Soyouz | Premiers vols

Une nouvelle inquiétante arrive le 3 novembre 1966, quand un essai de largage du Compartiment de Descente (SA) se termine par un crash. Le parachute stabilisateur et le parachute principal fonctionnent parfaitement, puis le parachute de secours est déployé (c'est le but de l'essai). Mais tout au long de sa descente, le vaisseau tourne sur lui même (à environ 1tr/min). Et à environ 1500m d'altitude, l'une des suspentes se cassent, et la capsule tombe en chute libre.

L'enquête détermine rapidement que l'évacuation du peroxyde d'hydrogène du système SIOS a fragilisé la suspente. Cette dernière peut, en temps normal, supporter une tension de 450kg, mais peut être déchirée à la main après avoir été exposée à du peroxyde d'hydrogène. Le problème est sérieux, car les ingénieurs ont calculé que si une mission se déroule normalement, 30 des 70kg de ce combustible resteront dans les réservoirs au moment du retour sur Terre, et devront absolument être éventés pour ne pas alourdir la capsule, et surtout pour ne pas mettre en danger les équipes de récupération (FPSU) et les cosmonautes sortant du vaisseau.

Les Américains lancent leur dernier vaisseau Gemini le 11 novembre 1966. Ce jour là, MICHINE certifie à KAMANINE  que les deux premiers vaisseaux pourront être lancés sans équipage autour du 26 novembre. Si tout se passe bien, les deux lancements suivants, pilotés ceux-ci, auront bien lieu fin décembre.

Le programme Gemini aura permis aux Etats-Unis de réaliser neuf sorties dans l'Espace et quatre amarrages. L'Union soviétique est maintenant largement dépassée dans la course à l'Espace, et tous ses espoirs de reprendre la tête reposent sur le programme Soyouz.

Fig. 21 : Décollage de Gemini XII, en novembre 1966.

En cette fin 1966, la météo est très mauvaise dans la région de Moscou, et le Tu-104 parabolique ne peut pas décoller du LII MAP. En conséquence, de nombreuses séances d'entraînement ne peuvent avoir lieu et il est donc décidé de convoyer l'appareil à Baïkonour. C'est au-dessus du Kazakhstan que les cosmonautes se prépareront à leurs sorties dans l'Espace. Le premier vol à partir du cosmodrome a lieu le 18 novembre 1966.

La Commission d'Etat pour les vols d'essais Soyouz se réunit le lendemain à Baïkonour, et approuve la date du 26 novembre pour le premier vol. Le second vaisseau décollera dès le 27, et les deux engins s'amarreront en orbite de manière automatique.

Malgré deux jours de retard, le premier vaisseau Soyouz décolle enfin, le 28 novembre 1966. La mise en orbite se déroule parfaitement, mais l'engin - baptisé Cosmos 133 - rencontre un grave problème technique et vide en quelques minutes l'intégralité de ses réserves d'ergols. Il sera donc incapable d'effectuer des manœuvres, et MICHINE décide le ramener sur Terre sans tarder. Le moteur de freinage fonctionne mal, mais le vaisseau finit tout de même par rentrer dans l'atmosphère. Malheureusement, il connaît d'autres défaillances et ne parvient pas jusqu'au sol. Le premier vol de Soyouz est un échec complet.

Mais pour certains responsables du programme, notamment KERIMOV, MICHINE et KAMANINE, le bilan n'est pas si négatif, car la plupart des systèmes vitaux du vaisseau ont eu le temps de montrer qu'ils fonctionnaient correctement. Il leur semble clair que si un cosmonaute avait été à bord, le retour sur Terre se serait bien déroulé.

Quelques jours seulement après le vol de Cosmos 133, on décide que la prochaine tentative aura lieu avant le 18 décembre 1966. Ce calendrier ne laissera pas le temps aux ingénieurs de valider tous les systèmes qui ont mal fonctionnés sur le premier vol, mais MICHINE subit d'énormes pressions de la part du Parti communiste, et il est forcé d'accélérer les opérations.

Le décollage du deuxième vaisseau 7K-OK est finalement programmé pour le 14 décembre 1966. Peu de temps après l'allumage des moteurs du lanceur Soyouz, une anomalie est détectée et la séquence est annulée. Une équipe de techniciens est dépêchée sur le pas de tir pour examiner la situation, et c'est alors que le Système de Sauvetage d'Urgence (SAS) du vaisseau est actionné, provoquant l'incendie du lanceur. Trois hommes trouveront la mort au cours de cet accident.

Les futurs vols sont évidemment reportés. Le vaisseau n°3 servira à une mission automatique en janvier 1967. Des travaux sont également lancés pour remettre en état le pas de tir de la zone 31, qui a été partiellement détruit par l'explosion. En attendant sa réparation, la zone n°1 devra être capable d'assurer des lancements doubles.

Une autre mauvaise nouvelle vient endeuiller la Cosmonautique le 27 janvier 1967. Elle arrive cette fois des Etats-Unis, où les trois astronautes GRISSOM, WHITE et CHAFFEE ont trouvé la mort lors d'un exercice de simulation de la première mission du programme lunaire Apollo.

Fig. 22 : Les astronautes américains GRISSOM, WHITE et CHAFFEE.

Quelques jours plus tôt, en Union soviétique, la Commission d'Etat s'était réunie pour autoriser le lancement du troisième 7K-OK. Celui-ci intervient le 7 février 1967, et le vaisseau est pudiquement baptisé Cosmos 140.

Sa mise en orbite se déroule relativement bien, mais au bout de seulement quelques orbites il connaît de graves problèmes d'orientation. Les ingénieurs décident de le faire revenir sur Terre, mais pour une raison inconnue la rentrée se déroule selon une trajectoire balistique. Une brèche se forme dans le bouclier thermique, et la capsule coule dans la mer d'Aral. Si un cosmonaute avait été à bord, avec ou sans scaphandre, il aurait été tué.

Malgré cette nouvelle alarmante, certains restent optimistes. Le bouclier sera modifié pour qu'un tel événement ne se reproduise pas, et si un cosmonaute avait été à bord il aurait été capable de prendre les commandes d'orientation manuelle, ce qui aurait évité les problèmes d'orientation et la rentrée balistique.

Une grande question se pose alors : faut-il effectuer tout de suite un vol piloté, ou est-il préférable d'attendre qu'un vol automatique qualifie complètement le vaisseau ?

Le TsKBEM subit alors une immense pression de la part du régime de Leonid BREZHNEV. L'URSS n'a envoyé aucun cosmonaute dans l'Espace depuis la mission historique de mars 1965, alors que dans cet intervalle les Américains ont réalisé pas moins de dix missions Gemini ! De plus, le cinquantenaire de la Révolution d'Octobre approche à grands pas, et un vol à l'occasion de la fête du 1er mai serait également le bienvenu.

Fig. 23 : Leonid BREZHNEV, Premier secrétaire du Parti communiste

Du côté des ingénieurs, une majorité de gens sont confiants dans le vaisseau et conseillent de passer directement au vol habité. Ivan PROUDNIKOV, chef d'un département du TsKBEM, n'est pas de cet avis et fait part de son inquiétude vis-à-vis du bouclier thermique. Dans son ouvrage 100 Stories about Docking, Vladimir SYROMIATNIKOV, responsable du système d'amarrage, écrira :

Les concepteurs du Soyouz, parmi lesquels Pavel TSYBINE et Konstantin FEOKTISTOV, essayaient de forcer les événements. Oui, il y avait eu plusieurs dysfonctionnements, mais leurs causes étaient claires, évidentes et faciles à éliminer.

Il semblait qu'il était possible d'aller dans l'Espace avec le nouveau vaisseau. Les vols d'essais étaient globalement des succès, et même le système d'éjection a montré qu'il fonctionnait. Vassili MICHINE a hésité, mais a finalement été d'accord avec ces arguments, qui semblaient convaincants.

En effet, le 15 mars 1967, le général KAMANINE rapporte dans son journal une déclaration de MICHINE datant du jour même :

Selon moi, nous n'avons pas besoin de lancer des vaisseaux d'essais supplémentaires, nous allons préparer des vols de Soyouz avec des cosmonautes à bord. Avant les missions il est nécessaire de terminer tous les essais et d'effectuer toutes les modifications. En gros, ce serait très bien si le premier vol habité avait lieu le 12 avril.

C'est donc bien une mission habitée qui est décidée. Deux vaisseaux seront mis en orbite et s'y amarreront. Le premier n'aura qu'un pilote, alors que le second abritera un équipage de trois cosmonautes, dont deux qui changeront de vaisseau au cours d'une sortie dans l'Espace.

Le 6 mars 1967, la Commission d'Etat décide de livrer les vaisseaux 7K-OK n°4 et n°5 à Baïkonour le 15 mars, pour un lancement le 12 avril, date anniversaire du vol historique de Youri GAGARINE. Le premier vaisseau sera piloté par Vladimir KOMAROV, et l'équipage du second sera constitué de Valeri BIKOVSKI, Evgueni KHROUNOV et Alekseï ELISSEÏEV.

Fig. 24 : Le cosmonaute Vladimir KOMAROV, vu ici avec le général Charles DE GAULLE.

Le 30 mars, les cosmonautes passent leur examen et le réussissent. Du retard est pris et le départ finit par être reporté : le premier vaisseau décollera le 22 avril, et le second vingt-quatre heures plus tard. Mais une certaine anxiété règne sur le cosmodrome. Le 15 avril, soit une semaine avant le départ, le général KAMANINE consigne son inquiétude dans son journal :

Personnellement, je n'ai pas entièrement confiance en ce que le plan de vol soit entièrement accompli avec succès, mais il n'y a pas de motif suffisamment solide pour s'opposer au vol.

Pour tous les vols précédents nous avions tous confiance en leur succès, mais maintenant ce n'est pas le cas.

Les cosmonautes sont bien entraînés, les vaisseaux et leurs instruments ont subit des centaines d'essais et de vérifications, tout semble avoir été fait pour assurer le succès du vol, mais la confiance n'est pas là.

De petits ennuis conduisent à décaler les lancements d'une journée, et c'est donc finalement le 23 avril 1967 que Vladimir KOMAROV embarque à bord du vaisseau 7K-OK n°4, baptisé officiellement Soyouz-1. Le lancement se déroule sans incident, mais de sérieux problèmes apparaissent après la mise en orbite.

Fig. 25 : Vladimir KOMAROV avant le lancement de Soyouz-1.

L'un des deux panneaux solaires refuse de se déployer, privant le vaisseau de sa principale source d'énergie. De plus, le capteur stellaire 45K, qui permet au véhicule de s'orienter dans l'Espace, ne fonctionne pas. La Commission d'Etat préfère attendre avant de prendre une décision, mais quand elle voit qu'à la treizième orbite, rien ne s'est arrangé, elle annule le lancement du second vaisseau et ordonne de rapatrier Soyouz-1 dès que ce sera possible.

La rentrée dans l'atmosphère s'avère extrêmement complexe étant donné les problèmes d'orientation que connaît le vaisseau, mais KOMAROV réussit finalement à maîtriser son attitude et allume le moteur de freinage. La rentrée se déroule en mode balistique, mais tout se passe bien. Après le silence radio dû à la ionisation de l'air, le cosmonaute informe le sol que tout va bien à bord.

Mais le système de parachutes ne fonctionne pas. Le Compartiment de Descente de Soyouz-1 touche le sol à environ 40m/s et est complètement détruit. Le colonel KOMAROV est tué sur le coup. Des funérailles nationales ont lieu sur la Place Rouge quelques jours plus tard.

Fig. 26 : Les restes de Soyouz-1.

La tragédie du premier vol habité du programme Soyouz met un coup de frein à tout le programme spatial soviétique. Beaucoup de gens rejettent la faute sur Vassili MICHINE, et même GAGARINE et LEONOV insistent pour que sa responsabilité dans l'accident soit explicitement citée dans le rapport de la commission d'enquête.

Pendant ce temps, le patron du TsKBEM ne chôme pas. Il met en place un nouveau calendrier qu'il présente à KAMANINE le 7 mai 1967, deux semaines seulement après l'accident. Deux vaisseaux automatiques seront lancés dans la deuxième quinzaine de juillet 1967 et tenteront de s'amarrer. Toutefois, la mission sera considérée comme un succès à partir du moment où les deux engins auront réussi à s'approcher à 50 ou 70cm l'un de l'autre, même si par la suite ils ne parviennent pas à effectuer la jonction.

Si tout se passe bien, deux vaisseaux pilotés décolleront en août 1967 et mèneront à bien la mission confiée à l'origine à KOMAROV, c'est à dire amarrage puis transfert de deux cosmonautes d'un vaisseau à l'autre au cours d'une sortie dans l'Espace.

Du côté technique, les modifications apportées au 7K-OK prennent beaucoup de temps. Le 7 mai, la commission d'enquête se réunit et décide de mener à bien d'ici au 14 mai plusieurs essais en vol du système de parachute. Des bombes à fragmentation démilitarisées de type FAB-300 seront utilisées, ainsi qu'une maquette de Soyouz.

Mais les essais ne se passent pas bien du tout ! Des ingénieurs du TsAGI montrent qu'une zone de turbulence est créée par le parachute de stabilisation, et qu'elle empêche le parachute de secours de se déployer correctement. Le LII envisage de supprimer le parachute de secours, et de le remplacer par un deuxième parachute principal, mais cette solution prendrait trop de temps à mettre en place et elle est abandonnée.

Le 29 mai 1967, le conseil des constructeurs principaux, dirigé par MICHINE et KERIMOV, décident de procéder aux deux lancements automatiques au mois d'août. Les deux vols pilotés auront lieu, si tout se passe bien, dès le mois de septembre.

Mais les essais prennent du retard, et début octobre 1967 aucun vaisseau n'a encore décollé. Le 6 octobre, soixante-dix largages de FAB-300 et de maquettes restent à effectuer, ce qui, selon KAMANINE, devrait prendre « de cinq à six mois ». Mais MICHINE ordonne de terminer d'ici au 1er novembre 1967, et les techniciens procèdent à jusqu'à trois largages par jour.

La Commission d'Etat se réunit le 16 octobre 1967 et approuve la reprise des vols Soyouz. Les deux vols automatiques auront lieu entre le 25 et le 27 octobre. Un premier vaisseau sera lancé, et ses données seront analysées par les ingénieurs. Si elles sont satisfaisantes, le second vaisseau sera mis en orbite, environ soixante-douze heures après le premier. Les deux engins procèderont alors à une approche grâce au radar Igla, et ils essaieront de s'amarrer (bien que ce ne soit plus un objectif prioritaire).

Le premier vaisseau est lancé avec succès le 27 octobre 1967 depuis la zone 31 remise à neuf depuis l'accident de décembre 1966. Rebaptisé Cosmos 186, le 7K-OK n°6 se comporte normalement. Ainsi, les efforts consentis après la mort de KOMAROV n'auront pas été vains. Il y a bien un petit problème avec le capteur stellaire 45K, met il est rapidement réglé et la Commission d'Etat peut autoriser l'envoi du second vaisseau.

Celui-ci décolle le 30 octobre 1967 et devient Cosmos 188. Encore une fois, tout fonctionne parfaitement bien , et les deux vaisseaux s'amarrent dès la première orbite.

Fig. 27 : Vue d'artiste de l'époque de l'amarrage de Cosmos-186 et Cosmos-188.

Ainsi, près de deux ans après les Américains, les Soviétiques réussissent à leur tour à assembler plusieurs vaisseaux en orbite. C'est en revanche la première fois qu'une telle manœuvre est réalisée de manière entièrement automatique : tous les amarrages américains se sont faits avec un vaisseau Gemini piloté.

Après quelques heures passées ensemble, les deux vaisseaux se séparent et entament leur retour sur Terre. Cosmos 186 descend en mode balistique mais atterrit sans problème et devient le premier Soyouz à être récupéré sans dégâts. En revanche, Cosmos 188 connaît de graves problèmes d'orientation, et son système d'autodestruction s'enclenche afin d'éviter qu'il ne tombe en dehors du territoire soviétique.

Cette mission n'en demeure pas moins une avancée importante. Le 2 novembre 1967, dans l'avion qui les ramène d'Eupatorie à Moscou, MICHINE, KERIMOV, KARASS, RIAZANSKI, TCHERTOK, TREGOUB, FEOKTISTOV et KAMANINE dressent le bilan de ce qu'ils viennent d'accomplir. KAMANINE propose d'effectuer un vol piloté dès avril-mai 1968. Mais MICHINE n'est pas d'accord avec lui et préfère attendre le second semestre 1968, le temps de réaliser d'autres vols automatiques.

Le 9 novembre 1967, les Etats-Unis font un grand pas en avant dans leur programme lunaire en réussissant le premier tir de leur lanceur lourd Saturn V. C'est sur cette fusée que reposent tous leurs espoirs de conquête de la Lune.

Fig. 28 : Décollage de la première fusée Saturn V, le 9 novembre 1967 (vol AS-501).

En Union soviétique, tout le monde se réjouit de l'avancée importante qui a été faite avec l'amarrage de Cosmos 186 et Cosmos 188. La Commission d'Etat se réunit le 15 novembre et décide de réitérer la mission en mars-avril 1968. Si tout se passe selon les prévisions, un vol piloté pourra avoir lieu en mai-juin 1968.

Au début du mois de mars 1968, des problèmes sont rencontrés avec le système de parachutes, qui ne sera pas prêt avant mai. Un revers psychologique intervient le 27 mars 1968 avec la mort de Youri GAGARINE. Ce matin là, le premier cosmonaute, accompagné du colonel Vladimir SERIOGUINE, s'écrase avec un avion MiG-15 lors d'un vol d'entraînement.

Fig. 29 : Funérailles de Youri GAGARINE, sur la Place Rouge.

Malgré cette tragédie, les préparatifs du prochain vol automatique vont bon train. Le vaisseau 7K-OK n°8 décolle de Baïkonour le 14 avril 1968 sous l'étiquette Cosmos 212. Il est rejoint en orbite vingt-quatre heures plus tard par le 7K-OK n°7, baptisé Cosmos 213. Les deux véhicules procèdent à un amarrage parfait puis, pour la première fois, ils reviennent sur Terre selon des trajectoires guidées et sont récupérés. Cette mission est un immense succès et redonne confiance aux ingénieurs en leur vaisseau.

La Commission Militaro-industrielle se réunit le 6 mai 1968 pour discuter de la suite du programme. MICHINE pense qu'il serait bon de procéder à une mission habitée, mais OUSTINOV préfèrerait effectuer encore deux essais automatiques afin de s'assurer de la fiabilité des parachutes et du système d'éjection.

Fig. 30 : Configuration originelle de la deuxième mission habitée.

Le 15 mai 1968, MICHINE propose de lancer deux vaisseaux avec seulement deux cosmonautes chacun (schéma « 2+2 »). Cela limiterait la masse des capsules au retour et permettrait de limiter les risques d'accident, étant donné que le système de parachute de secours n'est toujours pas considéré comme opérationnel. Aucun transfert de cosmonaute n'aurait lieu au cours du vol, et les modules orbitaux seraient juste dépressurisés pour vérifier qu'ils sont capables de servir de sas.

Fig. 31 : Configuration de la deuxième mission habitée
proposée par MICHINE le 15 mai 1968.
(schéma 2+2 sans transfert)

Mais beaucoup de gens pensent qu'il serait idiot de ne pas effectuer de transfert, car les cosmonautes s'y entraînent depuis longtemps. De plus, sans cela, la mission n'apporterait rien de vraiment nouveau. Mais s'il n'y a que deux hommes dans chaque vaisseau, un seul pourra être transféré. Le 17 mai 1968, Boris VOLINOV enfile son scaphandre et essaye de passer tout seul d'un vaisseau à l'autre, mais l'opération s'avère impossible. De plus, il serait bien trop dangereux que le commandant abandonne son poste pour aller aider son camarade à sortir.

Une idée est alors proposée : lancer un vaisseau avec trois cosmonautes et un autre avec un seul, et transférer un unique membre d'équipage (schéma « 1+3 »). Les deux engins reviendraient ainsi sur Terre avec deux cosmonautes chacun, et en plus le cosmonaute transféré pourrait recevoir l'aide de l'un de ses deux collègues.

Fig. 32 : Autre configuration de la deuxième mission habitée.
(schéma 1+3 avec transfert d'un seul cosmonaute)

Mais cette idée n'arrive pas à convaincre, et MICHINE reste sur son idée de départ de lancer deux cosmonautes dans chaque vaisseau (2+2) sans effectuer de transfert. Quelques jours plus tard, le 22 mai 1968, il change d'avis et propose maintenant un schéma « 1+2 » avec transfert de l'un des cosmonautes.

Fig. 33 : Autre configuration de la deuxième mission habitée.
(schéma 1+2 avec transfert)

Mais le 28 mai, Evgueni KHROUNOV tente à nouveau de sortir tout seul d'un Soyouz, et comme VOLINOV il n'y parvient pas. Mais cela n'a pas d'importance, car dès le 30 mai MICHINE propose encore une nouvelle idée : un schéma « 0+1 ». Sur les deux vaisseaux, un seul serait piloté, et par un unique cosmonaute.

Lors d'une réunion de la Commission d'Etat du 10 juin 1968, le constructeur principal du TsKBEM insiste pour qu'un nouveau vol automatique soit réalisé, et ce afin de valider le système de parachutes. Si l'essai est concluant, il n'y aura plus de limitations de masse au retour et Soyouz sera capable de revenir avec trois cosmonautes. On pourra alors procéder à une double mission de type « 1+3 » avec transfert de deux membres d'équipage, comme il était prévu au tout début.