Le télescope JWST entièrement assemblé et en position repliée en salle blanche à Kourou peu avant son installation sur son lanceur. Le technicien donne l'échelle.Photo prise par l'astromobilePerseverance sur la planète Mars d'une butte, un vestige des sédiments déposés dans le delta du cours d'eau qui coulait autrefois dans le cratère Jézero.
Cette page présente la chronologie des événements qui se sont produits durant l'année 2021 dans le domaine spatial.
L'activité spatiale en 2021
Sondes spatiales interplanétaires
Mars
Les trois engins lancés à destination de la planète Mars en juillet 2020 arrivent sur leur objectif en :
L'orbiteur Mars Hope des Émirats arabes unis se place avec succès en orbite autour de la planète le pour étudier son atmosphère.
Tianwen-1, première mission interplanétaire chinoise, se place également en orbite de Mars le avant de poser un astromobile de 200 kg sur la surface de Mars le .
La sonde spatiale européenne BepiColombo effectue son premier survol de la planète Mercure le 2 octobre.
Jupiter
La mission de la sonde spatiale Juno qui devait s'achever en juillet 2021 est prolongée jusqu'à septembre 2025. Durant cette nouvelle phase il est prévu qu'elle survole à plusieurs reprises les lunes Europe, Io et Ganymède et Europe et qu'elle traverse à de multiples reprises les anneaux de Jupiter[2].
Astéroïdes
Le 10 mai, la sonde spatiale de la NASA OSIRIS-REx quitte l'orbite de l'astéroïde Bénou et se dirige vers la Terre qu'elle atteindra en septembre 2023[3].
Les observatoires solaires Solar Orbiter (Agence spatiale européenne) et Parker Solar Probe (NASA) continuent d'effectuer des manœuvres d'assistance gravitationnelle pour rapprocher le périgée de leur orbite du Soleil. Parker Solar Probe effectue ses premières observations dans la couronne solaire caractérisée par des températures atteignant 2 millions de degrés Celsius.
Le petit télescope spatial à rayons X mous IXPE développé par la NASA avec une contribution importante de l'agence spatiale italienne est lancé le 9 décembre. Il a pour objectif d'étudier la polarisation du rayonnement X émis par les trous noirs et les étoiles à neutrons) [6].
Chinese Hα Solar Explorer petit (<100 kg) observatoire solaire chinois qui doit compléter les observations de ASO-S dont le lancement est programmé en 2022.
Yangwang 1 un petit télescope spatial optique (ultraviolet et spectre visible) chinois développé sur fonds privé.
Amazônia-1, premier satellite d'observation de la Terre brésilien entièrement développé par ce pays, est lancé le 28 février.
Pléiades Neo 1 et 2, satellites d'observation de la Terre français
GISAT-1, satellite d'observation de la Terre indien présentant la particularité de circuler en orbite géostationnaire. Le lancement qui lieu le 12 août échoue à la suite d'une défaillance du troisième étage du lanceur.
Landsat 9, satellite américain de la NASA lancé le 27 septembre.
Satellites militaires
Les satellites militaires suivants ont été placés en orbite en 2021[7] :
Etats-Unis :
Reconnaissance optique : USA 314 sans doute un satellite CRYSTAL Block 5 successeur de la famille des KH-11.
Les lanceurs suivants ont effectué leur premier vol en 2021 :
Après un échec en 2020, le lanceur aéroport LauncherOne réussit son premier vol le 17 janvier 2021.
Le lanceur léger KSLV-2 (ou Nuri) de la Corée du Sud est le premier lanceur développé de manière complètement autonome par ce pays. Il effectue un vol quasi parfait. La charge utile n'est toutefois pas mise en orbite car le troisième étage de la fusée s'arrête une cinquantaine de secondes trop tôt.
Le lanceur léger Rocket qui a été effectué les années précédentes deux vols qui ont échoué, refait une tentative le 28 août qui échoue à la suite de la défaillance d'un des moteurs-fusées du premier étage.
Le lanceur américain Firefly Alpha effectue son premier vol le 2 septembre 2021. Le lanceur atteint une vitesse supersonique plus tard que prévu et devient incontrôlable alors que le premier étage est toujours en fonctionnement. Sa destruction est déclenchée par les contrôleurs au sol deux minutes et 30 secondes après le lancement[10].
Bilan des lancements
Évolution du nombre de lancements orbitaux par pays du lanceur (Iran non inclus).
Le nombre de lancements a fortement cru en 2021 passant à 145 contre 114 l'année précédente. Parmi les facteurs ayant contribué à cette augmentation figurent :
La forte augmentation de l'activité spatiale chinoise : 56 lancements contre 39 l'année précédente.
La poursuite du déploiement des méga constellations de satellites de télécommunications à une cadence accélérée : Starlink (17 lancements contre 14 l'année précédente) et OneWeb (7 vols contre 3).
Une légère augmentation des tirs de lanceurs micro et légers.
Cette augmentation est d'autant plus remarquable que l'activité de l'agence spatiale européenne s'est tassée (Covid, suite des mésaventures de la fusée Vega) et celle de l'Inde a été particulièrement modeste (Covid).
Évolution du nombre de lancements orbitaux par type lanceur (principaux).
Évolution du nombre de lancements orbitaux par catégorie lanceur.
Échecs
Les échecs ont essentiellement concernés des micro-lanceurs (8 échecs)[11] :
Les lanceurs chinois Hyperbola-1 (2 vols interrompus par la désintégration du premier étage et un problème au largage de la coiffe).
Le lanceur chinois Kuaizhou-1A (défaillance 3e étage)
Le lanceur iranien Simorgh (2 échecs). Il se peut (mais peu probable) que le deuxième échec soit en fait un vol suborbital réussi.
Le lanceur néo-zélandais Electron (défaillance deuxième étage)
Le lanceur américain Rocket (défaillance 1er étage)
Le lanceur américain Firefly Alpha (défaillance 1er étage) dont c'était le premier vol.
Les défaillances concernant des lanceurs de plus grande capacité sont les suivants (4 échecs) :
le lanceur indien GSLV Mk II (défaillance du troisième étage)
le lanceur sud-coréen KSLV-II (Nuri) (performance insuffisante du 3ème étage) dont c'était le premier vol.
Le lanceur russe Proton (performance insuffisante du 4ème étage). Echec partiel car les satellites ont pu gagner leur orbite de travail.
Le lanceur russe Angara A5 (Echec du rallumage du troisième étage Persei).
Statistiques satellites
Nombre de satellites par pays
Evolution du nombre de satellites détaillé pour les principaux pays [12]
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2021
Etats-Unis
35
85
110
112
95
282
303
306
974
1244
Europe
22
34
28
22
22
42
60
49
133
351
Chine
25
18
26
44
40
36
98
73
74
110
Russie
22
29
34
27
15
24
23
31
22
20
Autres
28
41
63
31
50
60
84
65
60
102
Total
132
207
261
236
222
444
568
524
1263
1827
Satellites de plus de 100 kg par pays du fabricant
Nombre de satellites > 100 kg par domaine et pays du fabricant[12]
Programme spatial habité
Télécoms
Imagerie¹
Navigation
Écoute électronique
Surveillance²
Science³
Technologie
Total
Etats-Unis
8
994⁴
6
1
0
2
4
7
1022
Russie
8
2
2
0
2
1
0
1
16
Chine
5
11
22
0
31
2
3
6
80
Europe
0
290⁵
2
2
3
0
0
2
299
Japon
0
0
1
1
0
0
0
2
4
Brésil
0
0
1
0
0
0
0
0
1
Corée du Sud
0
0
1
0
0
0
0
0
1
Total
21
1297
35
4
36
5
7
18
1423
Notes
¹ Imagerie = satellites optiques/radars civils ou militaires - ² Surveillance : satellite d'alerte avancée (militaires), suivi des débris spatiaux - ³ Sciences : sondes spatiales, télescopes spatiaux, satellites scientifiques d'observation de la Terre - ⁴Les satellites Starlink sont majoritaires - ⁵Les satellites OneWeb sont majoritaires
Masse des satellites par nature et par pays
Masse des satellites par nature et par pays (tonnes) [13]
Académique¹
Commercial
Institutionnel²
Militaire
Spatial habité
Total
Etats-Unis
0,1
266,9³
11,4
31,4
100,2
410,1
Chine
0,8
11,5
40,6
58,7
64,5
176,1
Russie
0
4,1
22,2
16,9
72,3
115,6
Royaume-Uni
0
53,9⁴
0
0
0
54
France
0
5,3
0
5,2
0
10,5
Agence spatiale européenne
0
0
1,5
0
0
1,5
Total Europe
0
60,6
1,5
5,2
0
67,3
Brésil
0
6,2
0,6
0
0
6,8
Total Amérique latine
0
6,4
0,6
0
0
7
Turquie
0
0
8
0
0
8
Total Moyen-Orient
0,1
0
8
0
0
8,1
Japon
0,2
0,7
4
0
0
5
Total Asie
0,3
0,7
4,5
0
0
5,6
Total Afrique
0
0
0
0
0
0
Total Océanie
0
0,1
0
0
0
0,1
Total
1,3
350,5
88,9
112,2
237
790
Notes
¹Académique: satellites développés par les universités - ² Institutionnel : satellites civils développés par les agences spatiales ou ce qui en tient lieu - ³Les satellites Starlink sont majoritaires - ⁴Les satellites OneWeb sont majoritaires
Programmes spatiaux nationaux
Programme spatial américain
L'année 2021 est pour l'agence spatiale américain couronnée de succès. La mission martienne Mars 2020 est rentrée dans une phase opérationnelle avec un atterrissage réussi, le premier vol d'un aérobot (Ingenuity) sur une autre planète le lancement réussi et le prélèvement des premières carottes de sol par l'astromobile Perseverance. La NASA a lancé avec succès le télescope spatial James Webb et l'expérience de détournement d'astéroïde géocroiseur DART.
Programme Artemis
En février 2021, l'administration du nouveau président américain Biden a confirmé son soutien au programme Artemis. L'échéance de 2024 pour la première mission sur le sol lunaire n'est toutefois plus mise en avant[14]. Mais le problème de financement persiste. À cette date, le budget prévu sur la période 2022/2025 permet théoriquement de financer uniquement les développements des équipements de la phase I ainsi que les vols associés (Artemis I, II et III), mais rien n'est prévu pour la phase II, qui nécessite de mettre au point des équipements et des composants nouveaux. Le montant total associé au programme en incluant les dépenses antérieures à la création du programme s'élève à 92 milliards US$[15].
En avril, la NASA sélectionne le dernier élément principal du programme à savoir le vaisseau chargé d'amener les astronautes à la surface de la Lune. La solution de SpaceX, Starship HLS, est sélectionnée pour les deux premières missions. La proposition de SpaceX a été jugée supérieure sur le coût et la conception et passable sur le plan technique. Le cout de la proposition de SpaceX (2,89 milliards US$) est beaucoup moins élevée que celui de ses concurrents (deux fois moins que celle de Blue Origin et quatre fois moins que celle de Dynetics. Compte tenu du budget alloué par le Sénat inférieur à celui demandé, la NASA a renoncé à sélectionner deux solutions comme prévu[16],[17].
Sélection des missions du programme Discovery
En juin la NASA sélectionne deux nouvelles missions à cout modéré du programme Discovery. Toutes les deux sont à destination de Vénus mettant fin à une longue période sans mission américaine (la dernière mission de l'agence vers Vénus était Magellan lancée en 1989). VERITAS est un orbiteur chargé de cartographier à l'aide d'un radar la planète tandis que DAVINCI est une sonde atmosphérique qui doit analyser la composition de l'atmosphère de la planète Vénus durant sa descente vers la surface de celle-ci[18].
Budget 2022 de la NASA
Le budget de la NASA de l'année fiscale 2022 proposé en 2021 par le nouveau président américain Biden poursuit la croissance des dernières années. D'un montant de 24,8 milliards US$, il est supérieur de 6,6 % à celui de l'année précédente. En tenant compte de l'inflation, il s'agit du deuxième budget le plus élevé depuis 1997. L'administration Biden prévoit la poursuite de cette croissance budgétaire avec un montant de 27 milliards US$ prévu en 2026. L'augmentation porte principalement sur le programme scientifique, le module d’atterrissage sur la Lune (vaisseau HLS du programme Artemis) et les recherches technologiques. Le budget alloué à l'exploration du système solaire (3,2 milliards US$ (+18,5 %)) est la plus élevée (corrigée de l'inflation) depuis la création de la NASA. Le budget alloué aux sciences de la Terre, que l'administration Trump avait tenté de fortement réduire, poursuit sa forte croissance (+12,5 %). Les faits saillants détaillés de ce budget sont les suivants[19],[20] :
Le développement de la mission de retour d'échantillon martien Mars Sample Return (projet conjoint de la NASA et de l'Agence spatiale européenne) est financé.
Les missions Europa Clipper, Dragonfly, DAVINCI+ et VERITAS ainsi que la production de plutonium-238 nécessaires aux missions sont financés ainsi que le développement d'une douzaines d'instruments et démonstrateurs technologiques qui doivent être installés à la surface de la Lune dans le cadre du programme Artemis.
L'ensemble des missions en cours continuent d'être financées.
Le projet de télescope spatial NEO Surveyor destiné à recenser les astéroïdes géocroiseurs est financé.
Augmentation modeste du budget alloué au vaisseau lunaire HLS et à la station Lunar Gateway. Seul le projet de vaisseau lunaire HLS de SpaceX est financé (1,2 milliard alloué en 2022 alors que l'administration Trump voulait lui consacrer 4,2 milliards US$). Le développement de la version améliorée du lanceur SLS (Bloc 2) que l'administration Trump avait jusque là repoussé est financé.
La NASA propose de mettre fin à l'utilisation du télescope infrarouge aéroporté SOFIA mais cette annulation est repoussée par le Congrès.
La NASA propose de mettre fin à l'étude de la propulsion nucléaire thermique au profit du RTG destiné aux futures missions lunaires en surface mais cette annulation est repoussée par le Congrès.
Corps des astronautes
Un nouveau groupe d'astronautes, le 23e est sélectionné en décembre. Il comporte 10 astronautes : 3 femmes et 7 hommes, 6 militaires et 3 civils[21].
Programme spatial européen
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Programme spatial chinois
En 2021 la Chine a lancé avec la Russie son propre programme d'exploration lunaire par des missions habitées sous l'appellation Station de recherche lunaire internationale (en anglais International Lunar Research Station) ou ILRS. L'objectif est d'installer un laboratoire scientifique à la surface de Lune et/ou en orbite autour de celle-ci. La station sera occupé périodiquement par des équipages. Annoncé en mars 2021, ce programme comprend une phase de reconnaissance jusqu'à 2025 regroupant les missions robotiques des deux pays déjà programmées et une phase de construction entre 2025 et 2035 destinée à mettre au point les technologies et mettre en place les équipements nécessaires aux équipages. C'est au cours de la troisième phase qu'auront lieu les séjours d'équipages à la surface de la Lune. La Russie et la Chine sont ouverts à un partenariat avec d'autres pays. Le projet est un concurrent direct du programme Artemis[22],[23].
Programme spatial russe
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Autres programmes spatiaux
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Nombre de lancements par pays ayant construit le lanceur. Le pays retenu n'est pas celui qui gère la base de lancement (Kourou pour certains Soyouz, Baïkonour pour Zenit), ni le pays de la société de commercialisation (Allemagne pour Rokot, ESA pour certains Soyouz) ni le pays dans lequel est implanté la base de lancement (Kazakhstan pour Baïkonour). Chaque lancement est compté une seule fois quel que soit le nombre de charges utiles emportées.
27 janvier (durée de la sortie 8 h 56) : les astronautes américains Michael Hopkins et Victor J. Glover installent la plateforme Bartolemeo à l'extérieur du module Columbus. Cette plateforme développée sous maitrise d'ouvrage de l'agence spatiale allemande (DLR) permet de recevoir des expériences développées par des laboratoires de recherche ou des industriels. Elle est commercialisée par la DLR[28].
1er février (durée de la sortie 5 h 20) : les astronautes américains Michael Hopkins et Victor J. Glover installent une nouvelle batterie sur la poutre P-4 à la place d'une batterie qui n'avait pu être remplacée lors de la grande opération de renouvellement des batteries qui avaient eu lieu précédemment. Ils mettent à niveau une caméra située à l'extérieur de la station spatiale[29].
28 février (durée de la sortie 7 h 4) : les astronautes américains Kathleen Rubins et Victor J. Glover ont commencé à installer les supports des futurs panneaux solaires (6 panneaux IROSA) qui doivent fournir un supplément d'énergie électrique complétant celle fournie par les panneaux solaires existants vieillissants. Ces nouveaux équipements devraient ajouter une puissance de 120 kilowatts aux 95 kW déjà fournis par les panneaux solaires en place[30].
5 mars (durée de la sortie 6 h 56) : l'astronaute américaine Kathleen Rubins et l'astronaute japonais Soichi Noguchi poursuivent les travaux d'installation des supports des futurs panneaux solaires[31].
13 mars (durée de la sortie 6 h 47) : les astronautes américains Michael Hopkins et Victor J. Glover poursuivent les travaux d'installation de la plateforme Bartolemeo initiés le 27 janvier et réalisent différentes tâches de maintenance[32].
2 juin (durée de la sortie 7 h 19) : les cosmonautes Oleg Novitski et Piotr Doubrov effectuent la seconde sortie extravéhiculaire destinée à préparer le remplacement du module-sas Pirs par Nauka qui est planifié au cours de l'été 2021. Les travaux réalisés comprennent le démontage des antennes installées sur Pirs et utilisées pour les amarrages, le déplacement de certaines expériences externes et du bras télécommandé Strela sur le module Poisk[33].
16 juin (durée de la sortie 7 h 15) : les astronautes Shane Kimbrough et Thomas Pesquet effectuent la première d'une série de sorties extravéhiculaires destinées à installer les panneaux solaires IROSA sur le poutre P6 pour compléter les panneaux solaires existants et vieillissants. Au début de la sortie Kimbrough rencontre des problèmes avec le système d'affichage de son casque et doit revenir au sas pour le réinitialiser. Son système de dissipation thermique semble également rencontrer également des problèmes mais cela s'avère une fausse alerte et la sortie peut se dérouler normalement bien qu'avec un certain retard par rapport au planning prévu. L'installation du premier panneau solaire ne se passe pas comme prévu et les astronautes doivent interrompre leur intervention sans avoir pu réaliser leur déploiement[34].
20 juin (durée de la sortie 6 h 28) : les astronautes Shane Kimbrough et Thomas Pesquet poursuivent le montage du premier panneau solaire qui avait été interrompu lors de leur première sortie. Ils parviennent à déployer ceux-ci[35].
25 juin (durée de la sortie 6 h 30) : les astronautes Shane Kimbrough et Thomas Pesquet effectuent leur troisième sortie ensemble. Ils installent et déploient le deuxième panneau solaire iROSA[36].
4 juillet (durée de la sortie 6 h 46) : les astronautes Liu Boming et Tang Hongbo (mission Shenzhou 12 à bord de la Station spatiale chinoise) effectuent la première sortie extravéhiculaire chinoise depuis la sortie de 22 minutes effectuée en 2008 dans le cadre de la mission Shenzhou 7. Ils testent une nouvelle combinaison spatiale et installent une plateforme de travail sur le bras télécommandé de la station spatiale chinoise Tiangong[37].
20 août (durée de la sortie 5 h 55) : les astronautes Liu Boming et Nie Haisheng dans le cadre de la mission Shenzhou 12 à bord de la Station spatiale chinoise. Ils installent une caméra panoramique et une pompe de secours sur le circuit de régulation thermique de la station spatiale[38].
3 septembre (durée de la sortie 7 h 19) : les cosmonautes Oleg Novitski et Piotr Doubrov effectuent la première d'une série de sorties extravéhiculaires destinées à équiper le nouveau module Nauka. Ils déplacent l'un des deux bras télécommandés Strela, font passer plusieurs câbles destinés à l'alimentation électrique du module, relient celui-ci à l'alimentation électrique et au réseau éthernet du segment américain puis installent une des trois mains courantes[39].
12 septembre (durée de la sortie 6 h 54) : les astronautes Akihiko Hoshide et Thomas Pesquet effectuent la première sortie extravéhiculaire américaine du segment américain de la station spatiale composée uniquement de non-Américains. Ils mettent en place le système de fixation d'un des nouveaux panneaux solaires IROSA[40].
7 novembre (durée de la sortie 6 h 25) : (station spatiale chinoise) les astronautes chinois Zhai Zhigang et Wang Yaping installent des cale-pieds et une plateforme de travail sur le bras robotique puis des connecteurs. Wang devient la première Chinoise à effectuer une sortie extravéhiculaire[41].
2 décembre (durée de la sortie 6 h 32) : les astronautes Tom Marshburn et Kayla Barron remplacent l'antenne orientable (bande S) sur la poutre P1 qui donnait des signes de faiblesse[42].
26 décembre (durée de la sortie 6 h 11) : (station spatiale chinoise) les astronautes chinois Zhai Zhigang et Ye Guangfu installent une caméra panoramique externe, un cale-pied et testent différentes méthodes de déplacement des objets situés à l'extérieur de la station.
↑(en) Edik Seedhouse, Source Selection Statement : Appendix H: Human Landing System, Option A Next Space Technologies for Exploration Partnerships-2 (NextSTEP-2) NNH19ZCQ001K_APPENDIX-H-HLS, NASA, , 24 p. (lire en ligne)
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