Vol d’essai réussi pour le nouveau vaisseau chinois

Mardi 5 mai, la Chine a réussi le vol inaugural de la version sans second étage de son lanceur lourd Long March 5, la Long March 5B.

Avec la Long March 2F et la Long March 7, cette CZ-5B (Cheng Zhen) pourra permettre le démarrage de la construction de la station spatiale chinoise avec le lancement du premier module attendu début 2021.

Détails dans l’article précédent :

Rentrée incontrôlée pour le second étage de la Long March 5B

Lors du lancement, l’étage principal de la Long March 5B a atteint une orbite de 372 x 158 km, avec une inclinaison de 41,10°.

Mesurant 31,7 mètres sur 5 mètres de diamètre, l’augmentation de la traînée atmosphérique sur le booster va entraîner sa rentrée atmosphérique le 11 mai selon les estimations.

Avec un peu moins de 18 tonnes, cela en fait un gros débris, qui ne fera pas une rentrée contrôlée dans l’atmosphère. Heureusement moins dense que les stations Tiangong-1 ou Tiangong-2, le risque de débris dangereux sur une zone habitée est minime, la majeure partie du booster devrait se consumer dans l’atmosphère.

Succès annoncé après l’atterrissage du vaisseau

Vendredi 8 mai, l’agence spatiale chinoise des vols habités, la CMSE, a déclaré que  » le test du prototype du nouveau vaisseau spatial chinois a été un complet succès « .

Photo prise le 8 mai 2020 montrant la capsule de la version d’essai du vaisseau spatial habité de nouvelle génération de la Chine sur le site d’atterrissage de Dongfeng au nord de la Chine (crédit Wang Jiangbo / Xinhua)

2 jours et 19 heures sur orbite pour le nouveau vaisseau expérimental

8 minutes après le lancement de la Long March 5B, effectué à 12h00 UTC, le prototype de vaisseau de nouvelle génération (appelé pour l’instant VNG, car sans nom officiel) était séparé du lanceur.

Illustration de la séparation lanceur via la CMSE

Les panneaux solaires étaient rapidement déployés, ainsi que l’antenne relais de communication.

Illustration de l’orbite du vaisseau (crédit CMSE)

Au 7 mai, 7 contrôles d’attitude du vaisseau avaient été effectués.

Date (UTC)         perigee
(km)
apogee
(km)
période
(min)
inclinaison
en °
05/05/2020 14:1216237789.9041.09
05/05/2020 18:4922761492.9841.12
05/05/2020 23:5829971994.8041.10
06/05/2020 15:053214980142.2941.10
06/05/2020 21:553204971142.1841.09
07/05/2020 01:015236278160.3842.85
orbite finale estimée5397825180.0042.85
Données via Zarya
Image d’une caméra embarquée à l’extérieur du prototype de nouveau vaisseau spatial chinois le 7 mai 2020 montrant la Terre depuis l’orbite elliptique (crédit CCTV)

Le 8 mai, à 4h21 UTC, le vaisseau a commencé sa désorbitation.

A 5h33 UTC, la capsule habitable s’est séparée du module de propulsion.

Illustration de la séparation du module de propulsion et de la capsule du vaisseau de nouvelle génération chinois (crédit CMSE)

Après qu’il soit rentré dans l’atmosphère et ait atteint une certaine altitude, les deux parachutes de décélération et les trois parachutes principaux de la capsule se sont ouverts, ralentissant la vitesse du vaisseau.  A noter que le vaisseau Shenzhou n’utilise qu’un parachute principal car ne pesant que 8 tonnes.

Photo d’un vaisseau lors d’un test de descente sous parachutes. Date inconnue (via Twitter)

Avant de se poser, ses six airbags ont été déployés et gonflés pour l’aider à atterrir en douceur.

Illustration de l’atterrissage de la capsule du vaisseau de nouvelle génération chinois (crédit CMSE)

L’atterrissage a eu lieu à 5h49 UTC sur le site d’atterrissage de Dongfeng dans la région autonome de Mongolie intérieure du nord de la Chine, dans le désert Aleshan, à environ 500 km à l’est du centre de lancement de Jiuquan.

Photo prise le 8 mai 2020 montrant la capsule de la version d’essai du vaisseau spatial habité de nouvelle génération de la Chine sur le site d’atterrissage de Dongfeng au nord de la Chine (crédit Wang Jiangbo / Xinhua)

Lors du vol, plusieurs technologies clés ont été testées : la protection thermique et le contrôle du vaisseau lors de sa rentrée dans l’atmosphère et le freinage à l’aide de plusieurs parachutes.

La réutilisation et la Lune comme objectifs

La Chine n’a pas caché ses ambitions lors de ce vol.

Le vaisseau de test mesure près de 9 mètres de haut et environ 4,5 mètres au plus large. Il pèse plus de 20 tonnes.

Le prototype de vaisseau nouvelle génération chinois en cours d’assemblage (crédit: CAST)

Contrairement à la structure en 3 parties des vaisseaux spatiaux Shenzhou utilisés jusqu’à présent, le nouveau vaisseau spatial comprend une capsule, qui est le centre de commandement et le lieu de vie des astronautes, et un module de service, qui fournit de l’énergie et de la propulsion.

Le constructeur, la CASC, a annoncé que le vaisseau bénéficiait d’une nouvelle conception pour raccourcir le cycle de développement et réduire les coûts de développement, pour des activités d’exploration spatiale de plus en plus fréquentes.

Image d’une caméra embarquée à l’extérieur du prototype de nouveau vaisseau spatial chinois le 7 mai 2020 montrant la Terre depuis l’orbite elliptique (crédit CCTV)

La capsule de retour est conçue pour être réutilisable

Selon le constructeur, la structure de protection thermique extérieure sera démontée, remplacé par un nouvel ensemble de structure de protection thermique et un « examen physique » est effectué sur la cabine de retour. Ensuite, la capsule pourra de nouveau être utilisée.

Des capteurs stellaires, des ordinateurs et d’autres équipements de grande valeur ont été déplacés du module de service vers la capsule de retour afin qu’ils puissent être recyclés après leur retour sur Terre. 

Une rentrée à vitesse élevée comme après un voyage lunaire

La Chine a par ailleurs annoncé que ce vaisseau de nouvelle génération était prévu pour des missions lunaires.

Le prototype de VNG a effectué sept manœuvres d’élévation de l’orbite pour atteindre un apogée final d’environ 8 000 kilomètres, ce qu’aucun vaisseau habitable depuis la mission Apollo 17 n’avait fait.

La vitesse de rentrée était supérieure à 9 km/s.

La trajectoire utilisée était similaire à celle des vaisseaux soviétiques lunaires Zond, des capsules Apollo et de la capsule sans équipage Chang’e5T1, l’essai chinois de 2014 préparant le retour d’échantillons lunaires. Ce type de trajectoire avec rebond atmosphérique permet une accélération maximale de ~ 5G, comparé au ~ 12G pour un retour balistique.

Profil de rentrée atmosphérique avec rebond (crédit Clem Tillier – Wikipedia)

Plusieurs expériences embarquées

Plusieurs expériences scientifiques ou d’ingénierie étaient à bord du vaisseau. Focus sur 3 d’entre elles :

Des graines à bord

La Chine a profité de l’orbite très elliptique du VNG pour faire de la recherche sur quelques jours de l’influence des radiations à travers la ceinture de rayonnement Van Allen sur des graines.

Une partie des graines transportées à l’intérieur du vaisseau en essai en ce début mai (crédit CMSE)

L’impression 3D automatique en micro-gravité

Une « imprimante 3D spatiale » 100% chinoise a fonctionné en orbite, sans aucune surveillance d’un astronaute.

L’imprimante 3D est le « carré noir » au 2e plan dans cette vue de l’intérieur du vaisseau (crédit CMES)

Deux échantillons imprimés en orbite sont revenus avec succès sur Terre avec la capsule.

Il s’agit du premier test d’impression 3D en orbite de la Chine, qui a réalisé pour la première fois au monde l’impression 3D spatiale de composites polymères renforcés de fibres de carbone.

Photo de la 1e impression 3D effectuée sur orbite durant le vol du nouveau vaisseau chinois (photo fournie à Xinhua)

Les échantillons revenus sur Terre peuvent montrer directement l’influence de la microgravité sur les matériaux, le mécanisme structurel, le contrôle des mouvements et la formation de formes.

Photo de la 2e impression 3D effectuée sur orbite durant le vol du nouveau vaisseau chinois (photo fournie à Xinhua)

Test d’environnement d’un déployeur de cubesat nouvelle génération

Le vaisseau spatial expérimental transportait également un déployeur CubeSat basé sur la technologie d’impression 3D métallique.

Le déployeur de CubeSat basé sur la technologie d’impression 3D métal lors d’un test au sol (Photo fournie à Xinhua)

Ce vol d’essai a permis de tester la résistance structurelle, les performances des matériaux et l’adaptabilité à l’environnement spatial du déployeur imprimé en 3D, développé par Beijing CoSats Space Technology Co. Ltd., une entreprise aérospatiale commerciale.

« Le déployeur imprimé en 3D pèse la moitié du poids d’un déployeur de fabrication traditionnelle, et le cycle de production est raccourci de quelques mois à une semaine. La technologie d’impression 3D aura de plus en plus de perspectives intéressantes dans les applications aérospatiales« , a déclaré Bai Ruixue , PDG de CoSats. 

Échec de la mission secondaire

Un démonstrateur de bouclier thermique gonflable était également à bord de la Long March 5B [voir article précédent].

La CMSE a annoncé que lors de sa rentrée le 6 mai, « le bouclier gonflable n’a pas fonctionné comme attendu durant la rentrée atmosphérique » et il a été perdu.

Photo des membres du personnel célébrant le récupération de la capsule de retour de la version d’essai du vaisseau spatial habité de nouvelle génération de la Chine sur le site d’atterrissage de Dongfeng au nord de la Chine, le 8 mai 2020 (crédit Wang Jiangbo/Xinhua)

Sources principales de l’article : xinhuanet et site de la CMSE

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3 Comments

  1. Cela n’a aucun rapport avec la mission réussie du VNG (dans l’attente de son nom officiel) mais il convient de noter plusieurs changements dans la composition des équipages des trois prochains Soyuz MS et, par voie de conséquence, des prochaines expéditions vers l’ISS.

    Pour Soyuz MS-17, « les deux Sergei », Ryzhikov et Kud-Sverchkov, remplacent Nikolai Tikhonov et Andrei Babkin aux côtés de Stephen Bowen.

    Pour Soyuz MS-18, Oleg Novitsky et Pyotr Dubrov remplacent Ryzhikov et Kud-Sverchkov aux côtés de Kathleen Rubins.

    Pour Soyuz MS-19, Nikolai Tikhonov et Andrei Babkin remplacent Novitsky et Dubrov aux côtés de Muktar Aymakhanov.

    (source : spacefacts.de, mise à jour des 9 et 10 mai 2020)

    C’est donc un jeu de chaises musicales, en tout cas pour les Russes (ou pour 6 des 7 Russes), toujours suite à la blessure à l’oeil (lequel ?) de Tikhonov qui n’a décidément pas de chance !…

  2. Pour l’instant, la désignation provisoire de ce futur vaisseau spatial est XZF-SC, en chinois Xinyidai Zairen Feichuan – Shiyàn Chuan, ce qui signifie Vaisseau habité de Nouvelle Génération – Vaisseau Test (en anglais, New Generation Crewed Spaceship – Test Ship).

    Xin yidai = Nouvelle génération ;
    Xin = Nouveauté ;
    Yidai = Génération ;
    Zai ren = habité ;
    Zai = dans ;
    Ren = Les gens ;
    Feichuan = Vaisseau spatial ;
    Fei = voler, survoler (et beaucoup d’autres sens) ;
    Chuan = Vaisseau (et beaucoup d’autres sens) ;
    Shiyàn = Expérience, Test.

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