Grande station spatiale modulaire chinoise

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Grande station spatiale modulaire chinoise
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Diagramme hypothétique montrant les trois modules de la station auxquels sont amarrés un vaisseau Shenzhou et un véhicule ravitailleur Tianzhou.
Données générales
Organisation Drapeau : République populaire de Chine CNSA
Programme Programme Shenzhou
Type de mission Station spatiale
Statut en cours de développement
Lancement 2020-2022
Lanceur Longue Marche 5
Durée de vie 10 ans prévu
Identifiant COSPAR [1]
Caractéristiques techniques
Masse au lancement 66 tonnes

La Grande station spatiale modulaire chinoise est une station spatiale d'une soixantaine de tonnes de la République populaire de Chine comportant trois modules dont l'assemblage doit être effectuer au début de la décennie 2020. La station spatiale, placée sur une orbite basse de 300 à 400 km, devrait permettre d'effectuer des expériences scientifiques en micro gravité, contribuer à la mise au point de technologies spatiales et préparer les équipages chinois aux vols de longue durée. Cet engin spatiale succède à deux prototypes de station spatiale Tiangong 1 (2011) et Tiangong 2 (2016) occupés brièvement par des équipages. La station spatiale est desservie par le vaisseau ravitailleur Tianzhou et héberge pour des durées de 6 mois les équipages dont la relève est assurée par le vaisseau Shenzhou.

Historique

Dès le début des années 1970, les autorités chinoises jettent les grandes lignes d'un programme spatial habité incluant le lancement d'une station spatiale. Mais ce n'est qu'en 1992, après la disparition des obstacles politiques et économiques que le programme spatial habité chinois, baptisé Projet 921, peut se concrétiser. La première phase du programme consiste à mettre au point les vols habités à bord du vaisseau spatial Shenzhou. Après une série de sept vols sans échec, la deuxième phase du programme consacrée au développement d'une station spatiale est lancée. Le site officiel du bureau d'études chargé de la conception des vols habités donne en 2008 une très brève description de Tiangong 1 ainsi que de Tiangong 2 et Tiangong 3, deux laboratoires spatiaux qui doivent succéder à Tiangong 1 avant 2015. Une maquette de la station spatiale est dévoilée au cours du programme de célébration du Nouvel An chinois, le 25 janvier 2009, sur la chaîne de télévision CCTV[1].

La première station spatiale chinoise Tiangong 1 est lancée le 20 septembre 2011. Il s'agit d'un prototype de dont la taille est limitée par les capacités des lanceurs chinois de l'époque (8,5 tonnes, longueur 10,5 mètres, diamètre 3,35 m). La station est brièvement occupée par les équipages de deux missions Shenzhou-9 et Shenzhou-10 (15 jours) composées de trois astronautes. Tiangong 1 est désorbité en 2016. Tiangong 2 dont le lancement a lieu en 2016 est toujours un prototype bien que d'une taille supérieure grâce à la mise en service du lanceur Longue Marche 7. D'une longueur de 14,4 m pour un diamètre de 4,42 mètres la station permet des séjours d'une vingtaine de jours et pourrait disposer d'un deuxième port d'amarrage permettant l'amarrage du vaisseau ravitailleur Tianzhou (entrée en service en 2017) alors que l'équipage est présent. Le développement d'une station spatiale de grande taille est menée en parallèle[2].

Le 6 novembre 2018, le gouvernement chinois dévoile au Salon d’aéronautique et d’aérospatiale de Zhuhai une réplique de la future station spatiale. Le lancement de ses différents modules doit s'effectuer à compter de fin 2020[3].

Objectifs

Caractéristiques techniques

La future station spatiale chinoise Tiangong 3 est composée de 3 modules ayant chacun une masse d'environ 22 tonnes : le module central Tian He et les laboratoires spatiaux “Wengtian” et “Mengtian“[4],[5].

Module central Tian He

Le module central "Tian He" (en chinois galaxie) contrôle l'orbite de la station à l'image du rôle tenu par le module russe Zvezda de la Station spatiale internationale et sert de lieu de vie et de travail. Il comporte des armoires intégrées contenant des expériences scientifiques et comporte cinq ports d'amarrage. Son architecture est très proche de celle du module Zvezda : elle comprend deux cylindres de diamètre différent mis bout à bout avec dans le prolongement du cylindre de plus faible diamètre un module sphérique servant de sas et comportant 4 ports d'amarrage. Le système d'amarrage androgyne est identique à celui utilisé par les vaisseaux chinois existants : il s'agit d'une version russe de l'APAS-89 mise en œuvre à bord de Mir et du module russe de la station spatiale internationale. La partie sphérique comprend dans sa partie supérieure une écoutille pour les sorties extravéhiculaires tandis que le port d'amarrage situé dans la partie inférieure semble réservé aux vaisseaux Shenzhou. Tianhe dispose d'un grand bras robotisé fixé sur le cylindre de plus faible diamètre. Tian He est long de 14,1 mètres pour un diamètre de 4,2 mètres. Sa masse est d'environ 22 tonnes. Le module dispose de deux grands panneaux solaires déployables mesurant chacun 11 sur 4,6 mètres[6]..

Laboratoire spatial Wengtian

Le laboratoire spatial Wengtian (EM-1) doit être lancé en 2021. Il doit être amarré dans un premier temps au port d'amarrage avant de Tianhe puis déplacé avec le bras robotique de de dernier module sur le port d'amarrage de droite. Le laboratoire doit comprendre des équipements scientifiques ainsi qu'un bras robotique et un petit sas pour placer des expériences dans l'espace à l'image des équipements du module japonais Kibo de la Station spatiale internationale[6]

Laboratoire spatial Mengtian

Le laboratoire spatial Mengtian (EM-2) doit être lancé en 2022 et sera amarré au port d'amarrage gauche de Tianhe[6].

Équipements intérieurs

La station spatiale comporte 16 armoires de format standardisé amovibles similaires à ceux installés dans les modules américains de la station spatiale internationale. Leur dimension est toutefois plus réduite : 1,8 x 1 x 0,9 m. pour 500 kilogrammes maximum contre 2 x 1,05 x 0,85 m[6].

Comparaison des caractéristiques de Tiangong 3 avec celles des autres stations spatiales
Caractéristique Station chinoise Saliout 4 Skylab Saliout 6 Mir Station spatiale internationale
Période opérationnelle ? 12/1974-7/1975 5/1973-2/1974 10/1977 - 5/1981 3/1986-4/2000 10/2000 -
Masse totale 65 t. 18,5 t. 90 t. 18,5 t. 124 t. 400 t.
Modules pressurisés 3 1 3 1 7 11/12
Volume pressurisé 90 m3 100 m3 320 m3 100 m3 350 m3 400 m3 utilisables
Équipage permanent 3 2 3 3 3 6
Ports d'amarrage 5 1 2 2 5 ~10
Énergie électrique ? kW 10 kW (7 kW effectifs) kW 42 kW 110 kW
Contrôle d'attitude principal ? moteurs chimiques gyroscopes moteurs chimiques gyroscopes gyroscopes
Ravitaillement Tianzhou non non Progress Progress Navette spatiale américaine
Progress
ATV
SpaceX Dragon, HTV ...
Charge utile

Assemblage de la station spatiale

L'assemblage de la station spatiale et le déroulement des opérations repose sur plusieurs engins spatiaux :

  • Le lanceur lourd Longue Marche 5B (Longue Marche 5 sans étage supérieur) dont le vol inaugural est planifié en septembre 2016 est chargé de placer en orbite les trois modules composant la station. C'est le seul lanceur chinois ayant la capacité de placer les 22 tonnes de chaque module en orbite basse. Sa mise au point est donc un prérequis à la construction de la station spatiale.
  • Le lanceur moyen Longue Marche 7 dont le premier vol est planifié en juin 2016 lancera le vaisseaux cargo Tianzhou chargé de ravitailler les équipages de la station spatiale
  • Le lanceur moyen Longue Marche 2F place en orbite les équipages embarqués dans les vaisseaux Shenzhou
  • Le vaisseau ravitailleur Tianzhou dont le premier vol a lieu en 2017.⋅

Chronologie du programme des stations spatiales chinoises

Les étapes aboutissant à l'achèvement de la station spatiale étaient les suivantes :

  • 2016 : le premier prototype de station spatiale Tiangong-1 est désorbité.
  • juin 2016 ; vol inaugural du lanceur moyen Longue Marche 7 (CZ-7)
  • septembre 2016 ; vol inaugural du lanceur lourd Longue Marche 5(CZ-5)
  • septembre 2016 ; lancement du deuxième prototype de station spatiale Tiangong-2. Celui-ci a une masse plus importante que son prédécesseur (13 tonnes au lieu de 8,5 tonnes) et d'un système de support vie plus élaboré permettant une durée prolongée des séjours (20 jours au lieu de 10). Il disposera peut être d'un deuxième port d'amarrage pour le cargo spatial Tianzhou
  • octobre 2016 : lancement de la mission Shenzhou 11 dont l'équipage occupe durant quelques semaines la station spatiale Tiangong-2
  • avril 2017 : vol inaugural du cargo spatial Tianzhou lancé par une fusée CZ-7
  • vers 2022; lancement du module central "Tian He" de la station spatiale Tiangong 3 par une fusée CZ-5B
  • vers 2022 : lancement des deux autres modules de la station spatiale par une fusée CZ-5B
  • vers 2022 : achèvement de l'assemblage de Tiangong 3
  • vers 2032 : fin de vie pour le prototype (10 ans après son lancement)

Fonctionnement opérationnel

La station spatiale circulera sur une orbite terrestre basse à une altitude de 340 à 350 km et avec une inclinaison orbitale comprise entre 42 et 43°. Cette inclinaison est proche de la latitude de la base de lancement de Jiuquan d’où sont lancés les équipages dans les vaisseaux Shenzhou. L'équipage permanent de la station spatiale, qui est de 3 personnes, passe à 6 au moment de la relève qui a lieu tous les six mois. La station est conçue pour une durée de vie de 10 ans.

Références

  1. (zh) « 天宫一号"空间站已进入初样研制阶段(图) », CCTV, 25 janvier 2009.
  2. (en) « Chinese space station project entered in new phase – please welcome the Tianhe-1 ! », sur spaceflights.news (consulté le 19 juin 2016)
  3. (en) AFP, « La Chine dévoile sa future station spatiale », sur sciencesetavenir.fr,
  4. (en) Tomasz Nowakowski, « China reveals design for planned Tiangong 3 space station », sur spaceflightinsider.com,
  5. (en) « Chinese Space Station », sur China Space Report (consulté le 19 juin 2016)
  6. a b c et d (es) Daniel Marin, « El módulo Tianhe de la futura estación espacial china está listo », sur Blog Eureka,

Voir aussi

Articles connexes

Lien externe