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La Chine poursuit sa conquête spatiale

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L’ambitieuse mission lunaire chinoise Chang’e-5 a quitté la Terre cette semaine, nouvelle étape d’une concurrence spatiale féroce, menée en secret et en solitaire.

La Chine continue son exploration de la Lune avec une belle constance. Sur la face cachée de notre satellite naturel, non loin du Pôle Sud, son rover Yutu-2 ("Lapin de Jade-2") continue ses pérégrinations. En deux ans, il a roulé plus de 560 mètres dans le cratère von Karman. Initialement, cette mission ne devait durer que trois mois. Une belle réussite pour cette puissance spatiale qui avance seule et à son rythme dans la conquête de l’espace.

Cette semaine, c’est une fusée Longue Marche 5 tirée depuis le centre spatial de Wenchang, sur l’île de Hainan, au sud de la Chine, qui a expédié la mission Chang’e-5 vers la Lune. Destination: l’océan des Tempêtes. Son objectif: rapporter sur Terre, d’ici la mi-décembre, deux kilos d’échantillons lunaires. Une première depuis la dernière mission russe Luna-24, en 1976. Celle-ci avait récolté 170 grammes d’échantillons lunaires. Bien avant cela, c’étaient quasiment 400 kilos de sol lunaire qui avaient été prélevés lors des missions américaines Apollo.

«Faire un parallèle entre la mission Chang’e-5 et le programme Apollo n’est pas incongru. La mission chinoise ressemble en effet dans son déroulement à une mini mission Apollo, les astronautes en moins.»

"Faire un parallèle entre la mission Chang’e-5 et le programme Apollo n’est pas incongru. La mission chinoise ressemble en effet dans son déroulement à une mini mission Apollo, les astronautes en moins", estimaient cette semaine plusieurs observateurs. Après son lancement, la sonde de plus de 8 tonnes composée de trois modules doit d’abord atteindre la Lune et s’y mettre en orbite. Une fois l’orbite circularisée, un alunisseur se détachera de l’ensemble et ira se poser dans l’océan des Tempêtes. Cet alunisseur ressemble quelque peu au LEM américain des missions Apollo. À pied d’œuvre, l’engin déploiera un bras articulé qui prélèvera des échantillons de régolithe, l’épaisse couche de poussière qui recouvre la Lune. Des carottes seront également prélevées sous la surface, jusqu’à deux mètres de profondeur. Contiendront-elles des roches? "Peut-être", estime la géologue Vinciane Debaille, de l’ULB. "Mais on estime que le régolithe peut être épais de 6 mètres environ", précise-t-elle.

La phase de récolte des échantillons devrait durer deux jours. Ils seront scellés dans un conteneur placé sur l’étage de remontée de l’alunisseur. Cet étage doit leur permettre de quitter la surface lunaire et de retrouver le module orbital de cette mission. Après un rendez-vous automatique entre les deux engins et leur arrimage, le conteneur et ses échantillons seront transférés dans le module de retour: une capsule et son système de propulsion. À proximité de notre planète, la capsule de rentrée atmosphérique se libérera de son module de service et plongera vers le sol, pour finalement atterrir en Mongolie-Intérieure. Un atterrissage est prévu vers la mi-décembre.

Enjeux scientifiques

"Le retour d’échantillons lunaires permettra de mieux dater la surface de la Lune et donc de mieux comprendre son histoire et son évolution", indique la Pre Véronique Dehant, responsable de la direction opérationnelle "Systèmes de référence et planétologie" à l’Observatoire royal de Belgique et Professeure extraordinaire à l’UCLouvain.

"Il faudra mesurer les âges des minéraux présents", précise la Dre Vinciane Debaille, du Laboratoire G-Time de l’Université Libre de Bruxelles. "Et ensuite, regarder la distribution de ces âges. C’est cela qui nous permettra d’estimer l’âge de la surface lunaire." La Dre Debaille fait partie des cinq experts désignés par l’Agence spatiale européenne (ESA) pour collaborer à la mission américaine Mars2020, qui doit arriver sur la Planète rouge en février prochain. Une mission qui ressemble à celle de Chang’e-5, si ce n’est que jusqu’à présent, aucun échantillon martien n’a été ramené sur Terre.

«Le retour d’échantillons lunaires permettra de mieux dater la surface de la Lune et donc de mieux comprendre son histoire et son évolution.»
Pre Véronique Dehant
responsable de la direction opérationnelle «Systèmes de référence et planétologie» à l’Observatoire royal de Belgique

Vinciane Debaille et les autres experts européens du comité scientifique de Mars2020 vont aider la Nasa à choisir les échantillons à analyser par le rover Perseverance sur Mars. Ils vont aussi conseiller la Nasa sur les sites les plus intéressants à forer. Une trentaine de carottes de roches martiennes seront ainsi prélevées, sur une quinzaine de centimètres de profondeur. "Les roches sont nettement plus difficiles à forer que le régolithe", précise Vinciane Debaille. "Elles sont aussi potentiellement plus intéressantes à analyser." Ces carottes martiennes seront conservées dans des tubes métalliques avant d’être récupérées d’ici 5 à 10 ans par un deuxième rover, qu’un troisième module en orbite martienne devra ensuite ramener sur Terre.

Des collaborations compliquées

Si les collaborations entre les scientifiques chinois et leurs collègues occidentaux existent, on ne parle cependant pas encore de l’étude partagée des futurs échantillons lunaires chinois. Dans d’autres projets, des contacts ont toutefois déjà été noués. "À l’Observatoire royal de Belgique, nous avons eu des discussions avec des chercheurs chinois intéressés par notre instrument LaRa", précise la Pre Véronique Dehant. "Cet instrument de radioscience pourrait prendre place sur une prochaine mission Chang’e, à la condition de remplacer certains de ses composants tombant sous le coup de la réglementation Itar (International Traffic in Arms Regulations, NDLR) par d’autres, qui ne sont pas concernés par cette règle. Mais rien de formel n’a été arrêté à ce stade".

La réglementation Itar est effectivement le plus grand des freins aux collaborations occidentales avec les Chinois dès que du matériel, des instruments ou des équipements spatiaux sont concernés. Cette série de règles dictées par les États-Unis porte sur le contrôle des importations et exportations d’objets et services liés à sa défense nationale. Cela concerne aussi le secteur spatial (où les technologies peuvent très vite concerner des applications militaires comme civiles). Cette réglementation mentionne d’ailleurs spécifiquement les engins spatiaux et leurs équipements associés, de même que les fusées. Comme les satellites européens utilisent de composants américains, les règles Itar empêchent ainsi le lancement de satellites européens (ou américains) par des fusées chinoises.

«À l’Observatoire royal de Belgique, nous avons eu des discussions avec des chercheurs chinois intéressés par notre instrument LaRa.»
Pre Véronique Dehant

L’alternative, comme l’indique la Pre Dehant, passe par le développement de composants "Itar free" pour avoir des collaborations avec la Chine. Mais ce n’est pas simple. "Cela va même parfois très loin", indique Marc Dubois (Sabca), ancien président de Belgospace, l’association interprofessionnelle des activités spatiales qui regroupe des principaux industriels belges du secteur. "Pour que nos composants soient certifiés Itar, nous ne pouvons pas non plus utiliser dans certains cas des ordinateurs voire des téléphones portables chinois lors de leur développement."

Dans les faits, les relations commerciales entre les industriels belges et la Chine sont extrêmement réduites. Le rapport annuel 2019 de Belgospace ne recense que la livraison de quelques modules électriques de Thales Alenia Space Belgique à la Chine pour équiper ses satellites de télécommunication de la filière DF4 et météorologique FY4.

"Nous notons aussi une baisse d’intérêt de la Chine pour notre savoir-faire", constate Michel Stassart, vice-directeur "espace" de Skywin, le pôle de compétitivité wallon pour l’aérospatial. "Cela fait quasi trois ans que nous n’avons plus accueilli en Wallonie de délégation chinoise", précise-t-il.

Une grande marche solitaire

Clairement, les Chinois avancent de manière autonome dans leur conquête de l’espace. La mission Chang’e-5 en est le dernier exemple en date. Cette mission, qui est donc surtout technologique, doit servir à valider des techniques d’alunissage, de récupération de sonde lunaire, de rendez-vous orbital autour d’un autre astre que la Terre, de retour vers notre planète.

L’intérêt de la Chine pour la Lune ne remonte qu’à la fin de l’année 2000, quand le gouvernement chinois annonça sa volonté d’intégrer un programme lunaire dans sa stratégie spatiale, rappelle l’Agence spatiale chinoise CNSA (China National Space Administration). Sept ans plus tard, la première sonde Chang’e-1 était expédiée en orbite lunaire. Sa "doublure", Chang’e-2, prit la même direction en 2010. Outre l’observation de la surface lunaire, elle était aussi chargée d’identifier de potentielles zones d’alunissage pour les missions ultérieures.

L’intérêt de la Chine pour la Lune ne remonte qu’à la fin de l’année 2000, quand le gouvernement chinois annonça sa volonté d’intégrer un programme lunaire dans sa stratégie spatiale.

Chang’e-3 réalisera cet exploit trois ans plus tard. Il déposera par la même occasion un premier rover chinois sur la Lune: "Yutu", le fameux "Lapin de Jade". Puis, en décembre 2018, la "doublure" de cette mission, Chang’e-4 s’est posée sur la face cachée de notre satellite naturel et y a mis en piste le second rover chinois: Yutu-2.
Si le programme lunaire chinois est récent, il faut aussi constater que le pays a développé, toujours seul, d’autres priorités spatiales, depuis 1970, année du lancement du premier satellite chinois (l’engin DFH-1). Cette année-là, la Chine devenait le cinquième pays à placer un satellite en orbite.

La conquête spatiale chinoise a alors touché à quasi tous les domaines: satellites d’observation de la Terre et de reconnaissance, lancement de satellites scientifiques, lancements multiples, développement de la gamme des lanceurs, satellites géostationnaires, de télévision… En 1988, on apprenait le lancement d’un premier satellite météorologique (Feng Yun 1A).

Parallèlement, il y a aussi eu le développement d’un programme de vols habités. D’abord avec des animaux (dès 1990), puis des vols avec astronaute. Dont celui de Yang Liwei, en octobre 2003, le premier Chinois à voyager en orbite, à bord du vaisseau Shenzhou-5. La Chine devenait ainsi, par la même occasion, le troisième pays à envoyer un homme dans l’espace par ses propres moyens, plus de quarante ans après l’ex-Union soviétique et les États-Unis. Autant de prouesses rendues possibles grâce à la construction de quatre centres de lancement dans le pays: Jiuquan, dans la province de Kansu, Xichang (Sichuan), Taiyuan (Shanxi) et enfin Wenfang, dans le sud du pays (Hainan).

Quant à la Lune, qui aiguise désormais beaucoup les appétits chinois, elle doit s’attendre à d’autres visites. Chinoises, bien sûr, avec les missions robotiques Chang’e-6, mais aussi Chang’e 7 et 8. Cette semaine, la Chine a également annoncé avoir le projet de construire un prototype de station de recherche scientifique lunaire, en orbite et sur la Lune.

Objectifs avoués: mener des recherches scientifiques et technologiques, mais aussi réaliser des tests techniques pour l’exploitation des ressources lunaires…

Avec les projets occidentaux de station lunaire orbitale habitée (le programme Artemis américain auquel collabore l’Agence spatiale européenne), dont le début de la construction est prévu en 2024, on va se bousculer au-dessus de la mer de la Tranquillité.

Des "Longues Vues" pour suivre les engins spatiaux

La collaboration entre les grandes nations spatiales, notamment dans le cadre du programme de la Station spatiale internationale (ISS), leur permet de disposer d’un réseau dense d’antennes et de stations de poursuite des engins spatiaux répartis tout autour de la planète.

La Chine, par contre, est dans ce cadre limitée à son territoire. Or, le suivi des lanceurs et des engins en orbite est crucial lors de diverses phases de leur mission. Pour pallier ce problème, une flotte de navires spécialisés, les Yuanwang («Longue Vue»), a été mise à l’eau dès les années 1970. À ce jour, sept longs bâtiments de ce genre, dotés de salles de contrôles, d’antennes paraboliques, de trajectographes et de radars, ont été construits. Grâce à eux, la Chine peut disposer d’un réseau mobile de stations de poursuite déployables sur n’importe quel océan de la planète.

Pour le lancement de la sonde lunaire Chang’e-5, trois bâtiments de cette flotte «Longue Vue» ont été mobilisés. Deux navires ont été envoyés dans l’océan Pacifique. Six minutes après le décollage de Chang’e-5, le navire Yuanwang 6 a détecté le premier le lanceur. Une demi-heure plus tard, c’est le Longue Vue 5 qui a pris le relais. Selon le média chinois Xinhua, le processus de surveillance maritime a duré au total 1.100 secondes au cours desquelles les données des deux bateaux ont été envoyées aux centres de contrôle des engins spatiaux de Pékin et de Wenchang.

Les deux navires ont ensuite été repositionnés ailleurs pour d’autres missions, tandis que le Yuanwang 3, également déployé la semaine dernière pour participer au suivi de la mission de la sonde lunaire, restait à poste. Depuis son lancement il y a plus de 20 ans, le Yuanwang 3 a effectué plus de 50 voyages et participé à 89 missions en mer, dont le suivi du vaisseau spatial habité Shenzhou et des satellites BeiDou de géopositionnement.

Dans le cadre de la mission Chang’e-5, une collaboration entre la Chine et l’Agence spatiale européenne a également été mise en place. Le 23 novembre, la station de l’ESA à Kourou, située en Guyane française, était chargée de suivre pendant plusieurs heures la mission lunaire juste après son lancement. «Au cours de cette première phase, il est important de déterminer exactement où se trouve l’engin spatial afin d’établir un lien de communication et de vérifier l’état de santé de l’engin», indique l’ESA. Vers le 15 décembre, lorsque le vaisseau spatial reviendra sur Terre, l’ESA devrait encore capter ses signaux en utilisant la station terrestre de Maspalomas, exploitée par l’institut espagnol Inta (Instituto Nacional de Tecnica Aerospacial) aux îles Canaries, avant de les retransmettre vers Pékin.

C. D. B.

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