Vostok | Généralités

1. Généralités

Le Compartiment de Descente (SA, Спускаемый аппарат) a la forme d'une sphère de 2,30m de diamètre et pèse 2,40t. Son centre de gravité est placé à l'arrière du centre géométrique. De cette façon, le module prend naturellement l'orientation voulue lors de la rentrée. Un bouclier thermique recouvre toute la sphère. Il est fait d'un plastique renforcé de tissu d'amiante, dont le rôle est de conserver la stabilité mécanique du vaisseau malgré les hautes températures. Ce bouclier est recouvert d'une mince couche d'un matériau réfléchissant servant à protéger le vaisseau des radiations rencontrées en orbite. Celle-ci se consume lors de la rentrée. Les hublots, eux, sont faits d'un matériau capable de résister à la chaleur intense.

Etant donné que les mouvements de l'occupant du Vostok seront extrêmement limités, tout doit être à portée de sa main alors qu'il est installé dans son siège. Le tableau de bord peut être décomposé en deux parties indépendantes.

Il y a tout d'abord le panneau de contrôle; doté de quelques interrupteurs, il donne au cosmonaute le contrôle de certains paramètres du vaisseau. A ses cotés se trouve le panneau des instruments. Il comprend un compteur d'orbite, ainsi que quatre aiguilles indiquant (de gauche à droite) le temps écoulé depuis le décollage, les conditions de température, d'humidité, de pression, le niveau d'oxygène et de CO2 dans la cabine et le niveau de carburant/comburant pour le système de contrôle de l'orientation.

L'élément le plus visible du panneau des instruments est le globe. Il s'agit d'une petite sphère à trois degrés de liberté en rotation qui renseigne à tout instant le cosmonaute sur sa position par rapport au sol et sur les mouvements de son vaisseau. De plus, en appuyant sur un interrupteur, le pilote peut demander au globe d'indiquer l'endroit précis où il atterrirait s'il actionnait le moteur de rentrée à cet instant.

Le panneau de contrôle et le panneau des instruments constituent le système SIS-1-3KA. Ils sont construits par le SOKB KT.

En dessous du panneau des instruments, on trouve une caméra vidéo, ainsi qu'un hublot : le Vzor ("regard"). Celui-ci, construit par le TsKB-598 de VINOGRADOV, permet au cosmonaute d'aligner son vaisseau avec l'horizon terrestre. Deux autres hublots sont présents : l'un est situé sur la droite du cosmonaute, tandis que l'autre se trouve au-dessus de lui sur l'issue de secours. Un autre élément du tableau de bord de Vostok est la manette de contrôle manuel. Il s'agit d'un joystick qui offre au cosmonaute la possibilité d'orienter son vaisseau selon les trois axes. Certains pilotes ont été assez déroutés par le fait que les commandes sont différentes de celles d'un avion.

Le Compartiment de Descente est également équipé d'un appareil de contrôle du régime de descente, appelé le PKRS. En effet, deux régimes sont possibles (I ou II). Ils sont exécutés depuis le sol, et le cosmonaute peut suivre le déroulement des étapes grâce au PKRS.

La température ambiante dans la cabine est maintenue entre 13 et 26°C. La chaleur est évacuée par des radiateurs placés sur le module de service. La pression est maintenue entre 755 et 775mmHg (environ la pression atmosphérique, qui est de 760mmHg). L'humidité est maintenue entre 51 et 57%, le taux d'oxygène de l'atmosphère est maintenu à 21-25% ; la proportion de CO2, elle, est maintenue à moins de 1%.

Le Compartiment des Instruments (PO, Приборный отсек) a un diamètre maximum de 2,60m, une longueur de 2,60m. Sa masse est de 2,27t, dont 837kg pour le bouclier thermique.

Avec ses deux modules, Vostok mesure 4m de long et pèse 4,67t. Ses circuits électriques totalisent 6000 transistors, 56 moteurs électriques et 800 relais. Son système de conditionnement de l'air est basé sur des matières absorbantes qui capturent les particules de vapeur d'eau ou de CO2 dans la cabine. Vostok est fait pour pouvoir rester en orbite jusqu'à 12 jours. Il emmène donc l'air nécessaire à une telle durée.

Les cosmonautes peuvent s'entraîner sur des simulateurs construits par le SOKB KT. En 1960, le simulateur TDK arrive au TsPK. Puis, en 1961 et 1963, ce sont les versions améliorées TDK-2 et TDK-3KA qui entrent en service.

En ce qui concerne les communications entre Vostok et le sol, plusieurs stations de réception sont installées. Outre celles de Moscou et de Baïkonour, on compte celles de Novossibirsk, de Kolpachevo (Oural), de Khabarovsk et de Elizovo (Kamtchatka). Les navires Ilitchevsk, Krasnodar et Dolinsk complètent le réseau. Toutes ces infrastructures sont équipées du système de communication Zaria développé par le NII-695 de GOUSSEV. Quand le cosmonaute ne sera à la portée d'aucune de ces stations, il enregistrera ses commentaires grâce à un magnétophone et il les enverra plus tard par radio.

Le commandant du Vostok ne peut pas changer d'orbite (absence de moteur de manœuvre), mais il peut contrôler son attitude en roulis, tangage et lacet. Il dispose pour cela du hublot Vzor (vu plus haut) et de plusieurs petits réacteurs à gaz pressurisé.

2. Motorisation

Le moteur de freinage TDU-1 (Тормозная Двигательная Установка) est un moteur S5.4 (8D66) développé par l'OKB-2 d'ISSAÏEV.

Il utilise un carburant appelé TG-02 et un comburant appelé AK-27I (à base d'acide nitrique). Ces deux composés sont hypergoliques, c'est à dire qu'ils s'enflamment par simple contact.

Fig. 2.1 : Un moteur S5.4.
Musée de la RKK Energuia. Crédit : Nicolas PILLET.

Fig. 2.2 : Un moteur S5.4.
Académie Pierre Le Grand. Crédit : LiveJournal.

Le S5.4 développe une poussée de 1,614tf, avec une impulsion spécifique de 266s. La pression dans la chambre de combustion atteint 54,77atm. Les réservoirs ont une capacité totale de 270kg. Le moteur a une masse de 98kg, et une hauteur de 1100mm pour un diamètre de 900mm.

Fig. 2.3 : Schéma du moteur S5.4.
Crédit : Novosti Kosmonavtiki.

Lors de la rentrée, un allumage de 45s suffira à ramener la vitesse du Vostok à seulement 155m/s (au lieu de 8km/s). La trajectoire suivie sera alors balistique, et l'occupant devra supporter une décélération culminant à 8G.

Photos


L'intérieur du Vostok.
1:Panneau de contrôle. 2:Panneau de commande. 3:Caméra vidéo. 4:Vzor. 5:Manette pour le contrôle manuel de l'orientation. 6:Instruments radios.


Le panneau des instruments.


Schéma du Vostok sur le lanceur 8K72 (ou 8K72K).
1 :Coiffe. 2:Vaisseau Vostok. 3:Réservoir LOX. 4:Bloc E. 5:Réservoir kérosène. 6:Moteur vernier. 7:Moteur du Bloc E. 8:Connexion du Bloc E au deuxième étage. 9:Anneau de jonction entre le Bloc E et le deuxième étage. 10:Deuxième étage.


Schéma du siège éjectable du Vostok (Dave WOODS).


La manette de contrôle manuel.


Le chronomètre de bord.


Le SIS-1-3KA, constitué (de gauche à droite) du panneau de contrôle et du panneau de commande.


Dernière mise à jour : 2 septembre 2013