Astéroïdes, rival de Hubble et base lunaire : la Chine définit son agenda spatial

La Chine a connu quelques années exceptionnelles dans l’exploration spatiale et ses ambitions sont sur le point de devenir plus audacieuses. L’Administration nationale de l’espace de Chine a publié un aperçu de ses plans pour les cinq prochaines années, qui comprennent le lancement d’un engin robotique sur un astéroïde, la construction d’un télescope spatial pour rivaliser avec Hubble et la pose des bases d’un détecteur d’ondes gravitationnelles basé dans l’espace.

Les missions ont été mises en évidence dans un livre blanc, Chinas Space Program: A 2021 Perspective, publié le mois dernier. Les plans poursuivent la tendance du pays à mettre l’accent sur les missions axées sur la science plutôt que sur le développement et les applications technologiques, a déclaré Shuang-Nan Zhang, astronome à l’Institut de physique des hautes énergies de Pékin. C’est un très bon signe, dit-il. C’est une augmentation continue des investissements dans l’exploration de l’Univers.

Nature se penche sur cinq des projets les plus ambitieux.

Visiter un astéroïde

La Chine vise à lancer des sondes d’astéroïdes pour échantillonner les astéroïdes proches de la Terre et étudier les comètes glacées qui ont des orbites semblables à celles des astéroïdes. La mission, qui sera probablement nommée ZhengHe d’après un explorateur chinois de la dynastie Ming, serait la première du pays à visiter un astéroïde et pourrait être lancée dès 2024. Elle suivra dans le sillage des missions japonaises réussies sur les astéroïdes Hayabusa et OSIRIS de la NASA. -Rex, qui doit renvoyer des roches spatiales sur Terre l’année prochaine.

ZhengHe volera pendant dix ans, atterrissant d’abord sur un ancien astéroïde connu sous le nom de HO₃ ou Kamooalewa, qui boucle autour de la Terre en tant que quasi-satellite (voir Earths pet rock). Les scientifiques espèrent que son étude leur donnera un aperçu des conditions au début du système solaire. ZhengHe s’ancrera sur l’astéroïde avant de ramasser son échantillon, selon une correspondance¹ Publié dans Astronomie naturelle l’année dernière. ZhengHe reviendra en orbite terrestre en 2026 pour déposer son butin, qui sera parachuté au sol. L’engin lancera ensuite des lance-pierres autour de la Terre et de Mars et se rendra dans l’espace lointain vers la comète 311P/PANSTARRS.

Vers une base lunaire

Non contente de renvoyer les premiers échantillons lunaires sur Terre depuis les années 1970, la Chine a approuvé trois autres missions lunaires en décembre, toutes axées sur le pôle sud de la Lune, où le pays envisage de construire une base lunaire.

Change-7, dont le lancement est prévu en 2024, effectuera une étude détaillée du pôle sud de la Lune, y compris la cartographie de la distribution de la glace dans ses cratères ombragés. Change-6 suivra, visant à ramener des échantillons de sol polaire. La glace est un trésor pour les scientifiques, qui peuvent l’utiliser pour étudier l’histoire de la Lune, et pour les prospecteurs, qui espèrent l’utiliser comme carburant de fusée et alimenter les bases lunaires.

Les travaux commenceront également sur Change-8, qui ne devrait pas voler avant 2030 ; cela permettra de tester les technologies de base d’une station de recherche lunaire internationale avec équipage, au centre du programme lunaire chinois au-delà de 2025. La Russie et la Chine signeront un accord intergouvernemental sur la construction d’une base de recherche dès que possible cette année, a déclaré Wu Yanhua, vice-administrateur de l’Administration nationale de l’espace de Chine (CNSA), lors de la conférence de presse de lancement du livre blanc. Il a toutefois souligné que l’entreprise était ouverte à toutes les nations.

Wu a ajouté que la Chine souhaitait élargir et approfondir la collaboration internationale, y compris sur l’exploration lunaire ; sur la station spatiale chinoise, Tiangong, qui est en construction ; et sur l’exploration planétaire.

Mars et au-delà

La Chine a fait son premier saut dans l’espace interplanétaire avec l’orbiteur Tianwen-1, qui a largué un atterrisseur contenant le rover Zhurong sur Mars en mai. Selon le livre blanc, la Chine achèvera ses recherches pour envoyer un engin sur Mars pour échantillonner des roches et les ramener sur Terre. Cette mission pourrait être lancée en 2028. (Le rover Perseverance de la NASA a collecté les premières roches de Mars en 2021. L’agence espère les ramener sur Terre dans le cadre d’une mission conjointe avec l’Agence spatiale européenne (ESA), lancée en 2026.)

Le livre blanc expose également les plans de la Chine pour éventuellement sonder plus avant dans le système solaire. Les cinq prochaines années verront l’achèvement de recherches clés pour une mission d’exploration de Jupiter et de son système lunaire rempli d’océans. Des articles de presse suggèrent que cette mission pourrait être lancée dès 2029, ce qui signifie qu’elle rejoindrait la mission JUICE de l’ESA et la mission Europa Clipper de la NASA, prévue pour voler en 2023 et 2024. L’espace lointain est certainement un autre domaine que la Chine considère comme de nombreuses opportunités de percées scientifiques. , dit Zhang.

Le pays a également pour objectif d’explorer les limites du système solaire. Les agences de financement chinoises n’ont pas encore confirmé cela, ni la mission Jupiter, mais une mention dans le plan est certainement utile, déclare Zhan Hu, astronome aux Observatoires astronomiques nationaux de Pékin.

Un nouveau Hubble : le télescope spatial Xuntian

La Chine prévoit également de lancer un télescope spatial appelé Xuntian, dont le nom signifie arpenter les cieux. Cela permettra d’imager dans les mêmes longueurs d’onde ultraviolettes, visibles et infrarouges que celles utilisées par le télescope spatial Hubble de la NASA.

Légèrement plus petit que Hubble, Xuntian ne correspondra pas tout à fait à la résolution de ses prédécesseurs ; mais, à tout moment, Xuntian capturera un morceau de ciel 300 fois plus grand. Cela lui permettra de sonder un volume beaucoup plus important de l’Univers que Hubble, explique Zhan, qui travaille sur Xuntian.

La plupart des 10 premières années des Xuntiens seront consacrées à la compréhension de l’histoire et de l’évolution de l’Univers à travers une vaste étude du ciel. Le télescope s’amarrera périodiquement à la station spatiale chinoise, Tiangong, pour le ravitaillement et la maintenance. Zhan dit que l’équipe prévoit de livrer le télescope d’ici la fin de 2023, prêt pour le lancement en 2024. Le calendrier est très serré, dit-il.

Détecter les ondes gravitationnelles dans l’espace

La Chine souhaite développer davantage ses plans pour lancer un détecteur d’ondes gravitationnelles basé dans l’espace, appelé Taiji, au début des années 2030. S’il était lancé à ce moment-là, ce serait le premier du genre. Une telle mission observerait des ondes de fréquence inférieure à celles observées par des détecteurs au sol tels que Advanced LIGO, ce qui lui permettrait de détecter des trous noirs de masse plus élevée, y compris ceux de l’Univers primitif.

Mais l’expérience serait complexe : repérer des ondulations dans l’espace-temps reviendrait à détecter des décalages de quelques billionièmes de mètre seulement dans les distances entre trois engins spatiaux, positionnés à 3 millions de kilomètres l’un de l’autre en forme de triangle.

Un premier satellite pilote, appelé Taiji-1, a terminé sa mission avec succès en 2019, et les chercheurs espèrent maintenant effectuer une mission à deux satellites en 202425 pour tester les technologies de précision nécessaires. Cela supprimera tous les obstacles techniques pour la mission ultime de Taiji, a déclaré Yue-Liang Wu, physicien à l’Université de l’Académie chinoise des sciences à Pékin.

L’ESA a depuis longtemps planifié son propre observatoire d’ondes gravitationnelles, LISA, et a déjà piloté avec succès un éclaireur. Mais LISA ne devrait pas être lancé avant 2037. Ensemble, les deux réseaux pourraient être utilisés pour mesurer la constante de Hubble, qui décrit l’expansion de l’Univers, avec une précision bien supérieure à celle des détecteurs au sol, selon les chercheurs à l’origine de la mission.