2024 en astronautique

Cette page présente la chronologie des événements qui se sont produits ou sont prévus durant l'année 2024 en astronautique.

Trois missions d'exploration du système solaire doivent être lancées en 2024 :

• La mission la plus complexe et la plus ambitieuse est celle de la sonde spatiale Europa Clipper de la NASA. Celle-ci doit étudier Europe, une des lunes de Jupiter qui abrite un océan souterrain, en se plaçant en orbite autour de celle-ci^[1].
• La sonde spatiale Hera de l'Agence spatiale européenne doit valider la méthode d'impact cinétique pour dévier un éventuel astéroïde circulant sur une trajectoire de collision avec la Terre. Dans ce but cet engin doit étudier les résultats obtenus par l'impacteur DART développé par la NASA qui s'est écrasé sur Dimorphos, le plus petit des objets formant l'astéroïde binaire (65803) Didymos^[2].
• La sonde spatiale chinoise Chang'e 6 réalise une première mondiale en ramenant un échantillon de 2 kilogrammes du sol de la face cachée de la Lune (tous les échantillons de sol lunaire ramenés sur Terre étaient jusque là prélevés sur la face visible à la composition différente) qu'elle a collecté dans le bassin Pôle Sud-Aitken^[3].

Plusieurs missions spatiales se sont achevées en 2024 :

• L'hélicoptère Ingenuity de la NASA a effectué son 72ème et dernier vol à la surface de Mars. L'engin spatial a largement démontré que, malgré la faible densité de l'atmosphère martienne, un hélicoptère était viable et Ingenuity devrait avoir un successeur plus puissant pur pouvoir embarquer des instruments scientifiques et disposer de plus d'autonomie^[4]. Cet accident, probablement dû à un choc de la pale avec le sol, conduit à la fin de la mission, l'hélicoptère n'étant plus capable de voler^[4].
• La petite sonde spatiale expérimentale japonaise SLIM, dont l'objectif était d'ordre technologique, s'est posée à la surface de la Lune malgré une défaillance de sa propulsion et a rempli ses principaux objectifs (précision de l'atterrissage, prises d'image, déploiement de petits astromobiles)^[5].
• Annulation de l'astromobile lunaire VIPER à la suite de dépassements répétés du budget initial^[6].
• À la suite du dépassement budgétaire de sa mission de retour d'échantillons martiens Mars Sample Return, la NASA a décidé d'étudier des scénarios alternatifs^[7].

Deux satellites scientifiques ont été placés en orbite en 2024 :

• Le télescope spatial rayons X chinois Einstein Probe qui a pour objectif de détecter les phénomènes astronomiques transitoires et d'étudier les objets variables. Il doit effectuer des observations dans les longueurs d'onde 0,5 à 4 keV (rayons X mous) à l'aide de deux instruments : un télescope grand angle (1 stéradian) de résolution spatiale et énergétique moyenne et un télescope à champ étroit (1°x1°) bénéficiant d'une meilleure résolution. Le satellite mettra en œuvre la technique des concentrateurs à galette de micro-canaux. Il doit être lancé fin 2023^[8].
• Le télescope spatial franco-chinois SVOM est chargé de détecter les sursauts gamma et d'en déterminer les caractéristiques. Il observe à la fois les émissions de rayons X mous, de rayons gamma et de lumière visible. Il met en œuvre la technique des micro-canaux pour l'observation du rayonnement X^[9].

Plusieurs satellites d'observation de la Terre scientifiques ont été placés en orbite en 2024 :

• Le satellite d'observation de la Terre PACE doit étudier le phytoplancton ainsi que les aérosols et les nuages^[10].
• Le satellite EarthCARE développé conjointement par les agences spatiales européenne et japonaise a pour objectif d'améliorer notre compréhension du bilan radiatif de la Terre et de ses effets sur le climat^[11],[12].
• Le petit satellite MethaneSAT chargé de localiser les sources des émissions mondiales de méthane liées aux activités d'extraction du pétrole et de gaz et de mesurer les concentrations et les flux afin de lutter contre le changement climatique a été lancé en mars 2024^[13].
• L'agence spatiale européenne a par ailleurs renouvelé sa constellation consacré au contrôle et la surveillance de l'environnement terrestre avec le lancement des satellites Sentinel-1C et Sentinel-2C.

• La sonde spatiale Europa Clipper de la NASA, qui doit étudier Europe, une des lunes de Jupiter, en cours d'assemblage.
• Masque codé de l'instrument ECLAIR du télescope franco-chinois SVOM.

Deux missions robotiques à destination de la surface de la Lune et liées au programme Artemis ont été lancées en 2024. Elles reposent sur de petits atterrisseurs développés dans le cadre du programme CPLS :

• • L'atterrisseur Nova-C, placé en orbite par une fusée Falcon 9, doit déposer six instruments dans la région Oceanus Procellarum^[14].
• La mission IM-1 est lancée le 15 février 2024 par une fusée Falcon 9. Elle emporte onze expériences scientifiques et technologiques dont six fournies par la NASA. L'engin spatial se pose dans le cratère Malapert-A à 300 km du pôle Sud de la Lune dans une zone qui constitue un des sites d'atterrissage envisagés pour la première mission avec équipage du programme Artemis (Artemis III). Le 22 février 2024, l'atterrisseur Nova-C devient le premier engin spatial américain à se poser à la surface de la Lune depuis la mission Apollo 17 en 1972. Toutefois, la mission est un demi-succès car l'atterrisseur s'est couché sur le flanc, empêchant le fonctionnement de plusieurs charges utiles^[15].
• La mission Peregrine Mission One est lancée le 8 janvier 2024 par la fusée Vulcan, qui effectue son vol inaugural. Il emporte une vingtaine d'expériences dont quatre spectromètres fournis par la NASA. Mais dès le début de la mission, une fuite d'ergols, provoquée par une rupture d'un réservoir, rend impossible tout atterrissage sur la Lune. La trajectoire de l'engin spatial est volontairement modifiée de manière qu'il se désintègre durant sa rentrée dans l'atmosphère terrestre^[16].

Six nouveaux lanceurs spatiaux, dont quatre moyens et lourds, ont effectué leur premier vol en 2024.

Pour les lanceurs lourds et moyens ce sont :

• Le lanceur européen Ariane 6^[17].
• Le lanceur américain Vulcan^[18].
• Le lanceur américain Starship a effectué plusieurs vols dont un avec retour au sol du premier étage.
• Le lanceur chinois Longue Marche 12 (12 tonnes en orbite basse) a effectué son vol inaugural le 30 novembre.

Le premier vol des lanceurs légers suivants a eu lieu en 2024 :

• la fusée à propergol solide Gravity-1 de la société chinoise Orienspace.
• Le lanceur japonais à propergol solide KAIROS a été lancé à deux reprises (échecs).

Lors de son cinquième vol (IFT-5) le premier étage du lanceur géant Starship de SpaceX a réussi pour la première fois à se poser entre les bras de la tour de lancement. Cet événement constitue une première spatiale remarquable compte tenu de la précision requise et de la taille de l'étage et marque une étape importante dans la mise au point de la fusée^[19].

• Le premier vol du lanceur lourd américain Vulcan sera également celui du moteur BE-4 de 250 tonnes de poussée brulant un mélange d'oxygène liquide et de méthane.

Sur le plan scientifique, 2024 a été marqué par l'aboutissement du développement et le lancement de la sonde spatiale Europa Clipper, un engin spatial particulièrement complexe qui doit étudier Europe, une des lunes de Jupiter. Les astromobiles Curiosity et Perseverance poursuivent leur collecte fructueuse de données à la surface de Mars mais l'hélicoptère Ingenuity a cessé de fonctionner après avoir toutefois effectué 72 vols. Les deux premières missions du programme CPLS consacré à l'étude de la surface de la Lune à l'aide d'atterrisseurs commerciaux (missions IM-1 et Peregrine Mission One) ont été des échecs tandis que la mise au point de l'astromobile VIPER a été arrêté. La très ambitieuse mission de retour d'échantillons martiens, dont l'enveloppe budgétaire a explosé, est en cours de refonte. Deux satellites d'observation de la Terre ont été lancés : d'une part PACE qui doit étudier le phytoplancton ainsi que les aérosols et les nuages et d'autre part le petit satellite MethaneSAT qui mesure des émissions de méthane^[20].

Dans le domaine des lancements, la société SpaceX continue en 2024 de dominer le marché avec 134 tirs de ses lanceurs Falcon 9 et Falcon Heavy dont 70% ont été utilisés pour poursuivre le déploiement de sa constellation de satellites de télécommunications Starlink. Le dernier lanceur de la famille Delta, une Delta IV Heavy, a été lancé. La fusée Vulcan de ULA qui remplace les Delta et à terme les Atlas V a effectué son vol inaugural mais par contre le lancement de la New Glenn de Blue Origin a été repoussé en 2025. 2024 a été une mauvaise année pour les sociétés du NewSpace développant des lanceurs avec le retrait de la société ABL (lanceur RS-1), la faillite d'Astra et l'avenir incertain de la fusée Terran R de Relativity Space^[20].

En ce qui concerne le programme spatial habité, le vaisseau spatial Starliner de Boeing a effectué un premier vol avec équipage mais des problèmes dans le système de propulsion ne lui ont pas permis de ramener les astronautes sur Terre. Le programme Artemis qui doit ramener des astronautes américains sur la Lune accumule également les retards. La mission Artemis II a été officiellement repoussée à avril 2026 (problème avec le bouclier thermique du vaisseau spatial Orion) tandis que Artemis III pourrait désormais décoller en 2027. Le lanceur géant Starship a fait des progrès très nets avec une récupération spectaculaire du premier étage mais il existe encore beaucoup d'étapes à valider avant de disposer d'un lanceur opérationnel et le développement de l'atterrisseur lunaire Starship HLS semble bien lent pour tenir le planning prévu (premier vol opérationnel en 2026)^[20].

En 2024 le budget de la NASA se monte à 37,19 milliards US$. Les principaux postes de dépense sont par ordre d'importance décroissant le programme spatial habité (programme Artemis de retour vers la Lune et Station spatiale internationale), les missions scientifiques (exploration du système solaire, astrophysique, héliophysique et observation de la Terre), la gestion des établissements (informatique, maintenance des équipements,...), le développement des technologies spatiales, le support aux missions (télécoms, lancement) et la recherche aéronautique^[21]  :

• Le programme spatial habité dispose du budget le plus important (41% du total) divisé entre deux postes : la Station spatiale internationale et le programme Artemis :
  • La Station spatiale internationale dont la date de fin est régulièrement repoussée (en 2024 elle est programmée pour le début de la décennie 2030) absorbe 12% du budget de la NASA. Les dépenses se répartissent entre les fonctions de support (1,3 milliard US$) et les missions de ravitaillement et de relève des équipages (1,96 milliard US$).
  • Le programme Artemis, qui doit ramener des hommes à la surface de la Lune vers 2027, absorbe plus de 29 % du budget de l'agence :
    • 2,5 milliards US$ sont consacrés au développement et à la fabrication du lanceur géant Space Launch System
    • 1,9 milliard US$ sont consacrés au développement de l'atterrisseur lunaire HLS
    • 1,22 milliard US$ sont consacrés au développement du vaisseau Orion
    • 914 millions US$ sont consacrés au développement de la station spatiale lunaire Lunar Gateway
    • 380 millions US$ sont consacrés au développement de la combinaison spatiale extravéhiculaire.
• Les missions scientifiques représentent le deuxième poste de dépenses en 2024 (30,4% du budget total). Les thématiques sont  :
  • l'exploration du système solaire à l'aide de sondes spatiales (3,38 milliards US$)
  • l'astrophysique dominée par la réalisation et l'exploitation de télescopes spatiaux ; (3,38 milliards US$)
  • l'étude du Soleil (750 millions US$).
  • les sciences de la Terre qui regroupent l'étude depuis l'espace des différentes couches atmosphériques, de la surface de la Terre et de l'environnement spatial (2,473 milliards US$) ;
• Le support aux missions représente 3,85% du budget (1,05 milliard US$). Le principal poste de dépenses sont les télécommunications (580 millions US$)
• 14,1 % du budget est consacré aux activités de gestion des établissements et des infrastructures de recherche : informatique, administration des centres spatiaux, maintenance et réalisation d'équipements.
• 5,12 % du budget est consacré aux recherches et à la mise au point de technologie spatiale (1,39 milliard US$)
• La recherche aéronautique, activité d'origine de l'agence avant le début de l'ère spatiale lorsqu'elle s'appelait encore la NACA, pèse relativement peu (3,66% et 996 millions US$).
• Le reste du budget se répartit entre le programme éducatif (158 millions US$), le support au développement du secteur commercial (228 millions US$) et l'Inspection générale chargée d'auditer le fonctionnement de l'agence spatiale (50 millions US$).

Le Jet Propulsion Laboratory, établissement de la NASA qui a réalisé la majorité des missions martiennes, a publié fin 2024 un plan d'exploration scientifique robotique de la planète Mars pour les deux décennies à venir (2024-2044). Le plan identifie trois objectifs scientifiques : recherche de la présence de vie passée ou actuelle, étude de la dynamique de la planète (planétologie comparée) et préparation des futures missions avec équipage à la surface de la planète. Pour remplir ces objectifs, l'étude propose que des missions de plus petite taille et moins couteuses soient développées avec des objectifs plus restreints. La majorité de ces missions emportant dans certains cas un instrument unique devraient couter entre 100 et 300 millions US$ et seraient combinées avec quelques missions pouvant atteindre 1 milliard US$^[22].

Lien vers le document : (en) Science Mission Directorate, Expanding the Horizons of Mars Science : A Plan for Sustainable Science Program at Mars, NASA, 2008, 154 p. (lire en ligne)

Une étude des Académies nationales des sciences, d'ingénierie et de médecine américaines publiée début septembre 2024 met en évidence la nécessité pour l'agence spatiale américaine, la NASA, d'investir massivement dans son infrastructure et les fonctions de support pour renverser une tendance de sous-investissement remontant à plusieurs années qui constitue une menace pour les projets futurs. Le rapport met en évidence une diminution de la part du budget consacré au support (passé de 20 % à 14 % du budget total entre 2013 et 2023) en réponse à la multiplication des missions en cours de développement^[23].

2024 est une année de transition pour le programme spatial chinois qui consolide toutefois sa position de deuxième puissance spatiale ^[20].

Avec 68 lancements la Chine n'a pas atteint l'objectif annoncé en début d'année (100 tirs) en partie à la suite des difficultés rencontrées par le secteur privé de l'industrie spatiale chinoise dans la mise au point des nouveaux lanceurs comme Tianlong 3 de la société Space Pioneer dont le décollage inopiné lors d'un test aurait pu faire de nombreuses victimes. À la suite de cet incident le gouvernement chinois a renforcé ses contrôles ce qui a entrainé des retards dans les projets. Autre facteur : plusieurs sociétés du NewSpace chinois ont revu à la hause les capacités de lancement des lanceurs en développement ce qui a entrainé un décalage des plannings. Enfin une dernière explication à la non atteinte de l'objectif des 100 tirs est le typhon Yagi qui a endommagé la base de lancement de Wenchang. Néanmoins plusieurs lanceurs ou variantes de lanceur ont effectué leur premier vol en 2024 - les fusées Longue Marche 12, et Gravity 1 ainsi que les versions C de la Longue Marche 6 et E de la Zhuque 2 - et un deuxième pas de tir a été inauguré à Wenchang^[20].

Les ambitions du programme spatial lunaire habité chinois se sont largement concrétisées en 2024 avec l'annonce d'une mission avec équipage autour de la Lune en 2028 et la première présentation des modèles du vaisseau spatial Mengzhou et du module lunaire Lanyue qui doit se poser sur la Lune avec deux astronautes. Le développement de la fusée géante Longue Marche 10, au coeur du programme lunaire et dont le premier vol est programmé en 2026, a commencé et la construction de sa rampe de lancement a été lancée à Wenchang^[20].

Dans le domaine scientifique la Chine a réalisé une première mondiale en réussissant à ramener un échantillon du sol (2 kilogrammes) de la face cachée de la Lune (mission Chang'e 6). Elle a déployé par ailleurs le télescope spatial rayons X Einstein Probe et Le télescope spatial SVOM développé avec la France. La Chine a par ailleurs commencé à déployer ses deux mégaconstellations de satellites de télécommunications : Qianfan et Guowang^[20].

L'Europe a rétabli en 2024 sa capacité de lancement spatial avec le premier vol pratiquement réussi (une panne d'un composant du dernier étage n'a pas permis le déploiement d'une partie de la charge utile et la désorbitation de l'étage) du lanceur Ariane 6 successeur de l'Ariane 5 et le retour en vol du lanceur Vega C. Mais compte tenu du retard accumulé, elle a du confier le lancement de plusieurs de ses satellites au lanceur américain Falcon 9. Parmi les missions notables, l'Agence spatiale européenne a lancé sa sonde spatiale Hera, quatre satellites Galileo, les satellites d'observation de la Terre EarthCARE, Sentinel-2C, Sentinel-1C et l'observatoire solaire Proba 3. Enfin les caractéristiques de la mégaconstellation de satellites de télécommunications IRIS ont été précisées et la planification du projet a été figée. Dans le domaine du New Space, la société allemande RFA a connu un revers avec la destruction du premier étage de son lanceur RFA One lors d'un test d'allumage^[20].

Le programme spatial russe, faute de moyens, est toujours aussi atone en 2024. La Russie reste néanmoins avec les États-Unis et la Chine la seule puissance spatiale disposant de toutes les composantes d'un programme spatial habité. Le pays a effectué 17 lancements tous réussis cette année, un chiffre stable. Six de ces lancements concernaient le programme spatial habité. Un nouvel ensemble de lancement dédié au lanceur spatial Angara a été inauguré avec deux tirs. Le programme spatial militaire est prioritaire avec six lancements consacrés à des satellites de reconnaissance ou d'écoute électronique^[20].

Le Japon a effectué le premier lancement réussi (le premier avait été un échec) de son nouveau lanceur lourd H3. La sonde spatiale expérimentale japonaise SLIM a réussi à se poser à la surface de la Lune dans une configuration dégradée (perte d'une partie de la propulsion) mais a pu remplir une grande partie de ses objectifs technologiques. Le nouveau lanceur spatial japonais KAIROS utilisant une propulsion à propergol solide et développé sur fonds privés a connu deux échecs^[20].

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.

Nombre de lancements par famille de lanceur. Chaque lancement est compté une seule fois quel que soit le nombre de charges utiles emportées.

Nombre de lancements par base de lancement utilisée. Chaque lancement est compté une seule fois quel que soit le nombre de charges utiles emportées.

Ce tableau ne sera mis à jour qu'une fois l'année en cours terminée.

Nombre de lancements par type d'orbite visée. Chaque lancement est compté une seule fois quel que soit le nombre de charges utiles emportées.

• 1 mars (durée de la sortie 7h52)  : les astronautes chinois Tang Hongbo et Jiang Xinlin à bord de la Station spatiale chinoise
• 25 avril (durée de la sortie 4h36)  : les cosmonautes russes Oleg Kononenko et Nikolaï Tchoub à bord de la Station spatiale internationale
• 28 mai (durée de la sortie 8h23)  : les astronautes chinois Ye Guangfu et Li Guangsu à bord de la Station spatiale chinoise
• 4 juin (durée de la sortie 31 minutes)  : les astronautes américains Tracy Caldwell et Michael Barratt à bord de la Station spatiale internationale
• 3 juillet (durée de la sortie 6h32)  : les astronautes chinois Ye Guangfu et Li Cong à bord de la Station spatiale chinoise
• 12 septembre : lors de la mission Polaris Dawn, deux des quatre occupants, le commandant de mission Jared Isaacman et l'ingénieure de Space X Sarah Gillis, sortent brièvement du vaisseau, réalisant ainsi la première la première sortie spatiale privée de l'histoire^[24].

• (en) Jonathan McDowell, « Liste détaillée des lancements depuis le début de l'ère spatiale (Launch Log) », Jonathan's Space Page
• (en) Gunter Krebs, « Orbital Launches of 2024 », sur Gunter's Space Page
• (en) « Catalogue des véhicules spatiaux avec description détaillée de leurs caractéristiques, orbite, charge utile (NSSDC) », NASA Centre de vol spatial Goddard
• (en) « Dépêches de 2024 sur le site Space.News », NASA JPL
• (en) « Articles de 2024 sur le site Spaceflight Now », sur spaceflightnow.com
• (en) « Articles de 2024 sur le site NASASpaceFlight.com », sur nasaspaceflight.com
• (es) « Articles de 2024 sur le site de Daniel Marin », sur Eureka

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