaser – avion spatial orbital
* (US-The SpaceShip company)SpaceShipDeux avions spatiaux suborbitaux
* (US-Blue Origin) New Shepard – capsule VTVL
* (US-XCOR) Avion-fusée Lynx – avion spatial suborbital
* Cargaison du vaisseau spatial Chine Shenzhou 3
* Cargaison du vaisseau spatial Chine Shenzhou 4
* Cargaison du vaisseau spatial Chine Shenzhou 5
* Cargaison du vaisseau spatial Chine Shenzhou 6
* Cargaison du vaisseau spatial Chine Shenzhou 7
* Cargaison du vaisseau spatial Chine Shenzhou 8
* Cargaison du vaisseau spatial Chine Shenzhou 9
* Chine Shenzhou 10 vaisseau spatial Cargo
* (Inde-ISRO) Avatar RLV -En cours de développement, premier vol de démonstration prévu en 2015.
* (Inde-ISRO) Véhicule orbital – capsule
* (Inde-ISRO) Programme indien de navette spatiale - Vaisseau spatial
* Fusée réutilisable SpaceX
* (Russie-RKA) Système de transport prospectif piloté (PPTS) – capsule
* (Europe-ESA) Advanced Crew Transportation System – capsule
* (Agence spatiale iranienne) Véhicule orbital – capsule
Sans équipage
*SpaceX Dragon – livraison de fret vers l'ISS
*Orbital Sciences Cygnus – livraison de fret à l'ISS
*CNES Mars Netlander
*Télescope spatial James Webb (retardé)
*Sonde Darwin14 de l'ESA
*Rover du Mars Science Laboratory
* Chine Shenzhou 1 vaisseau spatial Cargo
* Cargaison du vaisseau spatial Chine Shenzhou 2
*Terrestrial Planet Finder a annulé la sonde
*Système F6 : un démonstrateur de vaisseau spatial fractionné DARPA
*Reaction Engines Limited Skylon (vaisseau spatial)
Sous-systèmes
Un système de vaisseau spatial comprend différents sous-systèmes, en fonction du profil de mission. Les sous-systèmes de l'engin spatial comprennent le « bus » de l'engin spatial et peuvent inclure la détermination et le contrôle d'attitude (diversement appelés ADAC, ADC ou ACS), le guidage, la navigation et le contrôle (GNC ou GN&C), les communications (communications), la commande et la gestion des données (CDH ou C&DH ), puissance (EPS), contrôle thermique (TCS), propulsion et structures. Des charges utiles sont généralement attachées au bus.
; Soutien de la vie
Les engins spatiaux destinés aux vols spatiaux habités doivent également comprendre un système de survie pour l'équipage.
; Contrôle des attitudes
Un vaisseau spatial a besoin d'un sous-système de contrôle d'attitude pour être correctement orienté dans l'espace et répondre correctement aux couples et forces externes. Le sous-système de contrôle d'attitude se compose de capteurs et d'actionneurs, ainsi que d'algorithmes de contrôle. Le sous-système de contrôle d'attitude permet un pointage approprié pour l'objectif scientifique, le soleil pointant pour l'alimentation des panneaux solaires et la terre pointant pour les communications.
; GNC
Le guidage fait référence au calcul des commandes (généralement effectuées par le sous-système CDH) nécessaires pour diriger le vaisseau spatial là où il est souhaité. La navigation signifie déterminer les éléments orbitaux ou la position d'un vaisseau spatial. Le contrôle signifie ajuster la trajectoire du vaisseau spatial pour répondre aux exigences de la mission.
; Gestion des commandes et des données
Le sous-système CDH reçoit des commandes du sous-système de communications, effectue une validation et un décodage des commandes, et distribue les commandes aux sous-systèmes et composants d'engin spatial appropriés. Le CDH reçoit également des données d'entretien et des données scientifiques des autres sous-systèmes et composants du vaisseau spatial, et conditionne les données pour les stocker sur un enregistreur de données ou les transmettre au sol via le sous-système de communication. Les autres fonctions du CDH comprennent la maintenance de l'horloge du vaisseau spatial et la surveillance de l'état de santé.
; Communications
Les engins spatiaux, à la fois robotisés et avec équipage, utilisent divers systèmes de communication pour communiquer avec les stations terrestres ainsi que pour la communication entre les engins spatiaux dans l'espace. Les technologies utilisées incluent la communication RF et optique. En outre, certaines charges utiles d'engins spatiaux sont explicitement destinées à la communication sol-sol utilisant des technologies électroniques de récepteur/retransmetteur.
; Pouvoir
Les engins spatiaux ont besoin d'un sous-système de production et de distribution d'énergie électrique pour alimenter les différents sous-systèmes de l'engin spatial. Pour les engins spatiaux proches du Soleil, les panneaux solaires sont fréquemment utilisés pour produire de l’énergie électrique. Les engins spatiaux conçus pour fonctionner dans des endroits plus éloignés, par exemple Jupiter, pourraient utiliser un générateur thermoélectrique à radio-isotopes (RTG) pour produire de l'énergie électrique. L'énergie électrique est envoyée via un équipement de conditionnement d'énergie avant de passer par une unité de distribution d'énergie via un bus électrique vers d'autres composants du vaisseau spatial. Les batteries sont généralement connectées au bus via un régulateur de charge de batterie, et les batteries sont utilisées pour fournir de l'énergie électrique pendant les périodes où l'alimentation primaire n'est pas disponible, par exemple lorsqu'un vaisseau spatial en orbite terrestre basse est éclipsé par la Terre.
; Contrôle thermique
Les engins spatiaux doivent être conçus pour résister au transit dans l'atmosphère terrestre et l'environnement spatial. Ils doivent fonctionner sous vide avec des températures pouvant atteindre plusieurs centaines de degrés Celsius ainsi que (s'ils sont soumis à une rentrée) en présence de plasmas. Les exigences matérielles sont telles que des matériaux à température de fusion élevée et à faible densité tels que le béryllium et le carbone-carbone renforcé ou (peut-être en raison des exigences d'épaisseur plus faibles malgré sa haute densité) du tungstène ou des composites carbone-carbone ablatifs sont utilisés. Selon le profil de la mission, le vaisseau spatial devra peut-être également opérer à la surface d’un autre corps planétaire. Le sous-système de contrôle thermique peut être passif, en fonction de la sélection de matériaux dotés de propriétés radiatives spécifiques. Le contrôle thermique actif utilise des radiateurs électriques et certains actionneurs tels que des persiennes pour contrôler les plages de température des équipements dans des plages spécifiques.
; Propulsion du vaisseau spatial
Les engins spatiaux peuvent ou non disposer d'un sous-système de propulsion, selon que le profil de mission nécessite ou non une propulsion. Le vaisseau spatial Swift est un exemple de vaisseau spatial qui ne possède pas de sous-système de propulsion. Cependant, en règle générale, les engins spatiaux LEO comprennent un sous-système de propulsion pour les réglages d'altitude (manœuvres de rattrapage de traînée) et les manœuvres de réglage de l'inclinaison. Un système de propulsion est également nécessaire pour les engins spatiaux effectuant des manœuvres de gestion de l’élan. Les composants d'un sous-système de propulsion conventionnel comprennent le carburant, les réservoirs, les vannes, les tuyaux et les propulseurs. Le système de contrôle thermique s'interface avec le sous-système de propulsion en surveillant la température de ces composants et en préchauffant les réservoirs et les propulseurs en préparation d'une manœuvre du vaisseau spatial.
; Structures
Le vaisseau spatial doit être conçu pour résister aux charges de lancement imposées par le lanceur et doit avoir un point de fixation pour tous les autres sous-systèmes. En fonction du profil de la mission, le sous-système structurel pourrait devoir résister aux charges imposées par l'entrée dans l'atmosphère d'un autre corps planétaire et l'atterrissage sur la surface d'un autre corps planétaire.
; Charge utile
La charge utile dépend de la mission du vaisseau spatial et est généralement considérée comme la partie du vaisseau spatial « qui paie les factures ». Les charges utiles typiques peuvent inclure des instruments scientifiques (caméras, télescopes ou détecteurs de particules, par exemple), une cargaison ou un équipage humain.
; Segment sol
Le segment sol, bien qu'il ne fasse pas techniquement partie du vaisseau spatial, est essentiel au fonctionnement du vaisseau spatial. Les composants typiques d'un segment sol utilisé pendant les opérations normales comprennent une installation d'opérations de mission où l'équipe des opérations aériennes mène les opérations de l'engin spatial, une installation de traitement et de stockage de données, des stations au sol pour émettre des signaux vers et recevoir des signaux de l'engin spatial, et un réseau de communication voix et données pour connecter tous les éléments de la mission.
; Véhicule de lancement
Le lanceur propulse le vaisseau spatial depuis la surface de la Terre, à travers l'atmosphère et sur une orbite, l'orbite exacte dépendant de la configuration de la mission. Le lanceur peut être jetable ou réutilisable.