Les astronautes changent de vaisseau après la détérioration d’un hublot sur Shenzhou 20
La Chine a ramené sains et saufs sur Terre trois astronautes après une alerte inattendue en orbite. Les ingénieurs ont découvert de minuscules fissures sur le hublot de la capsule de retour de Shenzhou 20. Selon les responsables de la mission, elles ont très probablement été causées par un petit débris spatial. Au lieu de rentrer à bord de leur propre vaisseau, les membres d’équipage ont embarqué dans Shenzhou 21, tout juste arrivé pour transporter la relève vers la station spatiale Tiangong. Ce changement inhabituel, intervenu une semaine après la date de retour prévue, a rappelé que même des fragments de quelques millimètres peuvent menacer les vols spatiaux habités.
Sommaire
- Les astronautes changent de vaisseau après la détérioration d’un hublot sur Shenzhou 20
- Que s’est-il passé à bord de Tiangong ?
- Une menace précise pour un petit hublot
- Atterrissage et réalisations de la mission
- Pourquoi l’équipage a changé de vaisseau au lieu de réparer le hublot
- La période sans vaisseau de secours et les moyens d’y remédier
- Les risques liés aux débris spatiaux au premier plan
- D’où viennent les débris ?
- Les mesures possibles dès maintenant
- La station spatiale chinoise et ses ambitions
- Concevoir pour une orbite encombrée
- La suite pour Shenzhou 20 et les opérations de la station
- Les prochaines échéances à suivre
- Les voix de la mission
- À retenir
Les trois astronautes ont atterri dans la zone de Dongfeng, en Mongolie intérieure, vers 3 h 40, heure de la côte est des États-Unis, le 14 novembre, après 204 jours en orbite terrestre basse. Le commandant Chen Dong et ses coéquipiers Chen Zhongrui et Wang Jie sont sortis de la capsule en bon état. Leur départ était initialement prévu le 5 novembre, avec un bref chevauchement avec l’équipage de Shenzhou 21, arrivé le 31 octobre pour entamer la nouvelle rotation de six mois.
Les contrôleurs de la mission ont reporté le retour après confirmation des dégâts et conclu que Shenzhou 20 ne répondait plus aux exigences de sécurité pour la rentrée atmosphérique. L’Agence chinoise des vols spatiaux habités a annoncé que le vaisseau resterait amarré à la station pour soutenir les opérations en orbite. Elle prévoit d’envoyer le prochain appareil de la série, Shenzhou 22, à une date appropriée afin d’assurer la continuité des opérations et de rétablir un vaisseau de secours pour le nouvel équipage.
Que s’est-il passé à bord de Tiangong ?
Lancé le 24 avril, Shenzhou 20 a transporté l’équipage en orbite et devait également le ramener sur Terre. Lors des vérifications de routine avant le désamarrage, les équipes ont repéré de minuscules fissures dans la vitre d’un hublot de la capsule de retour. Les hublots des vaisseaux habités sont volontairement petits. Ils permettent d’observer l’extérieur du véhicule et son environnement, mais sont relativement vulnérables par rapport aux épaisses coques pressurisées et aux protections multicouches. La découverte de la moindre fissure a donc conduit à une analyse approfondie.
Une menace précise pour un petit hublot
Les hublots des vaisseaux spatiaux sont conçus avec plusieurs vitres redondantes et des protections. Sur de nombreux appareils, ils combinent des couches de verre ou de silice fondue, avec une vitre intérieure pressurisée et une vitre extérieure contre les débris. À la vitesse orbitale, un fragment de la taille d’un grain peut avoir l’énergie d’une balle. Une fissure qui semble stable dans un environnement calme et pressurisé peut s’agrandir sous l’effet de la chaleur, des vibrations et des variations de pression lors de la rentrée atmosphérique. Réparer un hublot structurel en orbite n’est pas réaliste, et il serait impossible de tester une réparation avant les fortes contraintes de la descente. C’est pourquoi les ingénieurs considèrent même les petites fissures comme inacceptables pour un retour habité.
Atterrissage et réalisations de la mission
Malgré ce changement de plan tardif, la mission a atteint ses principaux objectifs. Les astronautes ont mené des expériences scientifiques, des opérations de maintenance et des actions de sensibilisation pendant un séjour de près de sept mois. Ils ont effectué quatre sorties dans l’espace, installant des boucliers contre les débris et du matériel extérieur sur la station. Les images diffusées après l’atterrissage à Dongfeng montraient un équipage en bonne santé. La mission transportait également de petits équipements de recherche en sciences de la vie, notamment des souris utilisées pour étudier l’adaptation à la microgravité, ramenées sur Terre pour des analyses après le vol.
Pourquoi l’équipage a changé de vaisseau au lieu de réparer le hublot
La décision reposait sur une question de risque. Les fissures du hublot de Shenzhou 20 étaient petites, mais le profil de retour aurait soumis la capsule à la chaleur aérodynamique et à d’importantes contraintes de pression. Il est impossible de certifier en orbite la réparation d’un élément aussi crucial. La solution la plus sûre consistait à laisser Shenzhou 20 amarré et à ramener l’équipage sortant à bord de Shenzhou 21, le vaisseau qui venait d’acheminer la relève vers Tiangong.
Les responsables du programme ont expliqué que la sécurité avait guidé leur choix. Le Bureau chinois d’ingénierie des vols spatiaux habités a résumé son approche ainsi : la vie d’abord, la sécurité avant tout. Maintenir Shenzhou 20 en orbite permet aussi aux ingénieurs de suivre l’évolution des dégâts, et donc d’étudier les effets d’un impact réel dans l’environnement spatial.
La période sans vaisseau de secours et les moyens d’y remédier
Maintenant que Shenzhou 21 est revenu sur Terre, l’équipage actuellement à bord de Tiangong ne dispose temporairement plus d’un vaisseau de retour amarré à la station. Les programmes de vols habités prévoient ce type de situation. La Chine maintient une fusée Longue Marche 2F et un vaisseau Shenzhou en état d’alerte avancé au centre de lancement de Jiuquan. Dans le meilleur des cas, les équipes peuvent préparer un lancement d’urgence en environ 8,5 jours. L’agence a également annoncé qu’elle lancerait Shenzhou 22 sans équipage à une date appropriée, ce qui rétablirait un vaisseau de secours amarré à la station pour la nouvelle équipe.
Les risques liés aux débris spatiaux au premier plan
L’incident a remis en lumière un problème mondial. En orbite terrestre, plus de 30 000 objets de plus de dix centimètres sont suivis, auxquels s’ajoutent des centaines de milliers de fragments plus petits, trop petits pour être repérés mais assez gros pour endommager un vaisseau spatial. Tout objet en orbite terrestre basse se déplace à environ 7 à 8 kilomètres par seconde. Un minuscule fragment peut endommager un hublot, déchirer une conduite de radiateur ou perforer une paroi mince. Les opérateurs de Tiangong et de la Station spatiale internationale déclenchent régulièrement leurs propulseurs pour éviter les débris que les réseaux de surveillance prévoient de voir passer trop près.
L’histoire récente montre qu’un seul impact peut bouleverser une mission. En 2022, un petit objet a heurté le vaisseau russe Soyouz MS-22, amarré à la Station spatiale internationale, et provoqué une fuite de son liquide de refroidissement. L’équipage a ainsi dû prolonger de plusieurs mois son séjour en orbite, le temps de préparer un nouvel appareil. Durant cette période, Frank Rubio, de la NASA, a atteint le record américain de 371 jours dans l’espace. En 2024, deux astronautes de la NASA sont restés à bord de la station bien plus longtemps que prévu, tandis que leur vaisseau d’essai restait en cours d’évaluation après des problèmes de propulseurs. De tels retards sont rares, mais ils montrent à quel point les conditions dynamiques en orbite peuvent modifier un plan de vol.
D’où viennent les débris ?
La plupart des débris orbitaux sont l’héritage de plusieurs décennies d’activité. Des étages supérieurs de fusées ont explosé après la réaction de carburant résiduel avec des oxydants. Des satellites se sont désintégrés lorsque leurs batteries ont cédé en fin de vie. Des essais d’armes ont également créé des nuages de fragments. En 2007, la Chine a détruit un satellite météorologique Fengyun 1C hors service lors d’un essai antisatellite, produisant des milliers de fragments qui tournent toujours autour de la Terre. D’autres événements destructeurs ces dernières années ont ajouté leurs propres débris. Le principe est simple : une fois qu’un fragment se trouve sur une orbite stable, la gravité le maintient en mouvement jusqu’à ce qu’il retombe lentement dans l’atmosphère.
Les mesures possibles dès maintenant
Les opérateurs peuvent réduire les risques en évitant de créer de nouveaux fragments et en mettant fin aux missions de manière maîtrisée. La passivation des batteries et des réservoirs avant la mise hors service, le choix d’orbites plus basses qui se dégradent plus rapidement et les manœuvres de désorbitation des satellites font partie des recommandations actuelles. Une pratique largement répandue demande aux opérateurs de retirer les satellites de l’orbite terrestre basse dans un délai de 25 ans, et certaines agences militent pour raccourcir ce délai. Plusieurs groupes testent des outils de nettoyage actif, notamment des grappins robotisés, des filets, des voiles de freinage et des attaches qui augmentent la traînée atmosphérique. Ces méthodes semblent prometteuses lors des démonstrations, mais aucune n’est prête à être déployée à l’échelle nécessaire. Une meilleure coordination du trafic spatial et un suivi plus précis aideront également les équipages à planifier des manœuvres plus sûres.
La station spatiale chinoise et ses ambitions
Tiangong est un avant-poste composé de trois modules, dont la configuration de base a été achevée en 2022. Elle accueille trois astronautes pour des séjours de six mois et peut en recevoir six pendant de brefs chevauchements d’équipages. La station représente environ un cinquième de la masse de la Station spatiale internationale. Les responsables du programme ont évoqué l’ajout de modules ainsi que celui d’un grand télescope spatial, qui circulera sur une orbite proche afin de pouvoir être entretenu. La Chine prévoit d’envoyer des astronautes sur la Lune vers 2030 et a indiqué qu’elle accueillerait des visiteurs internationaux à bord de Tiangong, dont un astronaute pakistanais dans le cadre d’un vol prévu.
Concevoir pour une orbite encombrée
Exploiter une station dans une zone orbitale très fréquentée exige plusieurs niveaux de protection et des procédures adaptées. Tiangong est dotée de boucliers qui fragmentent les petites particules avant qu’elles ne frappent les parois pressurisées. Les équipages installent des plaques supplémentaires lors des sorties dans l’espace, au fil de l’évolution du matériel. Les inspections régulières des zones sensibles, notamment des hublots, font partie des opérations courantes. La résilience dépend aussi de l’organisation : laisser un véhicule de retour amarré, conserver une capacité de lancement rapide pour les secours et prévoir des réserves suffisantes pour de courtes périodes avec six personnes à bord renforcent les marges de sécurité du programme.
La suite pour Shenzhou 20 et les opérations de la station
Pour l’instant, Shenzhou 20 reste en orbite, amarré à Tiangong. L’agence indique qu’il servira à soutenir des expériences en orbite. Une fois sa mission terminée, les contrôleurs devraient le diriger vers une rentrée atmosphérique contrôlée au-dessus d’une zone reculée de l’océan. C’est la méthode habituelle pour mettre au rebut les capsules habitées en toute sécurité et éviter la création de nouveaux débris. Les responsables devront coordonner cette opération avec la disponibilité des ports d’amarrage, afin de laisser de la place aux cargos et à Shenzhou 22, qui volera sans équipage.
Les prochaines échéances à suivre
Les principales étapes seront le lancement sans équipage et l’amarrage de Shenzhou 22, puis la désorbitation de Shenzhou 20. Un amarrage réussi de Shenzhou 22 rétablira une voie de secours pour l’équipage actuellement à bord. Les vols logistiques continueront d’approvisionner Tiangong en carburant, nourriture et matériel de recherche. Le programme conserve une option de lancement d’urgence au cas où une intervention rapide serait nécessaire.
Les voix de la mission
Après l’atterrissage, le commandant de la mission, Chen Dong, est revenu sur cette expérience et sur les raisons qui poussent les équipages à accepter les risques inhérents aux vols spatiaux.
L’exploration spatiale par l’humanité n’est pas un chemin sans encombre. Elle est pleine de difficultés et de défis, et c’est aussi pour cela que nous choisissons de l’emprunter.
Les responsables du programme ont également résumé leur principe directeur. Le Bureau chinois d’ingénierie des vols spatiaux habités a expliqué que, pendant cet épisode, ses décisions avaient suivi la règle suivante : la vie d’abord, la sécurité avant tout.
À retenir
- Le hublot de la capsule de retour de Shenzhou 20 a présenté de minuscules fissures, probablement causées par des débris spatiaux.
- La Chine a reporté le retour prévu le 5 novembre et ramené l’équipage à bord de Shenzhou 21 le 14 novembre.
- Les astronautes ont atterri à Dongfeng, en Mongolie intérieure, après 204 jours en orbite.
- Shenzhou 20 reste amarré à Tiangong pour soutenir des opérations en orbite et sera désorbité ultérieurement.
- Tiangong ne dispose temporairement plus de vaisseau de secours amarré. Shenzhou 22 sera lancé sans équipage pour rétablir cette capacité.
- L’incident met en évidence le danger croissant des petits débris impossibles à suivre.
- La Chine entend développer Tiangong et maintenir une occupation continue de la station, tout en poursuivant son objectif de débarquement sur la Lune.
