La Chine lance son 1er télescope spatial HXMT

La Chine a procédé, ce jeudi 15 Juin, au lancement d’une fusée Longue Marche 4B qui a mis en orbite héliosynchrone quatre satellites chinois et argentin, dont le télescope en rayons X durs HXMT, qui constitue le tout premier satellite d’astronomie du pays.

Le décollage a eu lieu vers 11h00 heure locale au centre spatial de Jiuquan, situé près du désert de Gobi.

Qualifié par ses concepteurs comme étant le plus sensible et le plus précis en son genre dans le monde, HXMT devrait permettre aux scientifiques chinois d’identifier et d’étudier durant quatre ans les sources de rayons X durs dans notre galaxie, comme les trous noirs et les pulsars par exemple.

Trois autres satellites ont également profité du vol pour se mettre en orbite. Il s’agit de OVS-1A et OVS-1B, les deux premiers satellites d’imageurs vidéo de la constellation commerciale Zhuhai-1, ainsi que le petit satellite d’observation de la Terre ÑuSat 3 de la société argentino-uruguayenne Satellogic.

 

Le lancement

Conçu par l’Institut SAST (Shanghai Academy of Spaceflight Technology), filiale du groupe d’aérospatiale chinois CASC, le CZ-4B est un lanceur à trois étages spécialisé dans les lancements en orbite héliosynchrone (SSO) comme sa jumelle CZ-4C.

Mesurant 47,98 mètres de haut et un peu plus de 249 tonnes au décollage, le CZ-4B est capable de placer environ 2,8 tonnes de charge utile en orbite SSO à 500 km d’altitude.

Au total, 30 lancements ont été effectués avec ce lanceur dans deux centres spatiaux chinois différents (JSLC et TSLC). Un seul échec a été enregistré en Décembre 2013 lors de la mise en orbite du satellite d’observation sino-brésilien ZY-1-03.

Bien qu’aucun message aux navigants aériens (NOTAM) n’a été publié pour ce lancement, mais la télévision locale CCTV-7 a diffusé hier une vidéo montrant la préparation de la fusée CZ-4B dans le centre JSLC.

Il est à noter que c’est la 3ème fois que le CZ-4B est lancé depuis le centre de Jiuquan. La première fois remonte en Octobre 2013 pour le lancement du satellite expérimental SJ-16.

Il est également le premier lancement chinois où le 1er étage du lanceur est suivi en temps réel après la séparation. L’objectif est de fournir des données précises pour les projets de lanceur récupérable, qui visent à récupérer de manière contrôlée une partie des fusées et de les réutiliser.

Les premières données TLE de NORAD montrent que cinq objets ont été satellisés, dont quatre autour de l’orbite 536 km × 546 km × 43°, qui devraient correspondre aux quatre satellites mis en orbite.

2017-034A
1 42758U 17034A 17167.58877793 -.00000217 00000-0 00000-0 0 9998
2 42758 43.0183 289.7672 0006293 347.7369 136.4597 15.08372980 229

2017-034B
1 42759U 17034B 17167.60083333 -.00000219 00000-0 00000-0 0 9993
2 42759 43.0177 289.6922 0008107 334.3412 218.1627 15.08893538 215

2017-034C
1 42760U 17034C 17167.58744505 -.00000218 00000-0 00000-0 0 9996
2 42760 43.0153 289.7724 0007014 341.4396 136.9903 15.08653861 226

2017-034D
1 42761U 17034D 17166.80169512 -.00000219 00000-0 00000-0 0 9991
2 42761 43.0199 294.0788 0008173 331.9075 194.8223 15.08965765 82

CZ-4B R/B
1 42762U 17034E 17167.58831829 -.00002455 77509-5 00000-0 0 9992
2 42762 43.1204 289.1750 0201648 5.2517 355.0444 15.54073740 203

 

Le télescope HXMT et les autres passagers du vol

Au début des années 90′, les scientifiques chinois, qui ont démarré 20 ans auparavant leur première observation des objets célestes émettant des rayonnements à énergie, ont inventé la méthode théorique de démodulation directe pour réaliser l’analyse en rayons X durs à haute précision.

C’est ainsi que le projet HXMT a été proposé pour la première fois en 1993 par l’académicien LEE Ti Bei au gouvernement chinois. L’objectif est de lancer rapidement un satellite capable de réaliser l’observation des sources à rayonnement X, dont les niveaux d’énergie sont compris entre 20 et 250 keV, avec un champ de vision de 1° x 6°, un résolution angulaire de 5′ et une sensibilité de 0,5 mCrab. Cela devrait permettre aux scientifiques chinois de mieux étudier les sursauts de gamma, les pulsars, les trous noirs et les rémanents de supernova.

En attendant, l’Institut chinois de la physique des hautes énergies (IHEP) de l’Académie chinoise des sciences continue à développer différents moyens pour pouvoir palier au problème en précision d’observation à cause de sévère atténuation des rayons X lors de la traversée de l’atmosphère terrestre, comme par exemple le ballon HAPI-4 pour scanner le système binaire Cygnus X-1, qui fut le premier candidat trou noir clairement identifié.

HXMT

A gauche, le ballon HAPI-4 pour l’observation du système binaire Cynus X-1, et à droite, le prototype du principal détecteur HE de HXMT développé par l’Université Tsinghua.

Mais à cause des doutes qui subsistaient en Chine autour de cette méthode de démodulation directe, le projet a été reporté à maintes reprises. En 1998, 44 chercheurs chinois ont soumis conjointement un dossier de recommandation pour que le sujet soit intégré dans le Programme de recherche fondamentale 973.

Ce n’est qu’en l’an 2000 que le projet « Observation et étude des rayonnement à haute énergie d’objets célestes » fut officialisé dans le cadre du Programme 973, qui a financé entre 2000 et 2005 le prototypage du détecteur HE (High Energy) fait en sandwich NaI(Tl)/CsI(Na), validant ainsi la méthode de démodulation directe et la faisabilité générale de HXMT.

Et en raison de la très longue attente avant que le projet soit approuvé, la configuration du télescope HXMT a été modifiée à plusieurs reprises. Par exemple, le satellite imaginé par les scientifiques chinois en 2005 est de forme octogonale, d’un diamètre de 2 153 mm et haut de 710 mm, et pèse environ 1 180 kg.

HXMT

L’une des configurations initiales du télescope HXMT

En 2008, la même plateforme satellitaire utilisée par une dizaine de satellites chinois comme le ZY-2, conçue par l’Institut CAST (China Academy of Space Technology), a été choisi préalablement et le télescope chinois prend la forme rectangulaire que l’on connait aujourd’hui.

Mais à l’époque on parlait d’un satellite dont la masse totale dépasse les 2 700 kg pour 1 000 kg de charges utiles, alors que la version définitive ne pèse plus que 2 500 kg pour 981 kg d’instruments.

C’est en Mars 2011 que HXMT a finalement été approuvé par SASTINT et le ministère chinois des finances, soit 18 ans après la proposition du projet. Ce cas n’est pas unique et se traduit par un manque d’intérêt des décideurs politiques en Chine avant le 12ème plan quinquennal (2011-2015), en matière des projets purement scientifiques qui n’ont pas un lien direct avec des applications militaires ou économiques.

L’autre raison principale de ce retard considérable est la déséquilibre entre la capacité des scientifiques chinois à proposer des idées théoriques et à les développer concrètement. Les interviews avec plusieurs membres du groupe de développement HXMT ont notamment confirmé des difficultés techniques lors de la phase de réalisation.

Par exemple, l’étanchéité des boîtiers contenant les cristaux NaI/CsI a longtemps posé problème à l’équipe. Le plan initial prévoyait d’importer directement ces boîtiers des Etats Unis, mais une fois ils ont été produits, le gouvernement américain a imposé un embargo qui obligeait la Chine de se tourner vers l’Ukraine, mais qui n’a en réalité pas pu proposer des produits respectant la spécification. L’IHEP a donc finalement parti sur le développement sino-chinois qui a duré 2 ans.

Le même type de problème existe aussi sur d’autres composants – les modules à haute tension fournies par une société italienne par exemple ont rencontré d’importants problèmes de qualité en fabrication (fissure de soudage), qui ont causé près de 10 mois de retard au total.

Après la validation du projet, le CAST et l’IHEP se voient confier la conception de la plateforme et des charges utiles, qui comprennent 18 détecteurs HE en Nal/Csl, 3 groupes de détecteurs ME en Si-PIN et 3 autres groupes LE en SCD.

Ces deux derniers types de capteur n’étaient pas prévus initialement dans la proposition en 1993, mais ont été rajoutés plus tard après le lancement des satellites similaires côté américain avec SWIFT et européen avec INTEGRAL, pour pouvoir étendre le spectre de 1 à 250 keV au lieu de 20 à 250 keV.

On peut retrouver la spécification de ces capteurs dans cette présentation réalisée par LU Fang Jun, l’un des principaux chercheurs de l’IHEP qui travaillent sur le projet.

Après le lancement, la station sol chinoise Kachgar a reçu les premières données renvoyées par HXMT dès sa 16ème tour autour de la Terre. Les 2,1 Gb de données ont permis de vérifier le bon état en fonctionnement du télescope.

Deux autres stations sol, à Pékin et sur l’île de Haïnan, ont également assuré le suivi des signaux avec le satellite.

A part HXMT, trois autres petits satellites ont également été mis en orbite, profitant de la surplus de capacité du lanceur. A commencer par OVS-1A et OVS-1B, les deux premiers satellites d’imageurs vidéo de la constellation Zhuhai-1 pesant 50 kg chacun.

HXMT

Les deux satellites OVS-1A et OVS-1B.

La société Zhuhai Orbita, propriétaire de cette constellation commerciale, cible les différentes organisations gouvernementales en Chine comme ses principaux clients. La constellation sera composée de plusieurs dizaines de petits satellites en radar, hyper-spectral et vidéo, pour fournir des données allant de 5 à 0,9 mètres de résolution.

Le dernier passager du vol est le petit satellite ÑuSat 3. Il mesure 40 cm × 43 cm × 75 cm et pèse dans les 37 kg, et fait partie de la constellation d’observation commerciale opérée par la société argentino-uruguayenne Satellogic qui propose des images d’un résolution d’un mètre.

 

Statistique historique

Ce lancement est le 6ᵉ lancement spatial chinois en 2017, le 30ᵉ pour le lanceur CZ-4B, et le 248ᵉ pour la famille des lanceurs Longue Marche.

Pour l’heure, les fusées Longue Marche du groupe CASC totalisent 238 succès et 10 échecs, soit un taux de réussite de 95,97%.

Voici le tableau de suivi de tous les lancements spatiaux chinois effectués depuis le premier en 1970, incluant ceux qui ne sont pas réalisés par les lanceurs Longue Marche –

HXMT

Tableau de suivi des lancements spatiaux chinois – Date : 2017-06-16

Henri K.

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Et si la vision du monde est "biphasée" ? C'est ce que Henri a toujours cru, c'est également comme cela qu'il voit la Chine. Maladroit dans son écriture, souvent perdus dans ses pensées, pourtant ce responsable technique en aéronautique essaie chaque jour de partager avec vous les actualités sur l'Empire du Milieu, avec notamment les éléments à la source que vous ne verrez probablement jamais ailleurs en France.

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