Les lanceurs russes Soyuz

01-01-2017 Philippe VOLVERT

Historique

Soyuz

La série des lanceurs Soyuz, nom de code 11A511, est l'ultime déclinaison de la mythique fusée R-7 conçue par l'ingénieur en chef Sergeï Korolev. Tout comme les autres lanceurs dérivés de Semiorka, elle a été baptisée du nom de la principale charge utile qu'elle devait transporter. Dans le cas présent, il s'agit du vaisseau habité Soyuz. Mais Soyuz a servi à la mise sur orbite de nombreux satellites, majoritairement militaires. A noter que certaines sources ne différencient pas Voskhod, Molniya et Soyuz qui sont des lanceurs très proches techniquement.

Soyuz L

La version 11A511 L est une fusée Soyuz ordinaire destinée à tester les vaisseaux Soyuz dans le cadre du programme lunaire. Une fois la qualification acquise, ils devaient servir de moyen de transport des 2 cosmonautes jusque la Lune. L'échec de la fusée N-1 et le succès d'Apollo ont mis un terme aux essais.

Soyuz M

La version 11A511 M est une fusée Soyuz ordinaire destinée à lancer des satellites de reconnaissance récupérables Zenit 4MT, basé sur la capsule Vostok. Tous les lancements de la version M ont eu lieu depuis le cosmodrome de Plesetsk.

Soyuz U

La version 11A511 U de Soyuz est une amélioration des précédentes versions qu'elle remplace. Pour la même fusée, 3 types de missions sont réalisées: lancement de satellites, ravitaillement avec le vaisseau Progress et les relèves d'équipages avec Soyuz.

Le problème du ravitaillement s'est posé lorsque les missions ont duré de plus en plus longtemps. Si pour une mission de quelques jours, il est possible de transporter tous les vivres et matériels dans le vaisseau, pour les vols de plusieurs semaines, voire plusieurs mois, il est totalement exclus de procéder de la même manière surtout pour les denrées périssables. L'idée est alors venue de remplacer le module de commande du vaisseau Soyuz par un module de rangement. Soyuz n'est plus alors destiné au transport des équipages mais du matériel et vivres. On parle de Progress.

Soyuz U2

Il n'y a pas de changements notables entre la version 11A511 U et 11A511 U2 hormis le type de carburant pour le Block A. Le kérosène a été remplacé par du Sintin, dérivé du kérosène plus efficace. Il a été utilisé de 1982 à 1995, année où sa production a cessé.

Soyuz FG

La fusée Soyuz FG est une version de transition entre Soyuz U et Soyuz 2. De nombreuses améliorations ont été apportées sur la fusée dont les technologies remontent au milieu des années 60. Elle est essentiellement utilisée pour les missions à destination de la station spatiale internationale depuis 2001. Starsem a également fait appel à cette version en attendant de disposer de Soyuz 2.

Soyuz 1

Avec Soyuz 1, plus connue sous l'appellation Soyuz 2.1v, la Russie change de manière radicale l'architecture de la mythique fusée R-7. Les blocs latéraux, appuyés sur le bloc central et qui formaient ensemble le premier étage, sont supprimés. Le moteur du bloc central est remplacé par le NK-33 à chambre de combustion unique et hérité du programme lunaire soviétique des années 60. La partie haute reprend celle de Soyuz 2.1b mais avec une coiffe de 3 mètres de diamètre.

Classée comme lanceur léger, Soyuz 2.1v doit remplacer à terme Dnepr et Rokot dans le parc russe.

C'est en 2007 que le TsSKB-Progress de Samara réalise les premières études sur un dérivé léger de Soyuz 2.1b. Le projet est officialisé l'année après lors du Salon aéronautique de Berlin ILA. Actuellement, son exploitation n'est prévue qu'au cosmodrome de Plesetsk depuis les installations de lancement 43/4 qui ont été adaptées en conséquence.

Soyuz 2.1v sera généralement équipé d'un étage supérieur Volga. Ce dernier a été également conçu par le TsSKB-Progress et largement inspiré de l'étage Ikar.

Soyuz 2

A l'aube de l'an 2000, les Russes planchent sur la modernisation de l'antique fusée Soyuz datant des années 60. Si d'apparence extérieure, elle garde cette fameuse silhouette en forme de botte d'asperges, il en est tout autre lorsque l'on y regarde de plus près. Le XXIème siècle est celui de l'ère numérique et Soyuz n'échappe pas à la vague. C'est ainsi que le système de contrôle de la fusée est remplacé par un système digital offrant plus de souplesse mais aussi plus de stabilité en vol, ce qui permet l'utilisation de coiffes plus larges, offrant un volume pour la charge utile plus important. La nouvelle génération de lanceurs Soyuz est destinée à remplacée les Soyuz U et Soyuz FG.

Soyuz 2.1a: Soyuz 2.1a se différencie aussi des précédentes versions du lanceur russe par un troisième étage modifié pour recevoir un moteur RD-0124 en lieu et place du RD-0110. Selon les besoins, il peut être équipé d'un étage additionnel Fregat ou Volga.

Soyuz 2.1b: La version Soyuz 2.1b intègre toutes les améliorations apportées à Soyuz 2.1a. A cela s'ajoute le remplacement du moteur RD-0110 du troisième étage par le RD-0124 plus performant. Le moteur fonctionne suivant un cycle à combustion étagée ce qui a permis d'augmenter l'impulsion spécifique et par conséquent augmenter la durée de fonctionnement de l'étage.

Soyuz ST: Pour pouvoir prendre son envol depuis le Centre Spatial Guyanais, la fusée Soyuz 2 a fait l'objet de quelques adaptations. Le logiciel de bord a été modifié pour tenir compte des trajectoires depuis la Guyane, le système de télémétrie a été harmonisé avec les installations au sol et un système de sauvegarde a été mis en place. Il consiste à couper les moteurs lorsque le lanceur présente un danger durant la phase ascensionnelle. D'autres équipements ont été ajoutés comme des répondeurs, récepteurs, antennes qui permettent de suivre en temps réel le vol de Soyuz. En Guyane, Soyuz 2.1a devient Soyuz ST-A (Spécial Tropique) tandis que Soyuz 2.1b devient Soyuz ST-B.

L'étage supérieur Ikar

A la seconde moitié des années 90, les Européens ont commencé à lorgner vers la gamme des lanceurs Soyuz. L'intérêt pour la fusée russe était double. Avec le retrait annoncé d'Ariane 4 au début des années 2000, Arianespace n'aurait plus disposé de lanceurs pour le transport des charges utiles moyennes dans l'espace. Il restait un créneau à combler et Soyuz était parfaite pour jouer ce rôle. Après Proton et Zenit, les Européens ne voulaient pas que les Américains s'approprient également l'ancêtre qui avait la réputation d'être un lanceur économique et fiable. Arianespace s'est associée à l'agence spatiale russe Roskosmos et au constructeur de la fusée Soyuz pour créer Starsem. Ainsi, avec Ariane 5 (lanceur lourd), Soyuz (lanceur moyen) et Vega (lanceur léger), la société européenne dispose d'une gamme de lanceurs qui permet de couvrir toutes les missions et toutes les orbites.

A cette fin, l'étage supérieur Ikar a été développé par le centre spatial de Samara. Conçu à partir du système de propulsion des satellites russes de reconnaissance Yantar, il a été utilisé pour les mises sur orbite base, notamment pour les constellations de satellites comme Globalstar. Il a la capacité de se réallumer une cinquantaine de fois.

L'étage supérieur Fregat

En remplacement d'Ikar, le constructeur Lavotchkine développe l'étage Fregat à partir du système de propulsion des sondes spatiales martiennes russes. Il est équipé d'un système de commandes de vol numérique moderne. Grâce à sa capacité de rallumage multiple, jusqu'à vingt fois, le Fregat peut placer en une mission les satellites qu'il emporte sur des orbites différentes. De plus, ses performances permettent de viser l'orbite de transfert géostationnaire depuis le cosmodrome de Baïkonour avec une charge utile allant jusqu'à 2 100 kg.

Après deux vols de qualifications réalisés au début de l'année 2000, l'étage est déclaré opérationnel. Il est depuis utilisé sur toutes les missions opérées par Starsem et Arianespace et ainsi que pour les lancements gouvernementaux russes qui le nécessitent.

L'étage supérieur Volga

Volga est un étage supérieur développé à partir de l'étage Ikar qui a fait ses preuves dans les années 90. Il a été conçu par TsSKB-Progress comme alternative à l'étage Fregat pour des missions ne nécessitant pas des performances aussi fortes que celles du Fregat. Essentiellement prévu pour Soyuz 2.1v, il peut être utilisé sur des versions plus puissantes de la fusée russe.

Fiches techniques

Sources

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