Soyouz | Versions modernisées

En avril 1978 et janvier 1979, la NPO Energuia avait déjà procédé à deux vols d'essais autonomes de la toute nouvelle variante du Soyouz, la version 11F732. Saliout-6 est inoccupée depuis août 1979 et le moment semble venu de réaliser un test grandeur nature : une mission de liaison entre la Terre et la station orbitale.

Par rapport au 7K-T, le 11F732 est capable d'emporter trois cosmonautes équipés de scaphandres Sokol-KV-2, alors qu'il n'y avait que deux places sur les versions précédentes. Il est également équipé de panneaux solaires, et non de batteries, ce qui augmente son autonomie en orbite.

Fig. 72 : Schéma du 11F732, mieux connu sous le nom de « Soyouz T ».

En décembre 1979, l'Union soviétique annonce officiellement le lancement du nouveau vaisseau Soyouz T. Il met deux jours pour rejoindre Saliout-6 et tente de s'y amarrer, mais sans succès. La manœuvre est retentée le lendemain, et cette fois la liaison se passe sans problème. Soyouz T reste sur Saliout-6 pendant plus de trois mois, puis revient sur Terre en mars 1980 sans incident notable.

Quelques semaines seulement après ce succès, une nouvelle expédition de longue durée est envoyée vers Saliout-6. C'est dans l'« ancienne » version du Soyouz, un 7K-T, que les cosmonautes POPOV et RIOUMINE prennent place. Durant leur séjour spatial de 184 jours, ils reçoivent la visite de trois équipages internationaux (Soyouz-36, Soyouz-37 et Soyouz-38) ainsi que du premier vol piloté du 11F732 (Soyouz T-2).

Fig. 73 : Le vaisseau Soyouz T-2 vu de Saliout-6, en juin 1980.

Cette première mission se déroule sans incident. Durant près de quatre jours, les cosmonautes MALYCHEV et AKSIONOV testent tous les systèmes du vaisseau et effectuent plusieurs manœuvres.

Saliout-6 est à nouveau inoccupée à la fin 1980, et un équipage de courte durée y est envoyé pour déterminer si une nouvelle expédition est possible. Fin novembre 1980, ce ne sont pas deux, mais trois cosmonautes qui prennent place à bord du Soyouz T-3 pour rejoindre la station. KIZIM, MAKAROV et STREKALOV réalisent ainsi la première mission à trois depuis l'accident de Soyouz-11, neuf ans plus tôt.

Fig. 74 : L'équipage de Soyouz T-3 après l'atterrissage, 10 décembre 1980.

La carrière de la station Saliout-6 s'achève avec une dernière occupation. Lancée à bord de Soyouz T-4, elle reçoit la visite de deux équipages internationaux arrivés avec Soyouz-39 et Soyouz-40, les deux derniers 7K-T.

S'en suit alors une année complète durant laquelle l'Union soviétique n'effectue aucun vol habité. En avril 1982, elle lance sa toute nouvelle station DOS, baptisée Saliout-7. Une première expédition de longue durée décolle un mois plus tard à bord du Soyouz T-5.

Au cours de cette mission, les cosmonautes BEREZOVOÏ et LEBEDEV reçoivent la visite de Soyouz T-6 (avec le premier spationaute français, Jean-Loup CHRETIEN) et Soyouz T-7 (avec la deuxième femme-cosmonaute de l'Histoire, Svetlana SAVITSKAÏA). L'atterrissage a lieu dans des conditions difficiles, mais le vol se passe bien.

Fig. 75 : Le vaisseau Soyouz T-5 amarré à la station Saliout-7,
vu depuis Soyouz T-6 en juin 1982.

Le vol suivant, en revanche, constitue un sérieux revers. A bord de Soyouz T-8, TITOV, STREKALOV et SEREBROV s'apprêtent à mener à bien la deuxième occupation de Saliout-7, d'une durée programmée de trois mois. Mais le système d'approche Igla ne fonctionne pas, et l'amarrage est impossible. Les cosmonautes rentrent sur Terre sans avoir accompli leur mission.

Soyouz T-9 est lancé deux mois plus tard et parvient à s'amarrer avec succès à Saliout-7 : la deuxième occupation de la station peut commencer.

Fig. 76 : Décollage de Soyouz T-9, 27 juin 1983.

On notera toutefois que, pour la première fois depuis la tragique mission Soyouz-1, l'un des panneaux solaires ne s'est pas déployé. A Baïkonour, les ingénieurs s'aperçoivent que le vaisseau suivant, le 11F732 n°15L, a le même défaut, et qu'il doit être ramené à la NPO Energuia pour y être réparé.

C'est donc le vaisseau n°16L qui sera utilisé pour la première mission de visite au nouvel équipage de Saliout-7. Le lancement est programmé pour le 26 septembre 1983 et, ce jour là, les cosmonautes TITOV et STREKALOV sont prêts à partir, installés au sommet du lanceur Soyouz-U (11A511U).

Mais il se produit un événement absolument unique dans l'Histoire de la Conquête de l'Espace. Suite à une fuite d'ergols causée par une vanne défectueuse, le lanceur prend feu ! En quelques secondes, le pas de tir n°5 se transforme en brasier, et le Système de Sauvetage d'Urgence (SAS) est actionné.

Fig. 77 : Le lanceur Soyouz au milieu des flammes,
quelques secondes avant que le 11F732 n°16L ne soit éjecté, 26 septembre 1983.

Le vaisseau est emmené à près d'un kilomètre d'altitude avec une accélération atteignant un pic de 10G. Les cosmonautes sont récupérés sains et saufs peu de temps après, mais le pas de tir a subi de très graves dégâts et ne sera plus utilisable avant réparation.

L'équipage de Saliout-7 revient sur Terre à bord de Soyouz T-9 quelques mois plus tard sans avoir reçu aucun visiteur. Une nouvelle occupation est lancée en février 1984 avec le 11F732 n°15L, maintenant réparé et baptisé Soyouz T-10. Le départ a lieu depuis le pas de tir de la zone 31.

Deux équipages de courtes durées viennent rendre visite à cette expédition (Soyouz T-11 et Soyouz T-12), puis elle revient sur Terre sans incident. Ensuite, Saliout-7 connaît de graves difficultés. Le 11 février 1985, le TsUP perd le contact avec la station. Un équipage est envoyé à bord de Soyouz T-13 pour reprendre le contrôle.

Cette mission, très spectaculaire, est suivie d'une autre innovation : la première relève d'équipage (partielle) en orbite. Quand Soyouz T-14 arrive sur Saliout-7, Soyouz T-13 est encore là, et les deux équipages vivent ensemble pendant une période de transition d'une semaine. Cela ouvre la voie à une occupation permanente de l'Espace.

Fig. 78 : Soyouz T-14 amarré à Saliout-7.

Fin 1985, il ne reste plus qu'un seul 11F732 à lancer, le n°21L. Les Soviétiques envisagent de l'utiliser pour envoyer un équipage entièrement féminin rendre visite à Saliout-7, mais l'un des cosmonautes de la station tombe malade, et la mission permanente doit être rapatriée.

En février 1986, Mir, une station orbitale de nouvelle génération est lancée avec succès. Il est décidé que le dernier 11F732 sera utilisé pour lui apporter son premier équipage permanent.

C'est ainsi que les cosmonautes KIZIM et SOLOVIOV décollent en mars 1986 à bord du 11F732 n°21L, baptisé Soyouz T-15 et vont s'amarrer à Mir. Deux mois plus tard, ils réalisent une grande première en allant rejoindre Saliout-7. Ils y passent près de deux mois, puis reviennent sur Mir, avant de rentrer sur Terre sans incident.

Fig. 79 : Retour du dernier 11F732, Soyouz T-15, en juillet 1986.

Cette mission démontre la souplesse d'utilisation des vaisseaux Soyouz, qui permettent de faire littéralement la navette entre deux stations orbitales. Les échecs des premiers vols sont maintenant loin derrière.

En 1980, soit quatre ans après le début des études sur Mir, la NPO Energuia avait lancé le développement d'une nouvelle version de son vaisseau Soyouz, qui sera compatible avec les améliorations apportées à la nouvelle station.

Fig. 80 : Schéma du nouveau vaisseau Soyouz TM.

Baptisé 11F732A51, ou Soyouz TM (M pour « modernisé »), il pourra emporter environ 200kg de charge utile supplémentaire et incorpore le nouveau système d'amarrage automatique Kours. Le cahier des charges final avait été approuvé en avril 1981.

De plus, le 11F732A51 pourra être équipé du système d'amarrage APAS-89 qui lui permettra de rejoindre la navette spatiale Bourane, quand celle-ci commencera à voler.

En 1986, la station Saliout-7 vit ses dernières heures, et un premier équipage part occuper Mir sur le dernier 11F732, Soyouz T-15. Cette génération de vaisseaux étant arrivée à son terme, il est temps de passer à la suivante. Prudente, la NPO Energuia préfère réaliser un vol automatique du 11F732A51 avant de lui confier un équipage.

Le premier Soyouz TM (la numérotation démarre à 51) décolle de Baïkonour en mai 1986 et s'amarre avec succès à la station Mir, alors inhabitée. Après une semaine d'essais de ses systèmes, il revient sur Terre et démontre ainsi sa capacité à assurer les liaisons entre Mir et le sol.

C'est à peu près à cette époque qu'est lancée la construction de trois vaisseaux équipés de l'APAS-89. Ils sont numérotés 101, 102 et 103.

Le premier vol piloté du 11F732A51 intervient en février 1987, quand les cosmonautes ROMANENKO et LAVEÏKINE partent à bord de Soyouz TM-2 pour aller occuper Mir.

Fig. 81 : Le vaisseau Soyouz TM-3, amarré à la station Mir.

Ensuite, les vols se succèdent pendant plusieurs années. Excepté Soyouz TM-5 qui, en juin 1988, rencontre des problèmes au moment de sa rentrée dans l'atmosphère, tout se passe convenablement : le 11F732A51 montre son exceptionnelle fiabilité.

En mars 1989, le 11F732A51 n°59 est endommagé lors d'un test à Baïkonour. Le compartiment des instruments (PAO) n'est pas réparable, mais le compartiment de descente (SA) et le compartiment de vie (BO) sont réassignés à une mission ultérieure.

Un problème important intervient en février 1990, quand la protection thermique du vaisseau Soyouz TM-9 (le 11F732A51 n°60) est endommagée lors du lancement. Les cosmonautes SOLOVIOV et BALANDINE doivent effectuer une périlleuse sortie dans l'Espace pour procéder à des réparations in situ.

Fig. 82 : Le vaisseau Soyouz TM-9, amarré à la station Mir.
On distingue nettement les morceaux arrachés de la protection thermique.

Après cet incident, les rotations d'équipages reprennent leur cours. Soyouz TM-10 décolle en août 1990, avec les parties récupérées du vaisseau n°59. Il est suivi par Soyouz TM-11, Soyouz TM-12 et Soyouz TM-13.

Puis vient l'un des plus grands événements du vingtième siècle : la chute de l'Union soviétique. Une crise économique sans précédent vient frapper la plus grande nation spatiale du monde.

Les vols de Soyouz ne sont pas interrompus, mais à partir de maintenant de nombreux équipages comprendront un passager payant, afin d'amortir partiellement le coût des missions. Soyouz TM-14 s'envole avec un cosmonaute allemand, Soyouz TM-15 avec un Français, etc.

Fig. 83 : Le cosmonaute français Michel TOGNINI à bord de Mir, en 1992.

En 1993, le programme de navette spatiale Bourane est annulé. En revanche, la nouvelle Fédération de Russie se lance dans un vaste programme de coopération avec les Etats-Unis qui doit conduire les navettes américaines à venir s'amarrer à Mir, et ce en utilisant le port
APAS-89.

Pour tester ce dernier, le vaisseau 11F732A51 n°101, dont la construction est achevée, est envoyé vers Mir pour s'y amarrer. Baptisé Soyouz TM-16, il emmène le treizième équipage d'occupation de Mir.

Fig. 84 : Le vaisseau Soyouz TM-16 vu depuis Mir.

Les deux autres vaisseaux équipés de l'APAS-89, les 11F732A51 n°102 et n°103, ne seront pas utilisés et leurs modules sont transférés pour être intégrés à des vaisseaux « classiques ».

Le programme d'exploitation de Mir poursuit son cours malgré la crise économique. Après Soyouz TM-16, les vaisseaux n°66 à 78 sont utilisés pour les rotations d'équipages.

En 1999, la station arrive au terme de sa carrière et doit être remplacée par la Station Spatiale Internationale (MKS). Un nouvel épisode de la longue carrière du vaisseau Soyouz va commencer.

Au cours des années 1980, les Etats-Unis envisageaient de construire en orbite une grande station spatiale appelée Freedom. Dans l'éventualité d'un grave accident à bord, la NASA a été chargée de développer un vaisseau capable de rapatrier rapidement tout l'équipage : c'était le concept ACRV (Assured Crew Return Vehicle).

En octobre 1991, La NPO Energuia propose à la compagnie Boeing d'utiliser le Soyouz TM comme ACRV, et cette idée est étudiée en détail.

Fig. 85 : Ce schéma, tiré d'une étude de la NASA datant de février 1993,
montre la possibilité d'amarrer deux Soyouz TM à la station Freedom.

Mais à la fin 1993, un accord russo-américain bouleverse complètement la donne en scellant la coopération des deux pays pour construire une grande station orbitale internationale.

Les Etats-Unis se lancent dans la conception d'un ACRV capable d'évacuer d'un coup tout l'équipage, qui sera constitué de six cosmonautes, mais en attendant c'est une paire de Soyouz TM qui devra être utilisée.

Un problème pratique se pose alors à la RKK Energuia (qui a changé de nom en 1994). Les Russes ont toujours été plus sévères que les Américains dans leurs critères de sélection de cosmonautes, et une étude montre que 45% des astronautes de la NASA ne peuvent pas embarquer à bord d'un Soyouz pour des raisons de mensurations.

Fig. 86 : Les astronautes Scott PARAZYNSKI et Wendy LAWRENCE.
Ils ne peuvent pas voler à bord de Soyouz TM du fait de leurs tailles.

En janvier 1996, la NASA signe un contrat avec la RKK Energuia pour développer une nouvelle version dénommée 11F732A17, ou Soyouz TMA (A pour « anthropométrique »). Elle devra permettre à des cosmonautes plus grands, plus petits ou plus gros de monter à bord.

Le planning se divise donc en deux étapes. La desserte de la station sera d'abord assurée par les Soyouz TM puis, dès qu'ils seront prêts, ce seront les Soyouz TMA qui prendront la relève.

Mais les Soyouz TM doivent être eux aussi modifiés pour pouvoir rejoindre la Station Internationale, car certaines pièces d'amarrages seront de type APAS-89. Les vaisseaux devront donc disposer de systèmes hybrides pour pouvoir s'amarrer aussi bien aux APAS-89 qu'aux ports classiques.

En 1996, la RKK Energuia lance la production de cinq vaisseaux (numérotés à partir de 201, pour les différencier de ceux utiliser dans le cadre du programme Mir). Les trois premiers auront des ports d'amarrage hybrides, et les deux autres n'auront que des ports classiques.

Mais l'année suivante, le segment russe de la station est modifié, et le besoin pour des ports d'amarrage hybrides disparaît. N'étant pas encore construits, les vaisseaux 202 et 203 sont abandonnés. Le 201, en revanche, existe déjà et se voit installer un port classique (il est alors renuméroté 206).

En 1999, le Soyouz TM n°204 est réaffecté au programme Mir, qui dure plus longtemps que prévu. Il vole en tant que Soyouz TM-30 avec les cosmonautes ZALIOTINE et KALIERI. Pour compenser, la RKK Energuia lance la construction d'un nouveau vaisseau, le n°207, qui sera destiné à la station internationale.

Fig. 87 : ZALIOTINE et KALIERI, le dernier équipage de la station Mir.

En octobre 2000, le vaisseau n°205 est envoyé vers la station internationale avec son premier équipage, constitué de l'Américain SHEPHERD et des Russes KRIKALIOV et GUIDZENKO.

Début 2001, la station Mir s'apprête à être détruite. Au cas où les opérations ne se dérouleraient pas comme prévu, le vaisseau n°206 (ex 201) est préparé pour pouvoir être lancé dans l'urgence avec un équipage de secours. Simultanément, Energuia lance la construction d'un nouveau vaisseau (le 208) pour la station internationale, au cas où le 206 devrait être utilisé pour Mir.

Finalement, la vieille station est désorbité sans incident, et le vaisseau 206 est réaffecté à la station internationale.

Fig. 88 : Soyouz TM-32, le 11F732A51 n°206, s'apprête à revenir sur Terre, en octobre 2001.

Ce sont donc trois vaisseaux Soyouz TM qui rejoignent la nouvelle station (206, 207 et 208), avant de céder la place aux Soyouz TMA. Le premier de cette nouvelle série, numéroté 211, décolle en octobre 2002.

Fig. 89 : Le vaisseau Soyouz TMA-1 s'approche de la Station Spatiale Internationale.

Le vol est un succès, mais le retour sur Terre se fait selon une trajectoire balistique. A ce moment, les vaisseaux Soyouz TMA deviennent le seul et unique moyen d'accès à la station internationale, car la navette américaine Columbia est détruite en plein vol et toutes les autres sont clouées au sol jusqu'à nouvel ordre.

Ironie de l'Histoire, tous les astronautes de la NASA devront maintenant passer par la Russie pour aller dans l'Espace.

Par la suite, les vols vers la station se déroulent sans incidents notables. Les vaisseaux 11F732A17 se succèdent pour assurer les rotations d'équipages. Toutefois, en 2007 et 2008, Soyouz TMA-10 et Soyouz TMA-11 connaissent tous deux des problèmes assez sérieux de séparation des différents compartiments et rentrent selon des trajectoires balistiques.

Déjà en novembre 1995, la RKK Energuia avait lancé le développement d'une nouvelle version du Soyouz, baptisée Soyouz TMM. L'héritière de l'OKB-1 avait essayé de faire financer son projet par la NASA, mais sans succès.

Et ce ne fût qu'en juin 1997 que l'agence spatiale russe se décida à signer le contrat autorisant le début des travaux. Un premier avant-projet a ensuite été approuvé en août 1998.

De nombreuses améliorations significatives étaient alors prévues : nouvel ordinateur de bord, nouveau système de télémétrie, nouveaux moteurs de freinage, etc.

Mais c'est à cette époque que la crise économique en Russie atteint son paroxysme, et il est clair que le Soyouz TMM ne pourra jamais être financé. A l'été 1999, les plans sont revus à la baisse, et seules certaines des améliorations prévues seront apportées. La nouvelle variante est baptisée Soyouz TMS. La RKK Energuia approuve le projet en décembre 1999, pour un premier vol prévu à l'horizon 2007.

Mais le financement ne vient jamais, et le Soyouz TMS ne verra jamais le jour. En revanche, au début des années 2000, Energuia lance quand même le développement d'une version modernisée du Soyouz TMA.

Moins ambitieux que les Soyouz TMS, ces vaisseaux seront équipés d'ordinateurs de bord bien plus performants et de systèmes de télémétrie améliorés. Ils seront appelés Soyouz TMA-M, ou 11F732A47.

Afin de tester en vol ces nouveaux systèmes, ils seront d'abord installés sur des vaisseaux Progress-M. Le premier vol du « Soyouz numérique » a finalement lieu en octobre 2010.