La Chine lance Shenzhou 22, première mission d'urgence vers Tiangong

Un sauvetage rapide après un impact de débris

La Chine a procédé au premier lancement d'urgence de son programme de vols spatiaux habités en envoyant le vaisseau Shenzhou 22, sans équipage, vers la station spatiale Tiangong. L'objectif était de rétablir une possibilité de retour en toute sécurité pour l'équipage, après qu'un impact présumé de débris a fissuré le hublot d'une capsule de retour amarrée à la station. La fusée Longue Marche 2F a décollé du centre de lancement de satellites de Jiuquan à 12 h 11, heure de Pékin, et le vaisseau de secours s'est amarré au module central Tianhe environ trois heures et quarante minutes plus tard. Son arrivée a rétabli une fonction essentielle de canot de sauvetage pour les trois astronautes présents à bord de l'avant-poste orbital.

L'urgence a commencé lorsque de minuscules fissures ont été découvertes sur le hublot de la capsule de retour Shenzhou 20, qui devait ramener un équipage sur Terre début novembre. Plutôt que de risquer une rentrée habitée avec un hublot endommagé, les astronautes sont rentrés à bord du Shenzhou 21, arrivé entre-temps, le 14 novembre. Cette décision a privé l'équipage du Shenzhou 21, qui venait de rejoindre la station, d'un véhicule de retour apte au vol. Pendant 11 jours, la station n'a disposé d'aucun vaisseau dédié prêt à ramener le nouvel équipage sur Terre en cas d'urgence. Le lancement et l'amarrage rapides de Shenzhou 22 ont mis fin à cette situation.

Une capsule de retour amarrée à une station spatiale est bien plus qu'un simple moyen de transport. C'est un canot de sauvetage, une issue en cas d'incendie, de fuite de pression, d'urgence médicale ou de risque de collision avec des débris orbitaux. Les agences spatiales considèrent cette capacité comme indispensable à la sécurité des équipages. La réponse rapide de la Chine visait à rétablir cette marge de sécurité au plus vite.

Ce qui est arrivé à Shenzhou 20

Les dégâts concernaient le petit hublot de la capsule de retour Shenzhou 20. Les ingénieurs ont détecté de minuscules fissures, probablement causées par l'impact à très grande vitesse d'un débris orbital, ou peut-être d'une micrométéorite. En orbite basse, même un éclat de peinture ou un fragment de métal d'un millimètre peut frapper à plusieurs kilomètres par seconde, libérant assez d'énergie pour piquer le verre et marquer le métal. Les hublots doivent résister aux contraintes de pression, aux vibrations et à l'intense échauffement de la rentrée atmosphérique. Le moindre doute sur leur intégrité rend inacceptable une descente avec un équipage.

La décision la plus prudente consistait à immobiliser le véhicule pour le réparer plutôt qu'à accepter un risque supplémentaire pendant la phase la plus éprouvante du vol. La capsule peut encore fonctionner lorsqu'elle est amarrée et pourrait ensuite ramener du matériel sur Terre sans équipage. Elle ne transportera toutefois pas d'astronautes tant que les ingénieurs ne seront pas satisfaits de son état et que son port d'amarrage ne sera pas nécessaire pour la relève habitée de 2026.

Un hublot fissuré en orbite

Les dégâts sur les hublots en orbite ne sont pas rares. La navette spatiale revenait souvent avec des impacts en surface sur ses vitres, et la Station spatiale internationale a remplacé des protections de hublot après de petits impacts. Le cas de Shenzhou 20 est inhabituel, car les dégâts ont été constatés sur un vaisseau censé ramener des personnes sur Terre quelques jours plus tard. Les inspections menées par l'équipage et les équipes au sol ont signalé le problème avant le désamarrage, conformément au fonctionnement prévu de ces systèmes.

La protection des hublots des vaisseaux spatiaux

Les vaisseaux habités sont équipés de plusieurs vitres et de protections extérieures. La couche la plus externe est généralement sacrificielle et absorbe les petits impacts. Les vitres intérieures assurent l'étanchéité à la pression. Des boucliers montés à distance de la coque, appelés boucliers Whipple, offrent une protection supplémentaire, tandis que des trajectoires d'approche soigneusement définies réduisent l'exposition pendant l'amarrage. Malgré ces mesures, de minuscules fragments non suivis peuvent causer des dégâts difficiles à évaluer en orbite. Les règles de vol sont donc prudentes lorsqu'un hublot de retour présente des fissures ou des éclats.

Comment la Chine a organisé un sauvetage en un temps record

La Chine maintient une capsule Shenzhou de réserve et une fusée Longue Marche 2F presque prêtes à Jiuquan pour parer aux imprévus liés à Tiangong. Cette politique de remplacement continu est un pilier des opérations de la station. La préparation d'un Shenzhou et de son lanceur nécessite habituellement plus d'un mois d'essais intégrés et de répétitions. Après que Shenzhou 20 a été jugé inapte à ramener des personnes sur Terre, les équipes ont accéléré ce processus.

Une stratégie de réserve permanente à Jiuquan

Dès que le problème du hublot a été établi, les ingénieurs ont simplifié les vérifications, coordonné le personnel et les pièces, puis préparé la capsule suivante de la série. Shenzhou 22 a décollé seulement 16 jours après l'activation du plan d'urgence chinois. Après sa séparation de la fusée, le vaisseau a effectué un rendez-vous rapide et autonome, puis s'est amarré au port avant du module Tianhe.

Un sprint de 16 jours

L'Agence chinoise des vols spatiaux habités (CMSA) a annoncé la réussite du lancement et de la mise en orbite, suivies d'un amarrage sans incident à la station. Dans un bref communiqué publié après le lancement, l'agence a déclaré :

La mission de lancement a été un succès total.

He Yuanjun, haut responsable de la CMSA, a dit espérer que de telles urgences resteraient rares à mesure que les vols spatiaux habités se développeraient :

Ce lancement d'urgence est une première pour la Chine, mais j'espère qu'il sera le dernier dans le parcours de l'humanité dans l'espace.

La vie à bord en attendant un canot de sauvetage

Les trois taïkonautes actuellement à bord de Tiangong, Zhang Lu, Wu Fei et Zhang Hongzhang, ont poursuivi leurs expériences, les travaux de maintenance et leurs exercices quotidiens en attendant Shenzhou 22. La CMSA a indiqué que l'équipage était en bonne condition et suivait le programme prévu. Pendant 11 jours, aucun véhicule dédié n'était prêt à le ramener sur Terre en cas de problème soudain. Cette situation comporte des risques, même si la station elle-même reste en bon état.

Les responsables de mission évaluent ces risques en permanence. Le retour de l'équipage précédent à bord de Shenzhou 21 a permis d'éloigner les astronautes d'un vaisseau dont le hublot était endommagé, ce qui constituait l'option la plus sûre pour ce trio. Le risque restant a été transféré au nouvel équipage, privé de véhicule d'évacuation jusqu'à l'arrivée de Shenzhou 22. Le lancement rapide a comblé cette lacune tout en permettant à la station de poursuivre ses opérations sans interruption.

Fret, réparations et prochaines étapes

Shenzhou 22 a fait plus que rétablir une voie d'évacuation. La capsule a livré environ six cents kilogrammes de matériel, dont de la nourriture, des fruits et légumes frais, des vêtements, des trousses médicales, des pièces de rechange et un dispositif conçu pour traiter les fissures du hublot de Shenzhou 20. La mission a également apporté un petit four spatial pour réchauffer les repas. Selon les médias chinois, le chargement comprenait même des ailes de poulet surgelées, un petit réconfort pour une longue expédition.

Le nouveau vaisseau comporte des améliorations progressives, notamment des écrans perfectionnés et des interfaces homme-machine améliorées, ainsi qu'une capacité accrue à rapporter des objets sur Terre. Cette capacité supplémentaire de retour de fret est utile lorsque la station accueille des missions plus longues et davantage d'expériences dont les résultats doivent être analysés sur Terre.

Shenzhou 22 restera amarré pendant l'expédition en cours et devrait ramener l'équipage de Shenzhou 21 sur Terre vers avril ou mai 2026. Avant le prochain vol habité, Shenzhou 20 devra libérer son port d'amarrage. Les ingénieurs prévoient de l'utiliser pour des essais en orbite et, après traitement de la zone endommagée, pour rapporter du fret sans passagers.

Pourquoi les débris orbitaux représentent une menace croissante

L'incident montre à quel point l'orbite basse est devenue encombrée et changeante. Les États-Unis, la Chine, la Russie, l'Europe et des opérateurs privés ont lancé des milliers de satellites ces dernières années. Les étages de fusée hors service, les fragments issus de collisions passées et les débris provenant d'essais antisatellites viennent s'ajouter à cet amas. Des fragments de quelques millimètres seulement peuvent frapper à des vitesses bien supérieures à celle d'une balle de fusil, avec assez d'énergie pour marquer des hublots et endommager radiateurs et capteurs.

Des orbites encombrées

Les réseaux de surveillance suivent les gros objets et peuvent prévenir les équipages afin qu'ils évitent les rapprochements prévus. De nombreux fragments sont trop petits pour être suivis, mais restent dangereux. Les protections réduisent le risque de dégâts graves, mais les vaisseaux spatiaux subissent parfois de petits impacts. C'est pourquoi les véhicules de retour sont soigneusement inspectés avant le désamarrage et pourquoi un système de secours fiable est essentiel dans tout avant-poste habité.

Réduire les risques

Les opérateurs effectuent des manœuvres d'évitement de collision, ajoutent des protections, conçoivent les satellites de façon à évacuer leur énergie résiduelle en fin de vie et coordonnent avec les autorités de régulation les règles de mise au rebut. La NASA a déjà reporté une sortie extravéhiculaire prévue après une alerte aux débris liée à un récent essai antisatellite, rappelant qu'une seule fragmentation peut accroître le risque pour tous les vaisseaux spatiaux sur l'orbite concernée. Une meilleure surveillance, des procédures de fin de vie plus rigoureuses et de futures technologies de retrait des débris peuvent réduire ce risque au fil du temps.

Comment la Chine et les États-Unis gèrent le transport des équipages

La Chine s'appuie sur un programme spatial habité dirigé par l'État. Le vaisseau Shenzhou et la fusée Longue Marche 2F sont conçus et exploités par des équipes nationales. Le lanceur n'est pas réutilisable : chaque vol nécessite une fusée neuve. Les États-Unis ont un modèle mixte. La NASA achète des services de transport à des entreprises privées et a aussi dépendu de la capsule russe Soyouz pendant des années. SpaceX assure désormais des rotations régulières d'équipages avec la fusée réutilisable Falcon 9 et le vaisseau Crew Dragon.

Le Starliner de Boeing a effectué un vol d'essai avec équipage, mais a rencontré des problèmes de propulsion qui ont prolongé de plusieurs mois le séjour des astronautes de la NASA Suni Williams et Butch Wilmore à bord de la Station spatiale internationale. Ils sont ensuite rentrés sur Terre dans une capsule SpaceX. Les deux modèles peuvent garantir la sécurité, mais ils influent sur la manière dont chaque pays prévoit des solutions de secours et sur la rapidité avec laquelle un véhicule de remplacement peut être lancé après un problème imprévu. La capacité chinoise à effectuer un lancement d'urgence, mise à l'épreuve avec Shenzhou 22, est l'un des aspects de cette préparation.

Ce que cette mission annonce pour Tiangong et les projets à venir

La CMSA prévoit de maintenir Tiangong en permanence avec un équipage pendant au moins dix ans. Les responsables ont évoqué l'ajout de modules et l'accueil d'astronautes internationaux. Le maintien d'une fusée et d'une capsule de réserve prêtes au lancement fait partie de cet engagement. La réponse apportée avec Shenzhou 22 montre que ces procédures sont viables dans des conditions réelles de vol et peuvent être mises en œuvre rapidement en cas de besoin.

La Chine s'est également fixé pour objectif de faire atterrir des astronautes sur la Lune vers 2030. Les travaux sur les fusées lunaires, les atterrisseurs et les nouveaux vaisseaux spatiaux sont en cours. L'expérience acquise grâce aux préparatifs accélérés, à des chaînes d'approvisionnement fiables et aux améliorations progressives du poste de pilotage de Tiangong contribuera à cet effort. Tous les programmes cherchent à réduire les imprévus. Le lancement d'urgence de Shenzhou 22 a constitué un test non planifié, géré de manière contrôlée afin de préserver la sécurité de l'équipage et la continuité des opérations de la station.

En bref

• Shenzhou 22 a décollé à 12 h 11, heure de Pékin, et s'est amarré à Tiangong environ trois heures et quarante minutes plus tard.
• La mission a rétabli une fonction de canot de sauvetage après la découverte de fissures sur le hublot de la capsule de retour Shenzhou 20, probablement causées par un impact de débris.
• Pendant 11 jours, l'équipage de la station n'a disposé d'aucun véhicule de retour apte au vol, jusqu'à l'amarrage de Shenzhou 22.
• La préparation du lancement a été ramenée à 16 jours, contre plus d'un mois habituellement.
• Environ six cents kilogrammes de matériel ont été livrés, notamment des trousses médicales, des pièces de rechange, des aliments frais et un dispositif de traitement du hublot endommagé.
• Shenzhou 22 ramènera l'équipage actuel sur Terre en avril ou mai 2026.
• Shenzhou 20 restera en orbite pour des essais et pourrait uniquement rapporter du fret après réparation.
• La Chine maintient à Jiuquan une capsule et une fusée de réserve en permanence pour faire face aux urgences.
• Les risques liés aux débris orbitaux augmentent, et même de petits fragments peuvent endommager les équipements des vaisseaux spatiaux.
• La NASA a dû prolonger des séjours d'équipage en raison de problèmes de vaisseaux spatiaux, tandis que SpaceX assure désormais le transport régulier des équipages américains.