Le Nikon Z 9 dans l’espace, l’aventure spatiale Nikon d’Apollo à Artemis

L’aventure spatiale Nikon commence en 1971 avec Apollo 15 et le Nikon F, elle se poursuit de nos jours avec l’arrivée du Nikon Z 9 dans l’ISS en janvier 2024.

Depuis plus de 50 ans, Nikon fournit des appareils photo à la NASA et à l’ESA, documentant certains des moments les plus emblématiques de l’exploration spatiale. Cet article retrace l’épopée des appareils photo Nikon dans l’espace, soulignant leur impact sur l’épopée spatiale, la science et l’histoire humaine.

Note : bien que j’ai pris soin de vérifier toutes les informations citées, je ne suis pas à l’abri d’avoir fait une erreur, aussi je vous invite à laisser vos remarques en commentaire si vous voyez un modèle, une date, un nom qui méritent d’être modifiés.

Je tiens à remercier Thierry Ravassod qui m’a été d’une grande aide lors de la préparation de ce sujet sur l’aventure spatiale Nikon.

Découvrez sa collection au musée Nikon France/Maison de la photo

Nikon F Photomic FTN (Apollo 15)

Nikon F NASA Skylab – photo collection Thierry Ravassod

Le Nikon F est le premier appareil Nikon emmené dans l’espace par la NASA, pendant la fin de l’ère Apollo et les missions Skylab au début des années 1970. La NASA exige que l’appareil résiste au vide et à l’apesanteur, sans dégager de gaz nocifs, sans risque d’incendie, il doit aussi être facile à utiliser avec des gants. Ce choix est dû à la fiabilité reconnue du Nikon F, essentielle pour les conditions extrêmes de l’espace.

Des modifications spéciales, incluant l’utilisation de lubrifiants et adhésifs spécifiques et le remplacement de certaines pièces en plastique par du métal, sont réalisées pour assurer sa fiabilité et sa sécurité.

Le compartiment de la batterie est conçu pour éviter les fuites. Un gros capuchon moleté en métal avec un ressort robuste assure le maintien du contact. Le circuit électrique est protégé par un fusible d’un ampère, facilement accessible. En cas de problème, des emplacements sont prévus pour deux fusibles de rechange.

En 1971, lors de la mission Apollo 15, la NASA explore la Lune en profondeur, pour la première fois avec un véhicule lunaire, le Lunar Roving Vehicle (LRV). L’appareil photo utilisé sur le LRV est une version du Nikon F Photomic FTN modifiée selon les spécifications de la NASA.

Nikon F NASA Houston – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F NASA avec support articulé – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F NASA Apollo Soyouz – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F2 Titov (utilisation par les soviétiques)

Nikon F2 Titov – photo collection Thierry Ravassod

Le Nikon F2 « Titov » est une variante spéciale du Nikon F2, adaptée pour répondre aux exigences des missions spatiales soviétiques. Cette version est probablement modifiée pour résister aux conditions extrêmes de l’espace, bien que les détails spécifiques sur ces modifications faites par les soviétiques soient moins documentés publiquement que ceux des modèles utilisés par la NASA.

Nikon F2 Titov – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F2 Titov – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F3 (navette spatiale)

Nikon F3 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Dans les années 80, la NASA demande à Nikon d’adapter le Nikon F3 pour l’utiliser à bord des navettes spatiales.  A cette époque en effet, l’appareil photo et les images qu’il autorise sont un outil essentiel pour documenter la vie et le travail en orbite. La performance des caméras de l’époque et les capacités de communication en temps réel limitées ne permettent pas la capture et la récupération d’images telle qu’on la connait de nos jours. La photographie, bien qu’argentique encore, est la solution.

Nikon F3 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F3 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F3 big (navette spatiale)

Le Nikon F3 Big est une variante spéciale du Nikon F3, disposant d’un dos MD-4 modifié. Ce modèle peut prendre jusqu’à 250 images, ce qui le rend idéal dans l’espace pour les sessions prolongées ou les situations où le changement de film est impossible.

Nikon F3 Big NASA – photo collection Thierry Ravassod

Le Nikon F3 Big ne ressemble à aucun autre appareil photo avant lui, et aucun appareil commercial n’a été construit comme lui depuis.

Le Nikon F3 Big a une apparence similaire à celle du Nikon F3 « small » de la NASA, il partage de nombreuses modifications nécessaires pour fonctionner dans l’espace, comme l’absence de revêtement en similicuir, les vis collées, l’entraînement motorisé intégré et la connexion Bendix externe pour la prise de vue à distance ainsi que le même bloc-batterie encastré.

Bien qu’un dos de 250 vues ne soit pas nouveau pour Nikon, qui a construit le F250 pour le Nikon F plus de dix ans auparavant, ce qui est nouveau, c’est le fait que ce nouveau magasin incorpore un volet, ce qui permet de retirer le dos de l’appareil photo au milieu d’une bobine, d’installer un nouveau dos avec un type de film différent pour faire quelques poses, puis de remettre l’original en place avant de retirer le volet et de continuer là où l’astronaute s’est arrêté. C’est révolutionnaire à l’époque et prémonitoire de ce que l’on sait faire en numérique avec le changement d’ISO d’une photo à l’autre.

Nikon F3 Big NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F3 Big NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F4 (navette Spatiale et ISS)

Nikon F4 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Le Nikon F4 offre une mise au point automatique fiable et précise, il intègre également un système de mesure matricielle évolué qui permet d’améliorer la mesure de la lumière, un critère essentiel dans l’espace quand on sait que le film ne peut être développé qu’au retour et qu’il est trop tard pour refaire la photo.

Le Nikon F4, comme le Nikon F3 NASA, est équipé d’un moteur intégré pour assurer l’avancer du film. Le moteur séparé n’était plus d’actualité sur cette génération d’appareils professionnels.

Nikon, fort de son apprentissage au fur et à mesure des missions pour que ses appareils fonctionnent dans l’espace, en profite pour incorporer la plupart des modifications des boîtiers NASA dans la version commerciale du Nikon F4. Ainsi, lorsque les modèles NASA sont livrés, ils sont pratiquement identiques aux versions commerciales vendues dans les magasins, à l’exception de quelques lubrifiants spéciaux et peut-être d’autres modifications internes.

Nikon F4 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Jean-François Clervoy et le Nikon F4 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Eileen Marie Collins et le Nikon F4 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F4 ECS numérique (navette spatiale)

Le Nikon F4 ECS (Electronic Still Camera) est le premier appareil photo numérique (il n’y a pas d’erreur)) utilisé par la NASA à bord des navettes spatiales. La conception débute en 1987 et des prototypes sont développés au cours des années suivantes, avant que l’appareil ne fasse son premier voyage à bord de la navette Discovery lors de la mission STS-48 en 1991.

Plusieurs clients da la NASA souhaitent un moyen plus rapide de capturer et de transmettre des images de la navette vers la Terre en temps aussi réel que possible. Auparavant, les pellicules n’étaient développées qu’après le retour sur Terre, ce qui entraînait de longs délais de transmission des images au centre de contrôle ainsi qu’aux médias. Les principaux acteurs de ce projet sont Intelsat et le télescope spatial Hubble, ainsi que les médias, la communauté scientifique et le centre de contrôle de la mission.

Le premier prototype d’appareil photo numérique Nikon NASA est construit à partir d’un Nikon F3 développé dans le laboratoire de la NASA. Il est constitué d’un assortiment de circuits imprimés et de câbles en fil de fer, car les techniciens essayent de faire une démonstration de faisabilité.

Une fois que les détails de la conception interne ont pu être affinés, un boîtier fini portable est mis au point. Nikon étant occupé à développer l’autofocus du Nikon F4, et dans l’état actuel du prototype F3, il devient vite évident que la NASA et Nikon doivent s’associer pour produire ce Nikon F4 ESC.

Nikon F4 ESC NASA – photo collection Thierry Ravassod

La conception du Nikon F4 ESC permet pour la première fois à un appareil photo de capturer et de numériser une image avec une résolution proche de celle d’un film. La chambre reflex est dotée d’un capteur spécifique, l’image numérique est stockée sur des disques durs amovibles. Elle est convertie dans un format adapté à la transmission par liaison descendante ou améliorée à l’aide d’un logiciel de traitement d’images.

La possibilité d’améliorer et d’annoter les images haute résolution en orbite et de les transmettre en temps réel améliore les capacités de documentation photographique des astronautes sur les observations de la Terre et les activités à bord de la navette spatiale.

La forme et les fonctions du Nikon F4 ESC restent très proches de celles de la version grand public, avec les mêmes modes de prise de vue et la possibilité de monter et de contrôler les mêmes objectifs. Nikon doit toutefois modifier l’électronique pour permettre l’échange de signaux entre le boîtier F4 ESC et l’électronique construite par la NASA pour le contrôle de l’exposition.

La NASA est responsable du développement de l’électronique, du firmware, du logiciel, des boîtiers mécaniques et des systèmes au sol de l’ESC, tous développés par une équipe du Johnson Space Center de la NASA.

l’équipement associé au Nikon F4 ESC NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F5 (navette Spatiale et ISS)

Nikon F5 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Le Nikon F5 est le dernier Nikon argentique que la NASA emmène dans l’espace. Il fait ses débuts en décembre 1998 à bord de la navette Endeavour.

Comme le Nikon F4 qui l’a précédé, il est pratiquement identique à la version commerciale disponible pour le public, à l’exception du remplacement et de la reformulation des lubrifiants internes afin de répondre aux exigences strictes de la NASA.

L’autofocus rapide et précis du Nikon F5 de même que la mesure matricielle extrêmement précise permettent aux astronautes d’obtenir des images plus exploitables, l’automatisation permet de raccourcir les cycles de formation des astronautes.

Nikon F5 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Les modèles Nikon F5 de la NASA sont tous équipés d’un dos numérique Nikon MF-28. Ce dos multifonctions permet aux astronautes d’enregistrer des données clés (liées à l’image qu’ils photographient) directement sur le film. Ce principe évite toute erreur de retranscription des données d’une photo à l’autre.

Nikon F5 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Soichi Noguchi et le Nikon F5 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon F90 avec dos numérique Kodak DCS 460 C (navette spatiale et ISS)

Le Kodak DCS 460 C sur base de Nikon F90 est le deuxième appareil photo numérique Nikon utilisé par la NASA dans l’espace, après le Nikon F4 ESC. Le DCS 460 C est un appareil beaucoup plus compact et à plus haute résolution qui fait ses débuts à bord de la navette Atlantis en mars 1996.

Nikon F90 avec dos numérique Kodak DCS 460 C – photo collection Thierry Ravassod

Le DCS 460 est produit pour la NASA en trois versions (couleur, monochrome et infrarouge), toutes reposant sur un boîtier Nikon F90. La version monochrome utilise le Nikon F90 standard tandis que la version couleur utilise le Nikon F90s. Je n’ai pas  trouvé l’information pour la version infrarouge (si vous l’avez …).

Son dos numérique est capable de restituer des images de 6 Mp à 12 bits/couleur. Son capteur mesure 18,4 mm x 27,6 mm, soit un ratio x 1,3 par rapport aux capteurs plein format (à comparer au x 1,5 de l’APS-C actuel).

Le boîtier Nikon F90 permet un fonctionnement normal dans tous les modes d’exposition, avec un temps d’acquisition d’image de 12 secondes. La batterie rechargeable est installée à l’intérieur du dos numérique, sur le côté du lecteur, et permet de réaliser 250 images par charge.

Les appareils photo Kodak DCS 460 / Nikon F90 jouent un rôle clé dans la transmission d’images haute résolution vers la Terre en temps quasi réel. L’appareil photo joue également un rôle essentiel dans le projet EarthKam, qui connait un grand succès : des étudiants peuvent envoyer dans l’espace des instructions sur les images qu’ils souhaitent photographier, et ces images leur sont renvoyées directement par la station spatiale.

Nikon F5 avec dos numérique Kodak DCS 760 (navette spatiale et ISS)

Kodak DCS 760 Nikon F5 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Le Kodak DCS 760 C sur base de Nikon F5 fait ses débuts en novembre 2001 à bord de la navette Endeavour.

Cet appareil photo numérique de 6,3 Mp remplace l’appareil photo Kodak DCS 660 utilisé par la NASA lors de missions précédentes la même année.

 

Kodak DCS 760 Nikon F5 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Le Kodak DCS 760 utilise un boîtier Nikon F5 pour la capture d’images. Le Nikon F5 étant déjà utilisé dans l’espace, l’adoption du DCS 760 permet aux astronautes de se familiariser plus rapidement avec le fonctionnement de l’appareil.

Kodak DCS 760 Nikon F5 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Après la perte de la navette Columbia (mission STS-107) en février 2003, la NASA attribue une tâche essentielle à l’appareil photo embarqué dans la navette. Il sert à photographier au téléobjectif les possibles dommages causés par le lancement de la navette.

Pour cela, une fois la navette arrivée à l’ISS, le pilote effectue un retournement de la navette, afin qu’elle puisse exposer son bouclier thermique aux astronautes de la station. Ceux-ci, équipés d’objectifs NIKKOR de 400 mm et 800 mm montés sur le Nikon F 5 / DCS 760, sont alors en mesure de photographier tout dommage d’une taille de 2,54 cm (1 pouce) à une distance de 180 m (600 pieds). Les photos sont ensuite transmises par satellite pour être examinées de plus près sur Terre.

Avant cette ère numérique et ces images bien définies, la NASA devait s’appuyer sur les images des caméras de suivi terrestres et aériennes, et compte tenu de la distance, ces images avaient une résolution bien plus faible.

Kodak DCS 760 Nikon F5 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Kodak DCS 760 Nikon F5 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon D2Xs (navette spatiale et ISS)

Le Nikon D2Xs est le premier appareil 100% Nikon numérique a être utilisé pour la première fois dans l’espace lors de la mission STS 124 de la navette spatiale Discovery en 2008.

Nikon D2Xs NASA – photo collection Thierry Ravassod

À l’exception des changements d’huile de lubrification des éléments mécaniques afin de répondre aux spécifications de la NASA et de l’adoption d’un firmware spécialisé, le Nikon D2XS utilisé à bord de la navette spatiale et dans l’ISS est essentiellement le même que les modèles commerciaux.

Nikon D2Xs NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon D2Xs NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon D4 (ISS)

En 2013, le Nikon D4 est utilisé dans l’espace pour la première fois. Il est modifié pour utiliser des lubrifiants spéciaux, un peu d’isolation, un sabot rapide adapté et quelques bandes velcro collées ici et là. Rien de plus.

Entre 2013 et 2016, la NASA commandera 48 Nikon D4 et 64 objectifs Nikon NIKKOR en monture F.

Le Nikon D4 est utilisé par Thomas Pesquet lors de ses missions dans l’ISS. C’est avec le D4 qu’on été prises la plupart des photos de la mission Proxima, que vous pouvez retrouver dans le livre La Terre entre nos mains. C’est aussi avec le D4 que Thomas Pesquet réalise les photographies du premier Google Street View de l’ISS, qui permet de l’explorer virtuellement en trois dimensions depuis votre ordinateur.

Nikon D4 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon D4 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon D4 NASA – photo collection Thierry Ravassod

setup Cameraplex avec les Nikon D4 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon D4 NASA – photo (C) NASA ESA Thomas Pesquet

Nikon D5 (ISS)

En 2017, la NASA commande 53 appareils photo Nikon D5 sans modification pour les utiliser à bord de l’ISS et dans les installations d’entraînement des astronautes. Ces appareils, identiques aux modèles commerciaux, sont choisis pour leur haute performance et durabilité sous des conditions extrêmes​.

Nikon D5 NASA – photo collection Thierry Ravassod

Nikon Z 9 (ISS, 2024)

Le Nikon Z 9 est envoyé à la Station Spatiale Internationale en janvier 2024, marquant la première utilisation d’un appareil photo hybride Nikon dans l’espace. Il remplace les modèles précédents.

l’aventure spatiale Nikon continue avec le Z 9 et l’ISS – photo (C) NASA ESA

L’appareil photo est physiquement le même, cependant les ingénieurs de Nikon ont travaillé avec ceux de la NASA pour créer un firmware dédié aux besoins des astronautes et à l’environnement spatial. Il bénéficie de fonctions de réduction du bruit plus étendue et de temps de pose plus courts afin de contrer les effets de bombardement constant de radiations cosmiques à bord de la station spatiale.

D’autres modifications sont apportées à la séquence de dénomination des fichiers, ainsi qu’aux paramètres et commandes par défaut, optimisés pour la vie à bord du laboratoire orbital et pour la prise de vue lorsque que le boîtier est dans la housse de protection pour les missions extérieures (EVA).

Des modifications sont également apportées au protocole FTP de transfert dans l’appareil photo afin de simplifier le travail de l’astronaute, d’augmenter l’efficacité et de réduire la consommation d’énergie lors de l’envoi d’images de l’espace vers la Terre.

L’envoi comprend 13 boîtiers Nikon Z 9, 15 objectifs NIKKOR Z, dont des super-téléobjectifs et des objectifs macro, et 15 bagues Nikon FTZ II.

L’aventure spatiale Nikon, mais aussi …

Les Nikon utilisés lors des sorties spatiales, dans le vide de l’espace, doivent subir des modifications complémentaires, les lubrifiants et adhésifs devant pouvoir résister à des températures allant de -50 à + 110 degrés C.

Avec de telles températures, le boîtier doit aussi être isolé. Lors des EVA, les activités extra-véhiculaires, le boîtier est recouvert d’une couverture thermique composée de 12 couches de film mylar aluminisé avec une coquille de tissu Ortho à l’extérieur et de tissu Téflon à l’intérieur. Ces couvertures existent depuis que les appareils photo Nikon sont utilisés dans l’ISS (pour les missions Apollo je n’ai pas trouvé l’information).

Couverture thermique pour Nikon NASA – photo collection Thierry Ravassod

Dans un environnement en apesanteur, les œillets de courroie des appareils Nikon sont remplacés par des éléments de velcro visibles sur les photos (les zones bleues), sauf sur certains Nikon F4 si j’en crois les photos.

L’appareil photo ne pouvant être posé en apesanteur, cette fixation évite qu’il ne s’éloigne (à ne pas reproduire sur Terre, c’est dit). L’astronaute peut ainsi le fixer à l’intérieur du vaisseau spatial grâce à cette attache, qui adhère à des zones correspondantes équipées de velcro.

Nikon D4 NASA avec fixations velcro – photo collection Thierry Ravassod

Nikon D4 NASA avec fixations velcro – photo collection Thierry Ravassod

Nikon D4 NASA avec fixations velcro – photo collection Thierry Ravassod

L’aventure spatiale Nikon, une histoire faite pour durer

En 2026, le programme Artemis mené conjointement par la NASA et l’ESA, devrait permettre aux astronautes de reposer le pied sur la lune. En vue de ces missions, le Nikon Z 9 et l’objectif NIKKOR Z 40 mm f/2 sont en phase de test pour la mission lunaire américaine « Artemis III ». Des essais ont eu lieu en octobre 2023 dans les paysages lunaires de Lanzarote, en Espagne.

L’appareil photo Artemis Moon sera le premier appareil photo hybride à être utilisé à la main dans l’espace. Les appareils photo hybrides offrent une excellente qualité d’image dans les situations de faible luminosité, ce qui les rend bien adaptés à l’environnement difficile et très contrasté de la Lune.

Thomas Pesquet avec le Nikon Z 9 + NIKKOR Z 40 mm f/2 NASA ESA Artemis
photo: ESA–A. Romeo ; Image: ESA/NASA

Nikon Z 9 NASA ESA Artemis – photo : ESA–A. Romeo ; Image: ESA/NASA

La NASA a effectué des tests approfondis sur les trois principaux défis de l’espace : les effets thermiques, le vide et les radiations. A la différence de l’ISS, sur la Lune la nature abrasive de la poussière lunaire constitue un défi supplémentaire. Si le cœur du Nikon Z 9 reste le même, l’interface et le boîtier continuent d’évoluer.

Le Nikon Z 9 enregistrera également des vidéos. Elles permettront aux équipes au sol de connaître la situation et de documenter l’exploration de la lune.

L’aventure spatiale Nikon, pour en savoir plus

Vous trouverez plus d’infos détaillées sur l’aventure spatiale Nikon sur le site de Timm Chapman et sur le site de l’ESA.

Thomas Pesquet a publié des photos de la mission Proxima sur son compte Flickr Thom Astro.

Merci à Thierry Ravassod pour l’aide qu’il m’a apportée à la réalisation de cet article. Si vous passez à proximité de Lyon, ne manquez pas sa collection et le :

musée Nikon France à la Maison de la photo de St Bonnet de Mure (69).