Lancement du satellite quantique QSS

Le 16 Août 2016 à 01h40 heure de Pékin, le lanceur CZ-2D s’est décollée avec succès du centre de lancement spatial Jiuquan (JSLC), mettant en orbite héliosynchrone à 500km le premier satellite expérimental chinois en communication quantique, QSS (Quantum Science Satellite).

Deux autres satellites – un CubeSat 6U espagnol ³Cat-2 et un micro-satellite scientifique chinois LX-1 (力星一号) ont également été placé en orbite.

Le lancement

Conçu par l’Institut SAST du groupe CASC à partir du lanceur CZ-4A, le CZ-2D est un lanceur de 2 étages qui s’adresse à la fois aux lancements en orbite LEO et en orbite SSO.

La capacité d’emport de la fusée est de 3 100kg sur une orbite 175km x 355km x 63°.

En plus du satellite QSS, deux autres passagers ont profité du vol. Il s’agit d’un CubeSat 6U scientifique espagnol appelé ³Cat-2, et du satellite scientifique chinois LiXing-1 (LX-1) pour étudier la haute atmosphère.

Les journalistes de CCTV ont assisté à la préparation de T-1h du lancement –

L’allumage des moteurs du 1er étage de CZ-2D Y32 a eu lieu à 01:40:04.546 précisément –

2 NOTAMs ont été publiés pour le lancement de QSS, sa trajectoire confirme qu’il s’agit bien d’une orbite héliosynchrone –

A2050/16

Q) ZLHW/QRTCA/IV/BO/W/000/999/3533N09843E018
A) ZLHW B) 1608151733 C) 1608151800
E) A TEMPORARY RESTRICTED AREA ESTABLISHED BOUNDED BY:
N351710E0984540-N352046E0982620-N354948E0983423-N354456E0990018
BACK TO START.VERTICAL LIMITS:GND-UNL.
F) GND G) UNL

A2051/16

Q) ZLHW/QRTCA/IV/BO/W/000/999/3353N09811E029
A) ZLHW B) 1608151733 C) 1608151806
E) A TEMPORARY RESTRICTED AREA ESTABLISHED BOUNDED BY:
N332411E0981616-N332859E0975104-N342143E0980517-N341655E0983043
BACK TO START.VERTICAL LIMITS:GND-UNL.
F) GND G) UNL

Article - 2016 08 15 - Lancement du satellite quantique QUESS - 07

Depuis son premier lancement en Août 1992, le lanceur CZ-2D totalise 29 réussites sur 29 lancements. La fusée qui a placé le satellite QSS en orbite est la 32ᵉ de série, d’où sa référence de production Y32.

Le satellite quantique QSS

Conçu par les équipes scientifiques de l’Université chinoise USTC (University of Science and Technology of China), de l’Académie chinoise des sciences et du centre de microsatellite de Shanghai, le satellite QSS fait parti d’un projet qui a deux principaux objectifs scientifiques –

Article - 2016 08 15 - Lancement du satellite quantique QUESS - 01

Satellite QSS

  • Expérimenter la distribution quantique de clés (QKD : Quantum Key Distribution) à grande vitesse entre l’espace et le sol, et la faisabilité technique d’un réseau de communication à longue distance (> 1 000km Sol-Sol, > 500km Espace-Sol)
  • Mener des expériences sur l’intrication quantique et la téléportation quantique, pour valider certaines théories en physique quantique

Le parcours du QSS commence en 2003 quand les chercheurs de l’Université USTC, menés par l’académicien PAN Jian Wei, ont évoqué l’intérêt de lancer un satellite expérimental dans le domaine de communication quantique. Un dossier officiel a été soumis à l’Académie chinoise des sciences (CAS) 6 ans après quand les conditions sont réunies.

Ordinateur de mission (Mars 2015)

Ordinateur de mission (Mars 2015)

En Janvier 2011, la CAS a intégré le dossier dans le cadre du « Programme prioritaire stratégique en sciences de l’espace ». Le dossier a été approuvé en Décembre de la même année, et le projet est lancé.

La définition de la mission et la spécification du satellite QSS ainsi que le développement des technologies clés sont terminées en fin 2012.

Les premiers tests électroniques des composants sont démarrés en Septembre 2013, et l’assemblage physique du premier prototype a commencé un mois après.

Le prototype de QSS a terminé ses essais thermiques en Décembre 2013.

10 mois avant le lancement, les ingénieurs du satellite demandent que l’orbite cible soit passée de 600km d’altitude à 500km, compte tenu de l’impaction de la radiation spatiale.

Le lancement initialement prévu en Juillet a finalement été repoussé en Août à cause d’un problème de satellite qu’on ignore les détails. Ce retard a obligé les wagons qui transportent la fusée CZ-2D de rester plus de 20 jours en hangar.

QSS compte 4 charges utiles principales – le distributeur quantique de clés, la source d’intrication quantique, l’émetteur d’intrication quantique et l’ordinateur de missions. Sa masse totale est d’environ 620kg.

La communication entre le satellite et le sol est faite par laser aux débits de 2,5Gbps / 5Gbps.

En collaboration partielle avec l’Europe, notamment avec le physicien autrichien Anton ZEILINGER, qui est également le directeur de thèse de PAN Jian Wei, les scientifiques européens ont manifestés un fort intérêt sur le projet.

Voici quelques unes de leurs réactions (en anglais) –

L’ensemble des expériences sera mené par le satellite QSS, 1 plateforme spatiale de la téléportation quantique installée sur le laboratoire spatial TG-2, 1 centre de coordination à Shanghai, et 5 stations de communication quantique au sol en Chine.

Une autre station au sol pourrait se situer en Autriche.

La durée de vie du satellite QSS est de 2 ans. Si les expériences sont réussies, la Chine compte étendre le réseau de communication quantique jusqu’en Europe, et de lancer 30 satellites de communication quantique d’ici 2030 pour couvrir tout le globe.

Une fois entrée en orbite, le satellite QSS va effectuer un certain nombre d’essais durant 3 mois, avant de passer en phase d’exploitation.

En attendant, la ville de Hefei est devenue, en 2012, la première ville chinoise qui dispose d’un réseau de communication quantique composés de 46 nœuds, suivie par la ville de Jinan peu après.

D’ici fin 2016, le réseau de Pékin ainsi que celui de Shanghai vont également se connecter ensemble pour former la 1ère autoroute de communication quantique en Chine. Les données qui concernent la défense nationale et la finance seront les premières à bénéficier du réseau.

Selon les premiers TLEs de NORAD, 3 objets sont satellisés pour le moment –

2016-051A 
1 41731U 16051A   16228.86113285 -.00000070  00000-0  00000+0 0  9999
2 41731  97.3577 144.6407 0011764 256.1220 189.8998 15.23209994    27

2016-051B
1 41732U 16051B   16228.86113189 -.00000071  00000-0  00000+0 0  9994
2 41732  97.3525 144.6435 0014366 259.2237 186.8882 15.24082021    25

2016-051C
1 41733U 16051C   16228.86149675 -.00000071  00000-0  00000+0 0  9994
2 41733  97.3759 144.6631 0013464 267.2731 180.9213 15.23766959    19

L’objet 2016-051A devrait être le satellite QSS, qui a été mis sur une orbite initiale de 485km x 504km x 97.38°. Sa périodicité est de 94.5min.

A noter que cette orbite annoncée par NORAD est différente de celle indiquée par le centre de contrôle spatial chinois, qui est de 498km x 503km x 97.4°.

Un jour avant le lancement de QSS, les Chinois ont donné un nom chinois au satellite – le « Mozi » (墨子). Mozi est un philosophe chinois qui vécut de 479 à 392 av. J.-C., il est le premier à supposer que la lumière se propage de manière rectiligne et a conçu une expérience avec un sténopé.

Le satellite LiXing-1 (LX-1)

Appelé aussi « satellite d’expériences scientifiques de l’atmosphère raréfiée » (稀薄大气科学实验卫星), on ne sait que peu de chose sur ce satellite, à part qu’il pèse dans les 110kg.

L’article publié par l’Institut de la mécanique de l’Académie chinoise des sciences après le lancement semble indiquer que cet institut est l’utilisateur principal du satellite.

Selon le texte, le satellite LX-1 va aller à son orbite cible par ses propres efforts, qui se situe « entre 100 et 150km d’altitude ».

Cet institut est fortement lié à la R&D fondamentale des programmes hypersoniques chinois, il est possible donc que ce satellite fasse parti de ces recherches et sert à analyser / cartographier la composition détaillée de la haute atmosphère, qui est utile pour trouver des couloirs idéals de passage remplissant les conditions QEDC (Quasi Equilibrium Glide Condition).

Ces conditions serviront à planifier les points de navigation pour les planeurs hypersoniques, par exemple.

4 jours après le lancement de LX-1, le satellite se trouve sur une orbite très basse de 114km x 123km x 97,35°.

LIXING-1 (LX-1)
1 41733U 16051C   16232.51887598  .01476011  25927-5  88484-5 0  9993
2 41733  97.3458 148.9302 0007426 267.7603 175.4520 16.54555299   604

Le segment sol

Le segment sol du projet est composé d’un centre de coordination et de contrôle à Shanghai et de 5 stations au sol.

Les stations de Xinglong (Pékin), Nanshan (Urumqi), Delingha (Qinghai) et Lijiang (Yunnan) participeront aux expériences de la QKD et de l’intrication quantique, tandis que la station de Ngari au Tibet participera aux essais de téléportation quantique entre le laboratoire spatial TG-2, qui sera lancé en Septembre cette année, et le satellite QSS.

1 centre de coordination et 5 stations au sol du projet QUESS

1 centre de coordination et 5 stations au sol du projet QSS

Les journalistes de CCTV ont rendu visite à certaines de ces stations au sol avant le lancement –

  • Le centre de contrôle à Shanghai
  • La station au sol de Lijiang, dans la province de Yunnan au Sud de la Chine
  • La station au sol de Xinglong, près de Pékin
  • La station au sol de Nanshan, dans la province de Xinjiang

Statistique

Ce lancement est le 12ᵉ lancement spatial chinois en 2016, le 29ᵉ pour le lanceur CZ-2D, et le 234ᵉ pour la famille des lanceurs Longue Marche.

Pour l’heure, les fusées Longue Marche du groupe CASC totalisent 225 succès pour 9 échecs, soit un taux de réussite de 96,15%.

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

Tableau de suivi des lancements spatiaux chinois - Date : 2016-08-16

Tableau de suivi des lancements spatiaux chinois – Date : 2016-08-16

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 perdu dans ses pensées, ce responsable technique en aéronautique essaie pourtant de partager avec vous chaque jour 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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