Rétrospective : le grand bilan spatial de 2020

Cette année spatiale 2020 aura été aussi chargée que prévu ! Des joies, de nouvelles découvertes, quelques déceptions, et beaucoup de retards liés notamment à la crise sanitaire. Mais finalement, quelques projets fous et quelques sondes planétaires plus loin, l'exploration spatiale nous a fait rêver.

Et pour 2020, c'était déjà pas mal.

Les visiteurs du Système solaire

Ce sont les héros inanimés de notre rubrique « Espace » : les sondes d'exploration et autres véhicules interplanétaires. En 2020, elles ont été très actives.

Le Soleil

La star cette année, c'est Solar Orbiter ! La mission de l'ESA (et NASA) a décollé le 10 février et entamé son long trajet pour aller observer pour la première fois les pôles de notre étoile. En juin, à 77 millions de kilomètres du Soleil, elle a capturé les plus proches images de sa « surface » et déjà aidé à identifier de nouvelles petites formations éruptives. Pour incliner sa trajectoire avant 2023, elle s'aide des survols planétaires de la Terre et de Venus. La sonde solaire Parker, de son côté, progresse elle aussi en plongeant dans l'environnement immédiat du Soleil pour ses mesures. En 2020, elle a battu un record de distance en passant à seulement 14,2 millions de kilomètres de notre étoile !

Cette année, on a aussi fêté plusieurs anniversaires marquants de missions héliophysiques qui se portent bien : les 25 ans de Soho, les 10 ans de SDO…

Mercure

Patience, patience : la mission européenne et japonaise BepiColombo est en route. Cette dernière a survolé la Terre et Venus cette année pour se freiner, et passera pour la première fois près de son objectif final en 2021. Entre temps, les équipes de la mission s'entraînent à des campagnes de mesures rapides.

Venus

La discrète sonde japonaise Akatsuki est toujours active sur place, et étudie l'atmosphère de notre voisine infernale. Mouvements de nuages et orages n'ont plus de secrets pour elle. Malheureusement, elle n'est pas équipée pour étudier la composition de cette atmosphère.

Mars

Cette année, Curiosity a poursuivi son périple vers l'Est, forant à plusieurs reprises pour étudier la composition du sol, sur les pentes au bas du Mont Sharp. Il se déplace vers une zone que les scientifiques espèrent riche en sulfates et s'arrête régulièrement pour des mesures avec son laser ou son microscope. A côté de l'atterrisseur InSight, le capteur SEIS continue d'écouter les tremblements de Mars, tandis que sans relâche l'équipe allemande de l'instrument HP3 tente d'enfoncer la tête de forage de ce long radiomètre sous la surface (les progrès en 2020 sont prometteurs !).

Ce sont toutefois les véhicules en route pour Mars qui ont marqué 2020, puisqu'ils sont trois à être en route pour la planète rouge. L'orbiteur émirati Hope, le rover Perseverance et son petit hélicoptère Ingenuity américains et la complexe mission chinoise Tianwen-1 (avec orbiteur, atterrisseur et rover) sont en chemin depuis juillet. Un regret toutefois, celui de voir le rover européen Rosalind Franklin et sa plateforme d'atterrissage russe Kazachok restés sur Terre : la mission ExoMars n'a pu être prête à temps.

Astéroïdes

2020 fut un véritable festival pour les missions centrées sur ces petits corps, et les scientifiques sur Terre ont reçu une quantité incroyable de nouvelles données. La mission japonaise Hayabusa2 s'est terminée en fanfare avec le retour de ses échantillons (5,4 grammes de l'astéroïde Ryugu) sur Terre après un an de trajet ce 6 décembre, et les équipes vont commencer à étudier dès qu'ils auront terminé l'inventaire. En bonus, la sonde a démarré un périple de 11 ans pour étudier deux nouveaux astéroïdes, dans une prolongation inédite que l'on doit à la précision des manœuvres qui ont permis d'économiser du carburant.

Positionnée près de l'astéroïde Bennu depuis décembre 2018, la sonde OSIRIS-REx est descendue à la surface le 20 octobre pour récolter à son tour des matériaux à la surface. Ce qui a si bien fonctionné que le collecteur, chargé à ras-bord, n'a pas pu se fermer. Heureusement, le boitier et la capsule de retour sont à présent scellés, et la mission entamera dans les mois à venir son trajet pour déposer ses quelques centaines de grammes espérés dans le désert en Utah.

Jupiter

La géante gazeuse et ses tourbillons de nuages sont scrutés de près par la mission Juno, qui la survole et la frôle une fois tous les deux mois… Une nouvelle extension de mission est à l'étude, et les capteurs sont en bon état : de quoi observer encore plusieurs années la « grande tache rouge » qui rétrécit et les incroyables tempêtes larges comme une planète.

Saturne

En cette fin d'année, elle s'est réunie avec Jupiter pour le plus grand plaisir des astronomes amateurs et professionnels qui ont saisi l'occasion pour d'impressionnants clichés, dans une conjonction qui n'était plus apparue dans le ciel depuis 1623.

Neptune

Peut-être la géante lointaine aura-elle à nouveau le droit à une mission. Enfin pas elle, mais plutôt sa lune principale. La NASA a sélectionné en février quatre finalistes pour son programme Discovery, dont deux missions vers Venus, une pour la lune Io (Jupiter) et Trident, qui partirait pour survoler Triton.

Les deux missions Voyager continuent leur parcours loin du Soleil, et même hors de l'héliosphère. Moment de tension au début de l'automne : l'antenne qui permet de communiquer avec Voyager 2 en Australie était en travaux pour plus de six mois. Elle a été réactivée, et échange correctement les données avec la sonde à presque 19 milliards de kilomètres.

Proches de la Terre, mais tournées vers l'univers

De nombreuses missions tentent de déchiffrer notre passé, la physique des galaxies ou les événements les plus extrêmes de l'univers comme le télescope russo-allemand Spektr-RG. Le télescope européen Gaia vient de publier la version initiale de son troisième catalogue, regroupant plus de 1,8 milliard d'étoiles dans notre voisinage immédiat. Un relevé si précis qu'il permet de comprendre la dynamique des déplacements dans les nuages de Magellan comme dans notre « branche » de la Voie Lactée.

La Chine a envoyé en décembre le double observatoire orbital GECAM, qui tentera de faire des mesures complémentaires des détections terrestres pour les ondes gravitationnelles. Le petit véhicule DSCOVR qui sert de « lanceur d'alerte » pour les éruptions solaires est revenu en activité l'été dernier, tandis que le plus célèbre des télescopes spatiaux, Hubble, continue ses campagnes d'observation (il vient d'identifier une exoplanète de la taille de Jupiter dont l'orbite dure 15 000 ans) du haut de ses 30 ans fêtés en avril, dont 20 ans d'occupation continue.

En janvier dernier, la NASA a mis a la retraite le télescope infrarouge Spitzer après 16 ans de bons et loyaux services, tandis que le prochain « grand » véhicule à observer l'univers en infrarouge, le télescope James Webb, est toujours en préparation en Californie avant son départ en 2021 pour le décollage sous la coiffe d'Ariane 5. Cette fois, après pratiquement 20 ans de travaux, les équipes sont optimistes pour que le mastodonte et ses 18 miroirs puisse prendre le chemin du point de Lagrange L2 en octobre prochain ! La NASA en a profité cette année pour baptiser son futur télescope à large champ (autrefois WFIRST) « Nancy Grace Roman ».

Autour de la Terre : du progrès et des constellations

D'autres missions ont été envoyées en orbite pour observer la Terre. C'est le cas notamment de Sentinel-6 « Michael Freilich » en novembre, spécialisé dans la mesure du niveau de la mer, qui prendra la relève des missions franco-américaines Jason pour continuer de suivre l'évolution de nos océans. De nombreuses entreprises privées ont aussi étendu leurs services, et il est presque impossible de toutes les lister. Il y a notamment Planet Labs et ses satellites SkySat, Spaceflight Industries et ses Blacksky, Satellogic et ses NuSat (15 unités cette année)… Et ce n'est que dans le domaine visible ! On a vu fleurir cette année les nouveautés dans le domaine de l'observation Radar avec IceEye, Synspective et Capella Space : les startups se portent bien et innovent en série ! En France notamment, il y a lieu de se réjouir : les bretons d'Unseenlabs poursuivent le déploiement de leurs satellites d'écoute électronique, et les deux PME phares de la propulsion ionique ThrustMe et Exotrail ont marqué l'année avec l'envol de leur technologies en orbite.

En 2020, la technique évolue. En février, le véhicule de service de Northrop Grumman (le MEV-1) a réussi à s'amarrer pour la première fois à un satellite dans une région « cimetière » de l'orbite géostationnaire pour le ramener en activité et étendre sa durée de vie sur 5 ans. Quelques mois plus tard, un second MEV décollait à son tour. Cette année aussi, des satellites « largueurs de CubeSats » sont arrivés en orbite, procurant de nouveaux services à la demande pour leurs clients (notamment celui des Italiens de D-Orbit en septembre). Un nouveau sas commercial « Bishop » a été transporté sur l'ISS pour le compte de la NASA et de l'opérateur Nanoracks, pour une gestion plus efficace de l'éjection de satellites depuis la station.

Mais la grande nouveauté autour de la Terre, c'est surtout l'arrivée par centaines des satellites des constellations de connectivité en orbite basse. La première est celle de OneWeb, qui affiche aujourd'hui 110 satellites au compteur et qui a connu une année compliquée : après deux lancements réussis de 34 satellites chacun, l'entité ne peut plus payer ses (gigantesques) factures et doit déclarer faillite. Cela prendra jusqu'en juillet pour que le Royaume-Uni, aidé par l'opérateur indien Bharti Global, propose une offre de rachat à plus d'un milliard de dollars. Finalisée avant la fin d'année, elle donne le feu vert à un troisième décollage qui a eu lieu il y a quelques jours à peine depuis l'Extrême Orient russe.

La seconde est évidemment Starlink de SpaceX, qui disposait déjà de 120 satellites (60 unités de test et 60 opérationnelles) au 1^er janvier dernier. Les chiffres ont… évolué. Avec pas moins de 831 satellites supplémentaires envoyés en orbite basse cette année, la firme d'Elon Musk a réussi un incroyable déploiement à l'aide de ses fusées Falcon 9 réutilisées (et de prêts financiers de plusieurs milliards de dollars). Entrée en bêta publique au mois de novembre, la constellation Starlink a déjà séduit des milliers d'utilisateurs aux Etats-Unis, à la recherche d'une couverture haut débit dans des zones habituellement moins bien couvertes.

En plus de contrats avec la défense américaine, SpaceX a réussi le tour de force de faire débloquer un chèque de plus de 900 millions de dollars dans l'appel d'offre des autorités américaines pour connecter les campagnes américaines. Dans la pure lignée des projets SpaceX, Starlink fonce… sans nécessairement de considération pour les avertissements et les inquiétudes de la communauté astronomique, durement impactée par les « trains » de brillants satellites traversant le ciel.

La révolution est en marche pour les astronautes

Après 9 années de disette, les Etats-Unis ont enfin retrouvé la capacité d'envoyer des astronautes en orbite avec leurs propres moyens. Cela n'efface pas les années de retard, mais les excellentes performances de la capsule Crew Dragon au cours de ses trois vols cette année ont permis à la NASA de démarrer ses rotations « de routine » vers l'ISS dès l'automne 2020.

Crew Dragon a en effet réussi ses deux derniers vols tests : le spectaculaire essai d'éjection d'urgence en vol en janvier, suivi de son premier vol habité à destination de l'ISS le 30 mai. A bord, Doug Hurley et Bob Behnken, calmes et efficaces, baptisent le véhicule « Endeavour » une fois en orbite… Ils passeront finalement deux mois au sein de l'ISS, surveillant avec attention l'état de leur capsule avant son amerrissage dans le golfe du Mexique le 2 août.

Pour parachever cette mise en service retentissante, la NASA certifie Crew Dragon en novembre, quelques jours avant le décollage de la mission Crew-1 avec quatre astronautes, et la présence du japonais Soichi Noguchi. Un succès presque inattendu après de multiples reports ces dernières années. Du coup, le succès de la capsule de SpaceX fait beaucoup d'envieux. L'entreprise Axiom Space vise à faire voler des touristes au sein du véhicule dès l'an prochain, et le premier « gros client » serait ni plus ni moins que Tom Cruise, qui voudrait filmer une partie d'un prochain film au sein même de l'ISS, en y allant avec son réalisateur Doug Liman.

Le concurrent de SpaceX, Boeing et sa capsule Starliner, n'ont pas su dépasser le stade de l'essai raté (Starliner n'a pu atteindre l'ISS, même si elle s'est posée en sécurité) de décembre 2019. Pire, une enquête a montré cette année de nombreux dysfonctionnements notamment au sein du logiciel de vol, et un long audit s'en est suivi. Résultat, Boeing va payer de sa poche le prochain essai, qui n'aura pas lieu avant le printemps prochain et n'embarquera toujours pas d'astronaute. Une « année blanche » pour cette capsule réutilisable…

Soyouz reste la reine des missions habitées, même si elle n'a volé que deux fois cette année. La Russie s'accommode de nouvelles habitudes : voler moins souvent, mais au profit de ses propres cosmonautes. Pour autant, et même si elle a rouvert ses portes aux entreprises proposant des places (à des prix mirobolants) pour du tourisme spatial, elle a tout de même encore transporté vers et depuis la station spatiale internationale des astronautes américains et même italiens. Signalons d'ailleurs le retour le 6 février dernier de Christina Koch après son vol record de 328 jours, exploit féminin et 7^e vol le plus long de toute l'histoire spatiale. Un engagement qui lui aura valu de figurer dans les « 100 personnalités de l'année » du magazine Time (on y retrouve aussi, et ce n'est pas un hasard, la présidente de SpaceX Gwynne Shotwell).

Cette année comme tant d'autres, la capsule Orion n'a pas revolé depuis son essai de 2014, puisque le lanceur super-lourd américain SLS est toujours bloqué au sol, victime de la lenteur fantastique des tests appliqués à tous ses éléments (le premier étage est bloqué au centre spatial Stennis depuis… 11 mois). Résultat, c'est un autre essai de véhicule futuriste qui a enflammé l'imagination cette année : la Chine a testé une capsule (dont le nom n'a pas été révélé) le 4 mai avec son nouveau lanceur CZ-5B. Elle a manœuvré quatre jours avant d'atterrir dans le désert en Mongolie intérieure, marquant un succès supplémentaire pour la Chine cette année. Même si elle en est encore loin, elle pourrait transporter un jour des astronautes chinois vers leur station (en remplacement de Shenzhou), mais aussi vers la Lune.

Dernier chapitre de l'exploration habitée : il faut signaler que cette année 2020 s'est conclue sans aucun nouvel astronaute sur des vols paraboliques. En effet ni Blue Origin (malgré les promesses) ni Virgin Galactic (la faute à un arrêt moteur inattendu) n'ont réussi à embarquer des humains vers la frontière de l'espace cette année.

Tous vers la Lune !

Elle est définitivement au centre de l'attention. Après quelques échecs l'année passée, l'attention ne faiblit pas. L'Inde promet déjà une mission Chandrayaan-3 pour corriger le tir, mais il faudra attendre. La NASA, quant à elle, fait cravacher les industriels sur deux gigantesques projets reliés sous une même bannière : Artemis.

Il y a d'abord la station lunaire Gateway, dont les deux premiers modules américains décolleront ensemble (les contrats sont signés, sauf le lancement), puis un bras canadien et deux modules européens dont les contrats ont été confirmés en 2020. Un véritable embryon de station internationale, auquel les Etats-Unis tentent d'imposer leur vision à travers les « accords Artemis », qui ont dix pays signataires à ce jour. Les plans pour la Gateway se précisent et dépassent déjà les déclarations d'intention : elle deviendra probablement réalité, mais… à quel horizon ? Politiciens et responsables se méfient des retards de conception et de réalisation. Les astronautes, eux, sont dans les starting-blocks : la NASA a sélectionné 18 membres de son corps pour les missions habitées Artemis, tandis que les européens ont sécurisé trois places sur les missions futures. Le Canada vient d'annoncer à son tour disposer de deux places.

L'exploration robotisée, toujours sous l'égide de la NASA mais opérée par des acteurs privés, devrait prendre corps l'année prochaine. En attendant, l'attention est tournée vers la sélection de la NASA pour ses futurs atterrisseurs lunaires, le véhicule qui remplacera l'iconique « LEM » pour envoyer des astronautes (et des femmes, martèle la NASA) sur le sol lunaire… même si ce ne sera probablement pas pour 2024, comme annoncé au cours de la présidence Trump. Trois entreprises ont été sélectionnées en 2020 : Dynetics avec un étonnant concept d'atterrisseur modulaire, la « National Team » composée de poids lourds du spatial américain (Blue Origin, Northrop Grumman, Lockheed Martin et Draper), et SpaceX avec son gigantesque Starship.

Cela étant, la mission la plus ambitieuse de 2020 concernant la Lune, est évidemment chinoise. Il s'agit de Chang'E 5, qui a fait l'actualité durant 23 jours de fin novembre à mi-décembre. Elle a permis de ramener 1,73 kg de matière lunaire dans un scénario de mission qui n'enviait rien aux plus risqués des scénarios hollywoodiens. On retiendra notamment ce décollage depuis la surface lunaire pour la mise en orbite, ainsi que l'amarrage automatisé autour de la Lune avec le véhicule orbiteur.

De belles découvertes astronomiques

Début 2020, on se posait beaucoup de questions sur la supergéante rouge Bételgeuse, dont l'intensité lumineuse ne cessait de baisser. Un mystère probablement résolu grâce à d'incroyables images montrant un hémisphère caché par un épais nuage de gaz… Les astronomes ont eu une année chargée. Il y eut notamment l'observation de la comète interstellaire 2i/Borisov (détectée en 2019) s'éloignant de la Terre, puis de plusieurs impressionnantes candidates ATLAS et SWAN, avant l'apparition de celle qui s'est laissée contempler une large partie de l'été à l'œil nu comme au télescope : NEOWISE (C/2020 F3). Que de belles photographies elle nous aura laissées ! D'autres instruments ont vu la lumière pour la première fois, notamment celle du Soleil au Daniel K. Inouye Solar Telescope, qui a rapporté d'incroyables images de notre étoile.

Nouvelles images de plusieurs exoplanètes autour d'une étoile, d'une tempête qui a fait demi-tour dans les nuages de Neptune, ou des effets de marée sur Titan : la science progresse aussi par la puissance de ses révélations. En termes de spectacle, nous n'oublierons pas de sitôt la terrible fin du radiotélescope d'Arecibo (Puerto Rico), effondré en novembre après que deux câbles de soutien de sa plateforme centrale se sont successivement décrochés. Une catastrophe due au manque de budget et d'entretien.

En septembre, un article scientifique poussé sur le devant de la scène par la Royal Astronomical Society déchaîne les passions. En effet une équipe aurait détecté de la phosphine dans les nuages de l'atmosphère de Venus. Or, si ce gaz est absolument toxique pour nous, il n'est généré (à notre connaissance) que par des organismes vivants. Certains n'hésiteront pas à sauter le pas vers la plus « sexy » des conclusions, mais plusieurs autres équipes autour du monde s'attachent depuis à complémenter (voire démonter) ces mesures pour prouver qu'il s'agissait soit d'une fausse détection, soit de niveaux beaucoup moins sensationnels que ceux montrés en septembre. En tous les cas, cela aura permis de tourner (enfin) les têtes vers Venus et à (presque) remettre en question son statut de planète infernale…

Qui veut des fusées ?

Côté lancements, ce sont 113 vols orbitaux qui ont été tentés cette année, dont dix ont malheureusement échoué. Il y a eu de grandes réussites, comme les 26 décollages de Falcon 9 (laquelle a dépassé les 75 tirs successifs sans incidents) ou les 15 vols de Soyouz (deux années sans échec), mais aussi quelques retentissants échecs. On retiendra en Europe celui de Vega au mois de novembre, à peine plus d'un an après un autre raté en 2019. Les mauvaises nouvelles ne venant jamais seules, Ariane 6 est maintenant repoussée à la mi-2022…

L'échec de RocketLab aussi, sorte d'erreur de parcours assumée mais déjà laissée « dans le rétroviseur » après deux campagnes réussies en fin d'année. Plus ennuyeux, il y a eu l'échec chinois de la nouvelle CZ-7A, puis de KZ-11 et même de Kuaizhou-1A après pourtant plusieurs années de réussites. Astra a échoué deux fois à envoyer son lanceur Rocket en orbite, mais l'entreprise s'est montrée confiante pour y arriver au troisième essai, alors qu'il ne manquait « que » 500 m/s pour y arriver en ce mois de décembre. Virgin Orbit, enfin, souhaite aussi mettre en service sa fusée transportée puis larguée en altitude par un 747 modifié. Le premier essai en mai s'est soldé par un arrêt rapide et une chute de la fusée dans l'océan…

A noter que l'Inde, durement touchée par la crise liée à la situation sanitaire, n'a procédé qu'à deux lancements, mais tous deux des succès. Le pays s'est engagé dans une transition entre secteur public et privé.

Les inclassables de 2020

En 2020, le Roc, plus grand avion du monde, n'a pas revolé mais s'y prépare. Stratolaunch développe les petits avions hypersoniques que l'entreprise compte faire voler, dans le plus grand secret. L'entreprise roumaine ARCA promet à qui veut l'entendre qu'elle testera « bientôt » un étage de fusée réutilisable propulsé à l'eau sous pression, et l'Iran a réussi à mettre en orbite un nouveau petit satellite (après de nombreux essais soldés par des échecs). Malgré la crise les projets de lanceurs légers ont le vent en poupe, et plusieurs pays européens disposent de leur start-up spécialisée (plusieurs d'entre eux ont levé des millions d'euros). SpaceX reste la seule entreprise à réutiliser des étages de fusée orbitale…

Enfin le projet le plus inclassable est sans doute le « vaisseau interplanétaire » Starship de SpaceX. Après plusieurs essais infructueux sur le site de Boca Chica (Texas) au premier trimestre, qui se sont soldés par autant de ruptures et de spectaculaires explosions, deux prototypes de Starship limités à leur plus simple rôle de réservoirs volants se sont élancés en août et septembre à 150 mètres d'altitude. Les deux ont réussi à se poser avec succès, ce qui a permis à SpaceX de valider son architecture et de tenter l'étape suivante.

Le 9 décembre, après deux mois de préparations intenses, le prototype SN8 a décollé du site pour un vol époustouflant à 12,5 kilomètres d'altitude. L'impressionnant cylindre d'acier de 50 mètres de long a ensuite plané à l'horizontale avant de rallumer ses moteurs et de se poser, ou plutôt d'exploser, sur son site d'atterrissage. Un « raté » au goût de réussite pour les équipes, qui ont une fois de plus démontré un savoir-faire unique et des progrès rapides. Tous les yeux sont déjà tournés vers l'avenir du site en 2021 et les premiers essais orbitaux, avec l'assistance d'un titanesque booster nommé SuperHeavy (actuellement en assemblage).

Et vous, qu'est-ce qui vous a marqué dans le spatial en 2020 ?