Soyouz

Le lanceur SOYOUZ, nouvelle version de lanceur « Soyouz » en fin de développement, comprend un tri étages Soyouz 2--1 amélioré suivant 2 versions (« 2-1 A» et « 2-1B »), l'étage FREGAT et une nouvelle coiffe en matériau composite de 4,11 m de diamètre et de 11,4 m de long.

Les adaptations du lanceur pour le CSG (SOYOUZ STK)

Afin de tirer profit de sa très importante expérience en vol, le lanceur SOYOUZ sera opéré du CSG avec le minimum de modifications possibles /L'approche adoptée pour le programme de développement est d'adapter la nouvelle base de lancement aux besoins du véhicule lanceur.

Ce lanceur, dérivé du SOYOUZ, devra néanmoins intégrer les adaptations minimales pour autoriser son lancement depuis le CSG. Cette nouvelle version, dénommée Soyouz STK (STKA en version du tri étage 2-1A), comprendra notamment :

• La prise en compte des nouvelles trajectoires depuis la Guyane (situation du pas de tir, ..) et les modifications associées du logiciel de vol,
• La tenue à l'environnement naturel en Guyane
• L'utilisation d'un système de télémesure compatible avec les fréquences et le réseau de stations du CSG
• Un système de neutralisation du lanceur conforme au règlement de sauvegarde du CSG et des modifications des logiciels de vol du tri étages et de l'étage FREGAT,

Pour les lancements depuis le CSG, il sera ajouté au système de traitement automatique d'avarie du lanceur SOYOUZ ("fonction AVD"), la capacité de télécommander depuis le sol l'arrêt de la propulsion si le lanceur est jugé dangereux.

Le lanceur sera équipé des équipements embarqués (répondeurs, récepteurs. antennes) pour permettre d'une part son suivi en vol par radar et d'autre part recevoir, traiter et rendre compte des ordres venant du sol.

Description générale

La famille de lanceurs Soyouz a fourni des services fiables et efficaces, et ce depuis le début de l'aventure spatiale.
Les véhicules de cette famille, qui ont lancé le premier satellite ainsi que le premier homme dans l'Espace, se sont vus créditer plus de 1800 lancements au cours des 50 dernières années. Aujourd'hui, le lanceur Soyouz est utilisé pour les vols habités ou non, en direction de la station orbitale internationale, ISS, et pour les vols commerciaux sous la direction de Starsem.

Inspiré du missile balistique à deux étages R-7A, Soyouz fit ses débuts avec le lancement de Spoutnik en 1957.
Mais, tandis que Spoutnik était limité à 1,5 tonne sur une orbite LEO (orbite terrestre basse), la nécessité d'injecter des charges utiles plus lourdes mena à l'addition d'un troisième étage (bloc E), donnant naissance de ce fait au lanceur Vostok.
Suite aux progrès des années 60, le bloc E fût remplacé par le bloc I, sensiblement plus puissant. Cette amélioration a mené aux configurations Voskhod, dans un premier temps, puis Soyouz.
Enfin, l'ajout d'un étage supérieur réallumable Ikar a permis à Starsem de lancer 24 satellites de la constellation Globalstar en seulement 6 lancements.
Fort de ce succès, la Starsem a présenté l'étage supérieur réallumable Fregat qui ouvre une gamme complète de missions (LEO, SSO, MEO, GTO, GEO).

Dans la version Soyouz ST, le lanceur mesure 46,1m pour 305 tonnes et permet de mettre en orbite basse des charges utiles de 4 900kg. Cette charge utile peut même être de 5 500kg dans le cas du lanceur Soyouz Fregat.

Le lanceur Soyouz actuel est composé de quatre étages : les propulseurs (1er étage), le corps principal (2ème étage), le 3ème étage et l'étage supérieur réallumable Fregat (4ème étage).

Au nombre de 4 (Blocs B, V, G et D), les propulseurs sont assemblés autour du corps principal. Le réservoir d’oxydant se trouve dans la partie conique tandis que le réservoir de kérosène se trouve dans la partie cylindrique.

Ils ont munis d’un moteur RD-107A, qui utilise de l’oxygène liquide et du kérosène. Chaque moteur a 4 chambres de combustion, ce à quoi sont rajoutées deux autres chambres, pour alimenter les moteurs dits « verniers », destinés à l’orientation du lanceur.

Après le décollage, les propulseurs brûlent pendant 120 secondes puis sont largués. La poussée est transférée au corps principal par un joint à rotule situé au dessus de la structure en forme de cône du propulseur.

Le corps principal est semblable, dans sa construction, aux propulseurs, avec une forme de poisson marteau pour s’adapter au 1er étage.
Cet étage est muni d’un moteur RD-108A, qui possède lui aussi 4 chambres de combustion et 4 tuyères. Nominalement, le temps de combustion de l’étage principal est de 290 secondes.

L’allumage du corps principal a lieu 20 secondes avant le décollage afin de contrôler les différents paramètres moteurs.

L’allumage du 3ème étage se produit approximativement 2 secondes avant l’arrêt du moteur de l’étage principal. La poussée de cet étage déclenche directement sa séparation d’avec l’étage principal.

Entre le réservoir de carburant et le réservoir d’oxydant, on trouve un compartiment intermédiaire où sont logés les systèmes avioniques.

Le 3ème étage brûle nominalement pendant 230 secondes. Après coupure du moteur et séparation d’avec l’étage supérieur Fregat, l’étage effectue une manœuvre d’évitement en ouvrant une vanne dans le réservoir d’oxygène liquide.

Qualifié en 2000, l’étage supérieur Fregat est un étage autonome conçu pour fonctionner comme un véhicule orbital. Il prolonge les possibilités des étages inférieurs du lanceur Soyuz, pour permettre d’accéder à une gamme complète d’orbites.

Fregat se compose de 6 réservoirs sphériques (4 pour la propulseur, 2 pour l’avionique) disposés en cercle. Il est indépendant des 3 autres étages, avec sa propre navigation, commande ainsi que ses propres systèmes de télémétrie.

Il peut être remis en marche jusqu’à 20 fois en vol, et de ce fait, permet d’effectuer des profils complexes de mission.