Shenzhou : la capsule chinoise bien au-delà de la copie

Née après plusieurs décennies d'hésitations sur l'engagement nécessaire à un programme spatial habité, la capsule Shenzhou a volé pour la première fois en 1999. Elle est directement inspirée de Soyouz, grâce à une série de partenariats… Gare toutefois à ne pas trop confondre les deux, même si elles servent le même but.

Autant partir avec comme base la capsule la plus fiable et régulière de tous les temps…

Programme spatial céleste

Les débuts de la Chine en orbite furent plutôt lents, même si le premier satellite en orbite en 1970 laissait augurer une montée en puissance progressive. Mais les tensions dans le pays, et les priorités du gouvernement communiste (dans les années 70 et 80, la Chine est un pays encore très pauvre) laissent de premières ébauches de véhicule spatial habité de côté. Le projet « 863 » prend sa source en 1985, dans une période très faste sur le spatial international : les USA planchent sur la station orbitale Freedom avec leur navette, les Européens posent les bases d'Hermès, la Russie est sur le point d'envoyer Mir en orbite… Il est temps que la Chine rattrape son retard. La phase préliminaire va durer, le projet n'est pas encore prioritaire. Et puis, faut-il travailler sur une capsule ou un engin de type navette ? Finalement, les décideurs tranchent : il n'y a pas encore le niveau technologique pour un avion spatial, ce sera une capsule.

Besoin d'inspiration…

Mais partir de la planche à dessin se révèle très compliqué pour tenir l'objectif de premiers vols pour le tournant du millénaire. La chute de l'Union soviétique offre heureusement l'opportunité de nouveaux partenariats, même si la Russie est initialement réticente à laisser la Chine accéder à Soyouz. En 1995, après 4 ans de bonnes relations, la Chine obtient le feu vert. L'année suivante, deux astronautes chinois (ou taïkonautes, même si astronaute est universel) se rendent à la Cité des Etoiles pour suivre la formation initiale, tandis que les équipes d'ingénierie reprennent les travaux à partir de la capsule russe.

Reste que le développement n'est pas un long fleuve tranquille. D'abord, parce que certains éléments sont vendus par la partie russe à des prix exorbitants, tandis que les équipes chinoises se sentent capables de développer elles-mêmes plusieurs parties critiques de la capsule. D'autre part, car Soyouz est un véhicule dont la conception remonte aux années 60 et que ses modifications successives n'ont pas toujours été « à la page » de la modernité. Enfin, parce que Shenzhou (le « vaisseau divin ») n'est pas une copie mais une version plus grande, plus lourde et un peu plus capable que son inspiration russe. Mais évidemment, elle lui ressemble beaucoup, et cette similitude lui collera à la peau pendant des décennies…

Shenzhou de bas en haut

Shenzhou est donc une capsule spatiale habitable, qui se divise en trois compartiments : le module de service (avec les réservoirs, les panneaux solaires principaux et les propulseurs), le module de descente (qui abrite les astronautes pour les phases de décollage et atterrissage) et le module orbital, qui est en quelque sorte une extension habitable pour les activités astronautiques en orbite, et peut servir de stockage. Shenzhou embarque jusqu'à trois astronautes, avec un volume intérieur pratiquement 12% plus important que celui du modèle russe. Ce qui semble peu, mais lorsqu'on voit les images des astronautes cela fait une grosse différence !

D'autre part, l'intérieur fait appel à une conception plus moderne, avec un usage plus important de commandes numériques (le cockpit chinois est du coup un peu différent). Surtout, son gain de taille lui permet d'embarquer plus de carburant pour plus d'autonomie, et un peu plus de souplesse d'usage. Le module orbital, par exemple, peut être détaché et évoluer seul comme un petit satellite, à condition d'être équipé de petits panneaux solaires, ce qui a été testé au début des années 2000.

Il faut la fusée qui va avec

Shenzhou n'a pas accès à la fusée Soyouz, ce qui mène évidemment à de nombreux travaux pour adapter l'une des versions des fusées Longue Marche (elle deviendra la CZ-2F) pour des lancements habités. Là encore, il y a des choix difficiles à faire car la Chine n'opère pas, comme les Américains ou les Russes, de lanceurs fonctionnant au kérosène (ou à l'hydrogène) + oxygène liquide, mais avec des composés chimiques beaucoup plus dangereux, qui sont avantageux car ils n'ont pas besoin d'être refroidis à des températures cryogéniques. Tant pis, des procédures seront adaptées.

Le lanceur reçoit aussi un système d'évacuation d'urgence sous la forme d'un mat autopropulsé (solution simple, encombrante mais efficace). CZ-2F est un lanceur qui, à cause de sa conception et de toutes les vérifications de sécurité, coûte très cher… Mais la Chine n'a pas d'alternative. Le premier lancement a lieu le 19 novembre 1999 depuis Jiuquan, et il vise autant à valider la fusée CZ-2F qu'à tester la capsule Shenzhou.

Premières tentatives intéressantes

Cette dernière fait effectivement, lors de ce vol, ses premières orbites… Mais il manque à cette date la majorité des sous-systèmes utiles à un vol habité, des panneaux solaires jusqu'aux systèmes vie en passant par l'évacuation d'urgence. Mais le programme fait tout de même un énorme bond en avant. La séparation des modules est validée, comme les modèles aérodynamiques pour la rentrée dans l'atmosphère. La fusée fonctionne bien, et le vol est un énorme succès public, puisqu'il a lieu l'année du cinquantenaire de la République Populaire de Chine. De nombreux observateurs sont surpris l'année suivante par l'absence d'un deuxième vol, mais le projet a besoin de temps, et Shenzhou se construit pour le long terme dans le cadre d'un très large plan en trois phases : le début des vols habités, les manœuvres, sorties, amarrages et prototypes nécessaires à la vie en orbite, puis l'installation progressive de stations orbitales pour disposer d'un accès autonome à un laboratoire et des missions longues. Pas question, donc, d'aller trop vite.

La deuxième mission de Shenzhou n'a lieu qu'en janvier 2001, mais c'est à nouveau un énorme pas en avant. Cette fois, le système de support vie est actif, ce qui permet d'embarquer dans le module de descente plusieurs animaux cobayes : un chien, un lapin, un singe, des souris… La mission embarque aussi de l'instrumentation scientifique et durera une semaine, avec plusieurs manœuvres en orbite. D'ailleurs, le module orbital restera autour de la Terre pratiquement 8 mois, pour tester cette nouvelle capacité. La mission est mise en avant comme une très franche réussite, et la plupart des équipements sont déjà validés… Mais plusieurs rapports laissent planer le doute sur la toute fin de la mission, avec un atterrissage qui aurait été beaucoup plus violent que prévu.

Peut-on vraiment tout tester ?

Shenzhou-3 (25 mars 2002) et Shenzhou-4 (29 décembre 2002) sont les deux derniers vols d'essai, qui permettent de valider les systèmes de sauvetage d'urgence, le monitoring des occupants de la capsule, de contrôler les paramètres à bord et en gros, de simuler tous les paramètres d'un vrai vol orbital habité. 4 vols, cela peut paraître beaucoup, mais il ne faut pas non plus oublier qu'en parallèle l'agence chinoise en a profité pour sélectionner ses astronautes, les entrainer, construire les installations pour assurer un programme habité sur le moyen et le long terme, etc. Les autorités ont beaucoup préparé le premier vol habité ainsi que la sélection de Yang Liwei, leur premier astronaute. Il décolle avec Shenzhou-5 le 15 octobre 2003, et manque de perdre la vie à cause de très importantes vibrations lors de la mise en orbite - mais c'est une longue histoire, et le problème a été progressivement corrigé.

Aujourd'hui, en particulier avec la Station orbitale chinoise (CSS) occupée de façon permanente, il y a environ deux lancements Shenzhou par an, le 13^e vol étant actuellement en cours et le plus long de toute la série.