Événements marquants en sciences spatiales en 2024

2024 s'annonce comme une année fructueuse pour les missions en orbite et sur la Lune, notamment grâce à la récupération de la fusée « baguettes » de SpaceX.

Un vaisseau spatial japonais a réussi à se poser sur la Lune.

Le 19 janvier, la sonde SLIM de l'Agence d'exploration aérospatiale japonaise (JAXA) s'est posée sur la Lune, faisant du Japon le cinquième pays à y parvenir, après l'Union soviétique, les États-Unis, la Chine et l'Inde. La sonde a suivi une longue trajectoire en boucle, atteignant finalement l'orbite lunaire le 25 décembre. SLIM visait un atterrissage à moins de 100 mètres de sa cible, sur le rebord du cratère Shioli.

D'un coût de 120 millions de dollars et d'un poids de seulement 200 kg, SLIM est conçu pour mener diverses activités scientifiques , notamment l'étude de l'environnement de la Mer de Nectar, située à 15 degrés de latitude sud, à l'aide d'un spectromètre. Les données recueillies pourraient fournir des informations sur la composition de cette région, éclairant ainsi l'histoire de la formation et de l'évolution de la Lune.

Peu après l'atterrissage, les opérateurs de la JAXA ont constaté que l'atterrisseur était à l'envers, ce qui signifiait que les panneaux solaires servant à collecter l'énergie n'étaient pas orientés vers le soleil. La première nuit de SLIM sur la Lune a commencé le 31 janvier et s'est terminée le 15 février. SLIM a ensuite connu sa deuxième nuit lunaire le 29 février, et l'équipe prévoyait que la température chuterait de 100 degrés Celsius à -170 degrés Celsius, ce qui entraînerait l'arrêt de l'atterrisseur.

La probabilité d'un dysfonctionnement augmente à chaque répétition du cycle de températures extrêmes. Lorsque la JAXA a tenté de rétablir les opérations à la mi-mars, elle a constaté que les fonctions essentielles de l'atterrisseur étaient toujours opérationnelles. Le même phénomène s'est produit lorsque SLIM s'est réveillé pour la troisième fois après la longue nuit lunaire à la mi-avril, transmettant un signal vers la Terre le 23 avril.

Le dernier contact établi par la JAXA avec SLIM remonte au 28 avril. Le 26 août, la JAXA a annoncé la fin officielle de la mission de l'atterrisseur lunaire SLIM, après des mois d'impossibilité de rétablir le contact avec l'engin. Cependant, l'objectif principal de SLIM avait été atteint : démontrer sa capacité à se poser sur un corps céleste avec une précision remarquable. Sa zone d'atterrissage elliptique encerclait un point désigné à 100 mètres de distance, bien plus petite que la distance habituelle de plusieurs kilomètres.

La Chine lance un engin spatial pour collecter des échantillons de la face cachée de la Lune.

Chang'e 6 a décollé à bord d'une fusée Longue Marche 5 depuis le Centre de lancement de satellites de Wenchang, sur l'île de Hainan, le 3 mai à 16h27, heure de Hanoï . Durant son voyage de 53 jours, Chang'e 6 a atteint le bassin Pôle Sud-Aitken (SPA), situé sur la face cachée de la Lune, invisible depuis la Terre. Chang'e 6 est composé de quatre modules : un atterrisseur lunaire, une capsule de transport d'échantillons, un orbiteur et un lanceur (une petite fusée qui accompagne l'atterrisseur).

Le 1er juin, l'atterrisseur s'est posé dans le cratère Apollo, au sein du bassin Pôle Sud-Aitken (SPA), une zone d'impact de 2 500 kilomètres de diamètre située sur la face cachée de la Lune. À l'aide d'une pelle et d'une foreuse, l'atterrisseur a collecté près de 2 kilogrammes d'échantillons lunaires. Ces précieux échantillons ont été transférés sur le lanceur le 3 juin et amarrés à l'orbiteur quelques jours plus tard. L'orbiteur, transportant la capsule contenant les échantillons, est revenu sur Terre le 21 juin. La capsule Chang'e 6, chargée d'échantillons lunaires, a atterri en Mongolie-Intérieure (Chine) le 25 juin.

Les premières analyses montrent que l'échantillon prélevé sur la face cachée présente une structure plus poreuse et remplie de vides. Ce nouvel échantillon contribue à une meilleure compréhension de plusieurs aspects importants du satellite naturel de la Terre, notamment son évolution primitive, l'activité volcanique différentielle entre les faces visible et cachée, l'histoire collisionnelle du système solaire interne, les traces d'activité galactique préservées dans le régolithe lunaire, ainsi que la composition et la structure de la croûte et du manteau lunaires.

Un vaisseau spatial Boeing présente des dysfonctionnements après avoir transporté des astronautes vers l'ISS.

Après des années de retard, le Starliner de Boeing a décollé avec succès le 5 juin à bord d'une fusée Atlas V depuis Cap Canaveral, en Floride, emportant les astronautes de la NASA Butch Wilmore et Suni Williams vers la Station spatiale internationale (ISS) pour un vol de 25 heures. Wilmore et Williams devaient passer une semaine en orbite et revenir sur Terre le 13 juin. Cependant, durant le vol, le Starliner a rencontré une série de problèmes, dont cinq fuites d'hélium et cinq pannes de propulseurs dans le système de contrôle d'attitude. Ces incidents ont contraint les ingénieurs à effectuer des dépannages au sol, prolongeant ainsi le séjour des astronautes à bord de l'ISS d'une semaine à plus de six mois.

Lors d'une conférence de presse le 24 août, la NASA a annoncé qu'après une évaluation approfondie de la situation, les ingénieurs de la NASA et de Boeing n'avaient pu déterminer s'il était possible de renvoyer les astronautes Butch Wilmore et Suni Williams à bord du vaisseau Starliner, qui présentait des dysfonctionnements. En conséquence, il a été décidé que l'équipage resterait à bord de l'ISS jusqu'en février 2025, date à laquelle le vaisseau Dragon de SpaceX s'amarrera à la station et les ramènera sur Terre.

Le vaisseau spatial Starliner de Boeing est revenu sur Terre sans équipage le 6 septembre 2024, atterrissant au spatioport de White Sands, au Nouveau-Mexique (États-Unis). La capsule a été descendue grâce à un parachute de décélération et soutenue par des coussins gonflables. Starliner a ensuite été transféré au Centre spatial Kennedy de la NASA, en Floride, pour des analyses complémentaires. La NASA et Boeing collaboreront afin de déterminer les prochaines étapes du programme.

Première mission privée de sortie extravéhiculaire

Le vaisseau spatial Crew Dragon de la mission Polaris Dawn, première mission privée d'exploration spatiale, a décollé à bord d'une fusée Falcon 9 de SpaceX le 10 septembre à 5 h 23 (16 h 23, heure de Hanoï) depuis le complexe de lancement 39A du Centre spatial Kennedy (KSC) de la NASA. Neuf minutes et demie plus tard, le premier étage de la fusée est revenu sur Terre et a atterri sur une barge au large des côtes orientales de la Floride.

La capsule Crew Dragon, transportant quatre astronautes, s'est séparée de l'étage supérieur du Falcon 9 environ 12 minutes après le décollage. Le vaisseau spatial s'est placé sur une orbite elliptique et, après plusieurs boucles, a atteint une altitude de 1 400 kilomètres, plus élevée que celle atteinte par un astronaute depuis la dernière mission Apollo en 1972.

Après avoir atteint une altitude record, le vaisseau spatial est descendu à 737 km d'altitude. À ce niveau, la dépressurisation a été effectuée. Le commandant de la mission, le milliardaire Jared Isaacman, et Sarah Gillis, employée de SpaceX, sont sortis de la capsule l'un après l'autre. La sortie extravéhiculaire a débuté à 17h12, heure de Hanoï, le 12 septembre, et a duré 1 heure et 46 minutes. Au cours de cette sortie, Isaacman et Gillis ont réalisé plusieurs tests afin de valider un nouveau système de communication laser connecté aux satellites Starlink et la flexibilité de la combinaison spatiale ultralégère conçue par SpaceX.

L'équipage de Polaris Dawn a amerri dans le golfe du Mexique le 15 septembre, concluant une mission de cinq jours en orbite. Il s'agissait de l'une des missions les plus audacieuses de SpaceX. Le succès de cette mission a marqué la première sortie extravéhiculaire commerciale et le vol habité à la plus haute altitude orbitale jamais atteinte. De plus, les données recueillies lors du test du système de communication Starlink pourraient contribuer au développement des communications spatiales pour les missions futures.

SpaceX a testé avec succès le système de « baguettes » pour ramasser les fusées.

Le système de fusée Starship concrétise peu à peu l'ambition du milliardaire Elon Musk, PDG de la société aérospatiale SpaceX, d'envoyer des humains sur Mars. Il s'agit de la fusée la plus haute (environ 120 m) et la plus puissante jamais construite, capable de générer une poussée de près de 8 000 tonnes au décollage.

Lors du cinquième vol d'essai de Starship depuis Starbase, au Texas, le 13 octobre à 8h25 (20h25 heure de Hanoï), SpaceX a franchi une étape importante en récupérant avec succès le lanceur Super Heavy grâce à une nouvelle technologie de type « baguette ». Plus précisément, environ sept minutes après le décollage, le lanceur s'est posé à proximité immédiate de la tour de lancement Mechazilla et a été récupéré par un bras robotisé. L'étage supérieur de Starship a quant à lui amerri dans l'océan Indien.

« C'est un jour historique pour l'ingénierie. C'est incroyable ! Du premier coup, nous avons réussi à ramener le lanceur Super Heavy dans la tour de lancement », a déclaré Kate Tice, responsable des systèmes qualité chez SpaceX.

Starship doit s'appuyer sur sa tour de lancement, équipée de bras robotisés en forme de baguettes, pour revenir sur Terre, car elle est dépourvue de pieds d'atterrissage. L'absence de ces pieds raccourcit le temps de rotation de la fusée et réduit considérablement son poids. Chaque kilogramme économisé permet à la fusée d'emporter davantage de charge utile en orbite.

Musk imagine qu'à l'avenir, ce bras robotisé pourrait ramener rapidement une fusée sur son pas de tir, lui permettant ainsi de redécoller après ravitaillement, peut-être dans les 30 minutes suivant l'atterrissage. En améliorant les voyages spatiaux, Musk espère établir une colonie sur Mars et faire de l'humanité une espèce multiplanétaire.

Efforts pour exploiter l'énergie solaire dans l'espace

Exploiter l'immense énergie solaire dans l'espace n'est pas une idée irréalisable. C'est une source d'énergie disponible en permanence, insensible aux intempéries, à la couverture nuageuse, à l'heure de la nuit ou aux saisons.

Il existe de nombreuses idées pour y parvenir, mais le principe le plus courant est le suivant : des satellites équipés de panneaux solaires sont lancés sur des orbites à haute altitude. Ces panneaux captent l’énergie solaire, la convertissent en micro-ondes, puis la transmettent sans fil vers la Terre via un émetteur de grande taille, lequel peut être dirigé avec une grande précision vers un point précis au sol. Les micro-ondes peuvent facilement traverser les nuages ​​et les intempéries pour atteindre une antenne de réception sur Terre. Elles sont ensuite reconverties en électricité et injectées dans le réseau électrique.

L'an dernier, par exemple, un satellite construit par des ingénieurs du California Institute of Technology (Caltech) dans le cadre de la mission Space Solar Power Demonstrator a transmis pour la première fois de l'énergie solaire depuis l'espace. Cette mission prendra fin en janvier 2024.

L’initiative islandaise de développement durable Transition Labs collabore également avec la société énergétique locale Reykjavik Energyt et la société britannique Space Solar afin de développer des centrales solaires hors de l’atmosphère terrestre. Space Solar a annoncé en avril une avancée majeure dans la technologie de transmission d’énergie sans fil, une étape cruciale vers la concrétisation du projet de production d’énergie solaire dans l’espace.

Le Japon se prépare également à transmettre de l'énergie solaire depuis l'espace vers la Terre d'ici 2025. En avril, Koichi Ijichi, conseiller à l'Institut de recherche Japan Space Systems, a présenté une feuille de route pour tester une petite centrale solaire spatiale, transmettant l'énergie sans fil depuis une orbite basse vers la Terre. Ainsi, un petit satellite d'environ 180 kg transmettrait environ 1 kW d'électricité depuis une altitude de 400 km. Si cette technologie s'avère concluante, elle contribuerait à répondre aux immenses besoins énergétiques mondiaux .

Conformément à la propriété intellectuelle

Source : https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/nhung-su-kien-khoa-hoc-vu-tru-noi-bat-nam-2024/20241219010204419