Nouveau tir PSLV et le dur retour du spatial indien

Nouveau tir indien ce dimanche 28 février : à 5h54 (heure de Toulouse), une fusée PSLV-DL a décollé du Satish Dhawan Space Center. Il y avait à bord 19 satellites passagers. C’est le premier lancement indien de 2021.

L’année dernière, le spatial indien avait marqué une longue pause pour rejoindre l’effort national dans la lutte contre la pandémie qui a paralysé le pays. La crise de la Covid-19 a beaucoup retardé les grands projets d’exploration et de développement spatial, qui sont pourtant stratégique pour montrer la puissance du pays.

La PSLV-DL sur son pas de tir au Satish Dhawan Space Center (ISRO)

Le PSLV : pilier des lancements indiens

Il fait partie des plus vieux lanceurs en activité aujourd’hui, le PSLV n’a pas pris une ride depuis son premier vol en 1993. Au fil du temps il a été enrichi en différentes versions (version de base, puis les versions CA, G, DL, QL, et – la plus lourde –  XL), dont la capacité varie selon le nombre de boosters latéraux ajoutés au premier étage. C’est une PSLV-DL qui a décollé ce dimanche, équipée de deux boosters avec chacun 12 tonnes de poudre.

Le PSLV a quatre étages disposés dans un ordre qui peut paraître étrange. Le premier étage (PS1) utilise un moteur S139 à carburant solide, en plus de 1 à 6 boosters de taille variable. Le second étage (PS2) est à propulsion liquide à l’aide d’un moteur Vikas, qui est en fait une version du moteur Viking, connu pour avoir été utilisé dans les fusées Ariane 1-2-3-4, mais fabriqué sous licence indienne.

Le troisième étage (PS3) utilise lui aussi une propulsion solide, une fois que le lanceur est dans l’espace. Enfin, le dernier étage (PS4) utilise des moteurs à ergols liquides pour assurer la mise en orbite. Le dernier étage peut également servir de plateforme orbitale pour héberger des expériences embarquées. Il fournit énergie et communication pendant quelques mois avant de se désorbiter. Il a déjà servi comme tel quelques fois pour des expériences menées par des lycéens ou des étudiants indiens.

Premier lanceur indien à utiliser des carburants liquides, le Polar Satellite Launch Vehicle et la fusée-clé pour l’accès de l’Inde à l’espace. Sa polyvalence lui permet d’assurer des vols à destination de l’orbite héliosynchrone (capacité : 1750 kg de charge utile à 600km SSO) à un transfert vers l’orbite géostationnaire (capacité : 1425 kg). Le PSLV a notamment servi à envoyer la sonde Chandrayaan-1 vers l’orbite lunaire ou encore Mangalyaan vers Mars.

C’était le 53ème tir (51ème succès) du PSLV et son manifeste est encore bien rempli pour les années à suivre, notamment à cause des nombreux décalages. Depuis 1993, le PSLV a mis en orbite 342 satellites de 34 pays différents. Pour cette année et 2022, pas moins de 18 vols PSLV sont attendus.

Intégration du second étage sur le pas de tir, équipé de son moteur Vikas (ISRO)

Le développement des lanceurs indiens

L’agence spatiale indienne (ISRO) tente depuis plusieurs années de faire gagner en puissance et en diversité ses capacités de lancement. Elle dispose déjà d’un lanceur plus lourd, le GSLV, destiné à l’orbite géostationnaire (capacité 4000 kg), dont une version (MkIII) va servir pour le vol habité. L’ISRO a annoncé dans son plan décennal vouloir développer un nouveau lanceur lourd et réutilisable, l’agence souhaite aussi se lancer dans la propulsion au méthane-LOX.

Du côté des petits lanceurs, l’ISRO travaille depuis des années au développement du SSLV (Small Satellite Launch Vehicle), capable d’emporter 500kg de charge utile en orbite basse. Plusieurs fois le tir inaugural a été décalé, notamment à cause de la pandémie. Il devrait avoir lieu cette année.

L’ISRO ouvre surtout la voie au Newspace. Il existe au moins six start-ups porteuses de projets de micro-lanceurs :

  • Agnikul Cosmos : Agnibaan
    • Capacité : 100 kg à 700km SSO
    • 1er moteur développé par impression-3D
  • Bellatrix Aerospace : Chetak
    • Capacité : 150 kg à 700km SSO
    • Premier vol à partir de 2023
    • Réutilisable
  • OmSpace : Infinity One
    • Réutilisable
  • Skyroot Aerospace : Vikram I
    • Capacité : 225 kg à 500km SSO (autres version II et III plus lourdes)
    • Premier vol à partir de 2021
  • STAR Orbital : Phoenix
    • Premier vol à partir de 2026
  • Timewarp : Stardust
    • Capacité : 150 kg à 500km SSO

En pleine crise de la Covid-19, le gouvernement et l’ISRO ont mis en place une branche commerciale appelée NewSpace India Limited (NSIL), pour interagir avec les acteurs du spatial indien privé en pleine émergence. L’ISRO va d’ailleurs mettre son site de test moteur à disposition tandis que le gouvernement projette de construire un nouveau centre de lancement à Kulasekarapattinam, à l’extrême sud du sous-continent, permettant d’économiser du carburant, d’éviter le survol du Sri Lanka mais aussi pouvant accueillir les lanceurs privés à l’avenir.

La GSLV MkIII qui a emporté Chandrayaan-2 en 2019 (ISRO)

L’arrivée prochaine du spatial indien privé

La PSLV-DL a livré 19 passagers en orbite héliosynchrone. Le passager principal, Amazonia-1, a été livré à 778 km SSO. Les autres passagers ont été éjectés 98 minutes plus tard. C’est la première fois que l’Inde réalise un tir commercial via la NSIL. La prise en charge d’Amazonia-1 et des passagers étrangers a été faite en partenariat avec la société américaine de gestion de vol rideshare Spaceflight Inc. Les passagers indiens ont été pris en charge avec l’aide de l’Indian National Space Promotion and Authorization Center (INSPACe), créé en juin 2020 pour la promotion et la régulation du spatial privé indien.

Le vol était dédié au passager principal, le satellite d’observation brésilien Amazonia-1, intégralement développé au Brésil avec l’Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), l’institut dédié au spatial du Brésil. Amazonia-1 va étudier les ressources naturelles du pays à l’aide d’une optique observant en visible et proche-infrarouge, complété d’une caméra anglaise de 10m de résolution.

Parmi les autres passagers, on compte plusieurs satellites indiens. Parmi eux, il y a Sindhu Nedra, un petit satellite de l’Imarat Research Centre, laboratoire de la DRDO (défense indienne), pour détecter des navires suspects. Un autre passager est un cubesat-3U, appelé Satish Dhawan Sat, développé par Space Kidz India et dédié à la météo spatiale. Il y a également à l’intérieur du satellite une photo gravée du premier ministre indien Narendra Modi, qui a lancé la politique de libéralisation du spatial indien. Comme autre smallsat étranger, il y avait le cubesat-2U SAI-1Nanoconnect-2, de l’Université Nationale du Mexique.

Enfin, il y a les picosatellites. La société américaine Swarm Technologies avait à bord du vol 12 unités de sa constellation SpaceBEE, dédiée au relais de données, qui font la taille d’une disquette d’ordinateur. Puis les trois derniers passagers sont en réalité regroupé dans un seul picosatellite appelé UNITYsat. Il réunit des charges utiles développées par le Jeppiaar Institute of Technology (JITsat), le GH Raisoni College of Engineering (GHRCEsat) et le Sri Shakthi Institute of Technology (Sri Shakthi Sat). Ces trois charges utiles assureront du relais radio.

Il devait y avoir un autre passager à bord, le tout premier satellite développé par une entreprise privé en Inde (Pixxel India). Jusqu’à présent seule l’ISRO et des acteurs publics pouvaient construire un satellite en Inde. La nouvelle politique de libéralisation du spatial en Inde, lancée par le gouvernement va permettre et encourager l’arrivée du Newspace indien.

Image
Le satellite Amazonia-1 en salle blanche (INPE)

Le chemin de croix de l’astronaute indien

La crise de la Covid-19 a durement touché le pays et continue de l’impacter. L’ISRO a mis en pause quasiment toutes ses activités pendant des mois pour aider le gouvernement dans la lutte contre la pandémie. Résultat, le spatial indien n’a pas vraiment donné signe de vie pendant de longs mois et les grands projets de l’ISRO ont pris un an de retard.

Fer de lance des ambitions spatiales indienne, le rêve d’envoyer un astronaute indien dans l’espace. Depuis plusieurs années, l’ISRO y travaille et le Premier Ministre en a fait une priorité nationale. Le programme, nommé Gagayaan, a désormais une unité dédiée et avait comme objectif un premier vol habité en août 2022, à l’occasion du 75ème anniversaire de l’indépendance de l’Inde. Avant ce vol, deux autre vols de démonstration non habités doivent avoir lieu, à la fois pour tester l’aptitude de la fusée GSLV MkIII, mais aussi la capsule.

Finalement, les vols tests non habités l’auront pas lieu avant décembre 2020 pour le premier, et 2022-2023 pour le second. Pendant ce temps, les astronautes sont en train de d’entraîner à la Cité des Etoiles, à Moscou, en partenariat avec Roscosmos. Le CNES est également partenaire de l’ISRO dans cette quête de l’indépendance du vol habité, en apportant notamment des formations à la médecine spatiale, ainsi que des dispositifs de suivi de santé de l’astronaute.

Les quatre astronautes indiens, recruté dans l’Indian Air Force, devraient terminer leur entraînement de base en mars-avril. Notamment compris dans la base : conditions extrêmes et entraînement de survie, mais aussi des premiers cours théoriques. Le développement de la capsule continue, notamment avec le succès des tests du système d’éjection d’urgence.

La première mission habité du programme Gagayaan consistera à envoyer en orbite basse une capsule avec dedans une équipe de trois astronautes. Au-delà de premières missions tests en orbite à la façon de l’ancien programme Gemini de la NASA, l’ISRO a dans les cartons le projet de s’installer durablement dans l’espace, avec la construction d’une station spatiale. Cette station devrait pouvoir accueillir des astronautes internationaux. Par exemple, lors de la conférence de presse de l’ESA sur le lancement de la nouvelle campagne de recrutement, aucune option n’a été écartée.

Prototype de combinaison spatiale pour astronaute indien (Pallava Bagla / Corbis)

Les futures missions d’exploration spatiale

Le manifeste de l’ISRO pour 2021 compte des lancement de satellites d’observation de la Terre, de communication, et de navigation. La pandémie les a toutes décalé, mais plusieurs missions scientifiques sont en cours de préparation. Par exemple, le premier télescope spatial indien dédié à l’observation du Soleil, Aditya, devrait décoller fin 2021 ou en 2022. Il sera placé au point de Lagrange L1 du système Terre-Soleil.

Le programme lunaire prend plus de retard. Lors de la mise en orbite lunaire de Chandrayaan-2, la tentative de posé du lander Vikram en septembre 2019 fut un échec. On se souvient du Premier Ministre Narendra Modi réconfortant le directeur de l’ISRO, rappelant l’importance stratégique de cet objectif symbolique pour l’Inde, souhaitant montrer au monde et plus particulièrement à la Chine sa capacité à se poser sur la Lune. C’est le but de la mission Chandrayaan-3 qui ne comptera qu’un lander et un rover pour explorer une région proche du pôle sud sélène. L’orbiter de Chandrayaan-2 servira au relais radio. Le décollage de Chandrayaan-3 était prévu cette année, il a malheureusement été décalé à 2022.

Côté exploration planétaire, la sonde indienne Mangalyaan continue à bien fonctionner, en orbite martienne depuis 2014. L’ISRO a plutôt comme objectif proche la planète Vénus, avec la mission Shukrayaan-1 qui devrait partir vers 2024. D’ailleurs, le CNES sera une fois de plus partenaire de l’ISRO.

L’Inde et la France sont partenaires depuis de nombreuses années, notamment avec l’amitié qu’a entretenu l’ancien directeur du CNES Jacques Blâmont. L’Inde compte beaucoup sur les collaborations internationales pour doper son programme spatial. France, Australie, Etats-Unis, Russie, les liens sont forts pour rattraper au plus vite le retard face à la Chine.

La mission Shukrayaan-1 devrait se placer en orbite polaire autour de Vénus (ISRO)

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