Tianzhou (véhicule spatial)
cargo spatial chinois
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Tianzhou (chinois : 天舟 ; pinyin : ; litt. « vaisseau céleste ») est un véhicule cargo spatial chinois conçu pour emporter jusqu'à 7,4 tonnes de fret pour ravitailler une station spatiale en orbite terrestre basse. Il est construit par la Société de sciences et technologies aérospatiales de Chine (CASC), en particulier par sa filiale l'Académie chinoise de technologie spatiale (CAST), pour le compte de l'Agence chinoise des vols spatiaux habités (CMSA). Il est lancé depuis la base de lancement de Wenchang sur l'île d'Hainan à bord d'une fusée Longue Marche 7, il a volé une dizaine de fois.
Vaisseau cargo spatial
| Organisation |
 CMSA |
|---|---|
| Constructeur |
CASC |
| Type de vaisseau | Véhicule cargo |
| Lanceur | Longue Marche 7 |
| Base de lancement | Wenchang |
| Premier vol | 20 avril 2017 |
| Nombre de vols | 9 |
| Statut | opérationnel |
| Hauteur | 10,4 m |
|---|---|
| Diamètre | 3,35 m |
| Masse à sec | 7 t |
| Masse totale |
13,5 t 14 t (amélioré) |
| Ergols | 2 t |
| Source énergie | panneaux solaires |
| Destination | Orbite basse |
|---|---|
| Fret total |
6,5 t 7,4 t (amélioré) |
| Volume pressurisé | 40 m3 |
| Autonomie | 8 mois |
| Puissance électrique |
4500 W (max) 1900 W (moyenne) |
| Type d'écoutille | Chinese Docking Mechanism (en) |
| Rendez-vous | automatique |
Le développement d'un véhicule cargo est lancé en 2012 afin d'assurer le ravitaillement de la station spatiale chinoise alors en projet, son architecture est directement dérivée des petites stations spatiales Tiangong 1 et 2. Le premier exemplaire est lancé en 2017 et s'amarre automatiquement à la station Tiangong 2, après quoi il teste avec succès le transfert d'ergols. À partir de 2021, il assure régulièrement le ravitaillement de la station spatiale chinoise avec un à deux vols par an.
Long de 10 mètres et d'une masse d'environ 14 tonnes, le véhicule Tianzhou est composé de deux sous-ensembles : à l'arrière le module de service regroupant regroupant la propulsion, les réservoirs, l'avionique, le contrôle thermique et les panneaux solaires ; et à l'avant le module cargo pressurisé où se trouve le fret et le port d'amarrage. Il est conçu pour rester amarré jusqu'à 8 mois à la station spatiale, où il sert d'espace de stockage et réhausse régulièrement l'orbite contre la trainée atmosphérique. Une fois sa mission terminée, il est chargé des déchets de la station et détruit lors de sa rentrée atmosphérique au-dessus de l'océan.
Historique
Le développement du vaisseau Tianzhou débute en . Il doit permettre le ravitaillement de la station spatiale et le transport de carburant pour sa propulsion. Il doit également récupérer les déchets produits au cours des séjours dans la station qui seront détruits avec le vaisseau cargo lors de sa rentrée dans l'atmosphère[1].
Caractéristiques techniques
De manière classique, le cargo spatial Tianzhou comprend deux sous-ensembles : le module de service dans lequel se trouve la propulsion, le système d'énergie et les différents équipements nécessaires au fonctionnement du vaisseau, et le module orbital contenant le fret.
Module de service
Le module de service est similaire au module de service de la station spatiale Tiangong 1 avec quelques modifications : un nombre plus important de réservoirs d'ergols, et un système de propulsion plus puissant (poussée multipliée par une facteur de 1,6). Le module est long de 3,3 mètres et a un diamètre de 2,8 mètres. La propulsion principale utilisée pour les manœuvres orbitales est constituée de 4 moteurs-fusées d'une poussée unitaire de 490 newtons qui utilisent des ergols hypergoliques (hydrazine et peroxyde d'azote). Trois panneaux solaires déployés en orbite et constitués de cellules solaires triple jonction à base d'arséniure de gallium ont une puissance électrique de 4,5 kW et fournissent en moyenne 1,9 kW[2].
Module cargo
Le module cargo a une longueur de 5 mètres et dispose dans sa version de base d'une soute pressurisée pour transporter le fret dont le volume est de 15 m3. Ce module dispose à l'extérieur de radiateurs qui permettent de dissiper jusqu'à 2 kW de chaleur. Ce système de régulation thermique est utilisé pour le module cargo mais également pour le module de service grâce à un réseau de caloducs. La partie avant est équipée d'une écoutille de type APAS qui permet également d'établir des liaisons électriques ainsi que 4 canalisations utilisées pour le transfert des fluides (oxygène, eau, ergols) dans les réservoirs de la station spatiale[2].
Versions
Trois versions du vaisseau cargo sont prévues[2] :
- La version de base, qui est la première à voler, peut emporter 6,5 tonnes de fret dans sa soute pressurisée.
- Une version semi-pressurisée comportant un module pressurisé de plus petite taille et une soute non pressurisée (exposée à l'espace) similaire à celle du vaisseau HTV japonais.
- Enfin la troisième version n'emporte que du fret stocké dans une soute non pressurisée de 4x3 mètres dont la masse maximale est d'environ 5 tonnes.
Il est prévu que le fret non pressurisé soit transféré vers la station spatiale chinoise à l'aide d'un bras télécommandé depuis cette station.
Missions
Mission inaugurale vers Tiangong 2 (avril 2017)
La première mission du cargo spatial débute le . Le vaisseau, dont la masse au lancement est de 12 910 kg, est placé en orbite par le lanceur Longue Marche 7 tiré depuis la base de lancement de Wenchang dont c'est le deuxième vol[3]. Au cours des deux jours suivants, le vaisseau effectue plusieurs manœuvres orbitales pour élever son orbite et se rapprocher de la station spatiale Tiangong 2 placée en orbite en . Le vaisseau effectue une manœuvre de rendez-vous et s'amarre de manière complètement automatique dès la première tentative le à 4 h16 UTC[4].
Mission Tianzhou 2 vers Tianhe (mai 2021-mars 2022)
Après son décollage de la base de lancement de Wenchang sur une Longue Marche 7, le à 12:55 UTC [5], le vaisseau cargo a réussi son amarrage automatique au port arrière du module Tianhe à 21:01 UTC[6].
Dans un module pressurisé, il contient 4,69 t de fret, dont des denrées alimentaires pour trois mois, des combinaisons spatiales pour EVA, mais doit aussi transférer à la station 1,95 t de carburant, le tout en prévision de l'arrivée de la mission habitée Shenzhou 12 en juin[7].
Historique des vols
| Mission | Lancement | Désorbitation | Objectif | Résultat |
|---|---|---|---|---|
| Tianzhou 1 | 20 avril 2017 | 22 septembre 2017 | Vol d'essai, amarrage à la station Tiangong 2 | Succès |
| Tianzhou 2 | 29 mai 2021 | 31 mars 2022 | Ravitaillement de la station spatiale chinoise | Succès |
| Tianzhou 3 | 20 septembre 2021 | 27 juillet 2022 | Ravitaillement de la station spatiale chinoise | Succès |
| Tianzhou 4 | 9 mai 2022 | 14 novembre 2022 | Ravitaillement de la station spatiale chinoise | Succès |
| Tianzhou 5 | 12 novembre 2022 | 12 septembre 2023 | Ravitaillement de la station spatiale chinoise | Succès |
| Tianzhou 6 | 10 mai 2023 | 19 janvier 2024 | Ravitaillement de la station spatiale chinoise | Succès |
| Tianzhou 7 | 17 janvier 2024 | 17 novembre 2024 | Ravitaillement de la station spatiale chinoise | Succès |
| Tianzhou 8 | 15 novembre 2024 | 8 juillet 2025 | Ravitaillement de la station spatiale chinoise | Succès |
| Tianzhou 9 | 14 juillet 2025 | Ravitaillement de la station spatiale chinoise | En cours |
