La station spatiale chinoise se prépare à accueillir 1 000 expériences scientifiques

La Chine a lancé le cœur de sa station spatiale en avril et envoyé trois astronautes en juin. Mais même s’il ne sera probablement pas terminé avant la fin de 2022, il y a déjà une longue file d’expériences du monde entier qui attendent de commencer. Des scientifiques chinois ont déclaré Nature que l’Agence spatiale chinoise habitée (CMSA) a provisoirement approuvé plus de 1 000 expériences, dont plusieurs ont déjà été lancées.

Avant avril, la Station spatiale internationale (ISS) était le seul laboratoire spatial en orbite, et de nombreux chercheurs disent que Tiangong (ou “palais céleste”) est un ajout bienvenu à l’observation astronomique et terrestre, et pour étudier comment la microgravité et le rayonnement cosmique affecter les phénomènes. comme la croissance bactérienne et le mélange de fluides.

Cependant, d’autres soutiennent que les stations spatiales habitées sont chères et servent un objectif politique plutôt que scientifique.

“L’accès scientifique accru à l’espace présente un avantage scientifique mondial, quel que soit le constructeur et l’exploitant des plates-formes”, a déclaré Julie Robinson, scientifique en chef pour l’exploration et les opérations humaines au siège de la NASA à Washington DC.

“Nous avons besoin de plus de stations spatiales, car une seule station spatiale n’est certainement pas suffisante”, ajoute Agnieszka Pollo, astrophysicienne au Centre national de recherche nucléaire de Varsovie, qui fait partie d’une équipe qui envoie une expérience pour étudier les sursauts .

Ouvert sur le monde

L’ISS a été lancée en 1998, dans le cadre d’un partenariat entre les agences spatiales des États-Unis, de la Russie, de l’Europe, du Japon et du Canada (voir ‘Variations sur un thème’). Il a hébergé plus de 3 000 expériences depuis lors, mais la Chine n’y a pas accès en raison de la réglementation américaine qui interdit à la NASA d’utiliser des fonds pour collaborer avec la Chine.

Bien que la plupart des expériences prévues à Tiangong impliqueront des chercheurs chinois, la Chine affirme que sa station spatiale sera ouverte à la collaboration de tous les pays, y compris les États-Unis.

En juin 2019, la CMSA et le Bureau des Nations Unies pour les affaires spatiales (UNOOSA), qui promeut la collaboration dans l’espace, ont sélectionné neuf expériences, en plus des 1 000 que la Chine a provisoirement approuvées, à mener une fois la station spatiale terminée. Simonetta Di Pippo, directrice de l’UNOOSA à Vienne, affirme que celles-ci concernent 23 institutions dans 17 pays.

La Chine a précédemment lancé deux petits laboratoires spatiaux : Tiangong-1 et Tiangong-2. Celles-ci abritaient plus de 100 expériences, faisant le tour de la Terre pendant plusieurs années, mais ne sont plus en orbite.

La station spatiale offre de nouvelles installations et la Chine encourage des expériences qui n’avaient jamais été tentées auparavant dans l’espace, explique Tricia Larose, chercheuse médicale à l’Université d’Oslo, qui dirige un projet prévu pour 2026. “Ils disent, oui, construisez votre matériel, rendez-le tout neuf, faites quelque chose qui n’a jamais été fait auparavant et envoyez-le-nous.”

Bien que la plupart des projets approuvés à ce jour soient dirigés par des chercheurs chinois, beaucoup ont des collaborateurs internationaux, explique Zhang Shuang-Nan, astrophysicien à l’Institut de physique des hautes énergies de l’Académie chinoise des sciences (CAS) à Pékin, qui conseille le CMSA. .

« Les salles de jeux des scientifiques »

La première section de Tiangong à arriver était un module central connu sous le nom de Tianhe (« harmonie des cieux »). Fin mai, un cargo nommé Tianzhou-2 (“navire céleste”) a été envoyé et amarré, livrant du carburant, des combinaisons spatiales et du matériel expérimental. En juin, trois astronautes chinois, ou « taïkonautes », à bord de Shenzhou-12 (« navire divin ») ont également accosté, entrant dans la chambre de 17 mètres de long qui sera leur maison pendant les trois prochains mois.

Au cours de la prochaine année ou plus, CMSA enverra huit autres missions à Tiangong. Deux livreront les modules Wentian (“recherche du ciel”) et Mengtian (“rêver du ciel”), qui accueilleront principalement des expériences scientifiques (voir “La première station spatiale chinoise”).

Ce seront “les salles de jeux des scientifiques”, explique Paulo de Souza, physicien à l’université Griffith de Brisbane, en Australie, qui développe des capteurs utilisés dans l’espace.

La station spatiale disposera de plus de 20 racks expérimentaux, qui sont des mini-laboratoires avec des environnements fermés sous pression, a déclaré Yang Yang, directeur de la coopération internationale au Centre de technologie et d’ingénierie CAS pour l’utilisation de l’espace à Pékin. À l’extérieur, il y aura 67 points de connexion pour le matériel de recherche face à la Terre ou au ciel, dit Yang, et un puissant ordinateur central traitera les données des expériences avant de les renvoyer sur Terre.

Organoïdes et matière noire

Les expériences qui sont envoyées à la nouvelle station spatiale couvrent de nombreux domaines. Zhang est le chercheur principal de HERD (High Energy Cosmic Radiation Detection Facility), qui est un partenariat impliquant l’Italie, la Suisse, l’Espagne et l’Allemagne, prévu pour 2027. Ce détecteur de particules étudiera la matière noire et les rayons cosmiques, et il coûtera environ 1 milliard à 2 milliards de yuans (de 155 à 310 millions de dollars), dit Zhang.

Zhang et Pollo sont également impliqués dans POLAR-2, qui étudiera la polarisation des rayons émis par des sursauts importants et distants, dans le but de clarifier les propriétés des sursauts et peut-être même des ondes gravitationnelles.

Larose prévoit d’envoyer des taches 3D de tissus intestinaux sains et cancéreux, appelés organoïdes. Vous voulez savoir si l’environnement à très faible gravité ralentira ou arrêtera la croissance des cellules cancéreuses, ce qui pourrait conduire à de nouvelles thérapies.

D’autres projets de scientifiques indiens et mexicains étudieront les émissions ultraviolettes des nébuleuses et les données infrarouges de la Terre pour étudier les conditions météorologiques et les causes des tempêtes intenses.

Bien que de nombreux projets soient des partenariats entre des scientifiques chinois et occidentaux, les tensions géopolitiques ont rendu les collaborations difficiles, note Larose. Elle dit que la Norvège n’a pas encore signé d’accord bilatéral avec la Chine pour donner son feu vert à son projet. Merlin Kole, astrophysicien à l’Université de Genève en Suisse, qui travaille également sur POLAR-2, ajoute qu’une conformité plus stricte aux réglementations en matière d’exportation signifie qu’il y a une bureaucratie supplémentaire dans l’expédition de matériel électronique vers la Chine.

Mais Di Pippo affirme que les tensions jusqu’à présent n’ont eu aucun impact sur l’avancement des projets sélectionnés par l’UNOOSA, ajoutant que l’agence est en pourparlers avec CMSA pour envoyer plus d’expériences à Tiangong d’ici la fin de l’année prochaine.

Les retours scientifiques pour de l’argent

Certains scientifiques ont fait valoir que les stations spatiales habitées sont un gaspillage d’argent : le coût de Tiangong n’a pas été rendu public, mais l’ISS a coûté environ 100 milliards d’euros (118 milliards de dollars) à construire et à entretenir au cours de sa première décennie. .

“Avec les missions robotiques, il y aurait un bien plus grand avantage scientifique pour l’argent”, a déclaré Gregory Kulacki, analyste sur les questions de sécurité en Chine pour l’Union of Concerned Scientists, un groupe de défense basé à Cambridge, Massachusetts. « En Chine, comme aux États-Unis, il y a eu une tension entre les scientifiques qui veulent faire la meilleure science possible et préfèrent les missions robotiques, et les gouvernements qui veulent utiliser des programmes de vols spatiaux habités principalement à des fins politiques. “

Mais d’autres chercheurs soulignent que si les satellites offrent une alternative pour certaines observations, pour de nombreuses expériences, en particulier celles qui nécessitent la microgravité, les stations spatiales habitées sont essentielles. Ils offrent un lieu d’observation à long terme, une capacité de traitement des données et un accès pour les astronautes qui peuvent effectuer la maintenance et mener des expériences.

En outre, en plus d’accueillir des expériences de chercheurs, Tiangong est destiné à tester les technologies de voyage spatial humain pour soutenir les objectifs d’exploration spatiale de la Chine, a déclaré Zhang.

Étant donné que le financement actuel de l’ISS ne durera qu’entre 2024 et 2028, il est également possible que Tiangong devienne à terme la seule station spatiale fonctionnelle de la Terre.

Tiangong devrait fonctionner pendant au moins une décennie, et la Chine envisage déjà de lancer d’autres engins spatiaux pour travailler en tandem avec lui. Le télescope spatial China Survey, ou Xuntian (« surveiller le ciel »), est un télescope optique de deux mètres qui rivalisera avec le télescope spatial Hubble de la NASA et s’arrimera périodiquement à Tiangong pour le ravitaillement et la maintenance. Prévu pour être lancé en 2023, il disposera d’un champ de vision plus large pour observer l’Univers profond que Hubble.