Alexandre Bloshenko: l’interview

 Roscosmos avait précédemment annoncé plusieurs projets ambitieux: l'exploration de la Lune, un programme de création de lanceurs à base de méthane, le développement de systèmes robotiques permettant de travailler à la surface des planètes. Alexander Bloshenko, le directeur exécutif de Roscosmos en charge projets prometteurs et de la science à répondu à l'agence TASS  à propos de l'état d'avancement de ces projets, l'importance de l'exploration de la lune, d'un moteur à méthane et du nom du robot créé par le prototype du robot Fedor pour tester le vaisseau de nouvelle génération Orël.

Nous vous en proposons une traduction en français.

- A quel stade en est le travail sur le programme lunaire de la Fédération de Russie?

- À la fin de l'année, Roscosmos présentera au gouvernement le concept d'un programme d'étude et d'exploration de la lune. TsNIImash, l’organisation de recherche de pointe du secteur des fusées et de l’espace, élabore avec l’Académie des sciences de Russie un plan de scénario détaillé qui sera conçu pour une période allant au-delà du Programme spatial fédéral actuel, bien au-delà de 2025. Des montants spécifiques ne seront pas inclus dans ce document, mais des limites raisonnables seront définies en terme de volume de travail. Plus important encore, une vue systématique de nos plans sera exposée.

- Quels sont les éléments clés du programme?

Alexandre Bloshenko.

- La tâche principale est la construction d'une base scientifique lunaire. Pour elle, la zone sélectionnée est au pôle sud de la lune. Cette zone est favorable du point de vue du relief et des conditions - il y a assez de lumière pour le fonctionnement des panneaux solaires et il existe des cratères avec des réserves minérales et de la glace permanente, qui peuvent être utilisées comme combustible, matières premières et comme objet scientifique pour étudier l’évolution de l’Univers.

Sur cette base, il est prévu de placer du matériel d'étude de l'espace lointain et des télescopes spéciaux permettant de suivre les astéroïdes et les comètes menaçant d'entrer en collision avec la Terre. Ces télescopes, ainsi que les satellites situés aux points de libration du système Soleil-Terre, entreront ensuite dans le système mondial de surveillance des dangers liés aux astéroïdes et aux comètes, qui surveillera la présence d'objets potentiellement dangereux.

Toujours sur la Lune, il est prévu de créer un terrain d’entraînement pour tester les technologies qui seront nécessaires pour aller plus loin dans l’espace. Par la suite, dans le cadre du développement de l'étude du système solaire, Roscosmos s'intéressera aux petits corps et astéroïde. Ce sont des questions de sécurité planétaire, d’intérêts scientifiques et de source de matières premières. Mais c'est une affaire à long terme.

Pour la base lunaire, en coopération avec Rosatom, nous étendons notre travail sur les modules de puissance nucléaire de petite taille. Il est proposé qu'un sous-programme spécial pour le développement de l'énergie nucléaire spatiale sera formé, dans le cadre duquel ces modules seront développés.

La lune aujourd'hui, pour de nombreuses raisons, est l'objet le plus pratique pour le développement de l'humanité, y compris pour des raisons de sécurité. C'est la prochaine étape après l'orbite terrestre basse où se trouve l'ISS. Aujourd'hui, un voyage vers l'ISS prend des heures, des jours vers la Lune et, par exemple, vers Mars, des mois. Si vous devez attendre une fenêtre de lancement appropriée (emplacement mutuel commode de la Terre et de Mars), cela prendra des années. Imaginez, si une évacuation d'urgence de l'équipage devenait soudainement nécessaire, combien de technologies doivent être développées pour assurer la survie de manière autonome afin de garantir la sécurité des personnes dans de telles missions.

- Qui travaillera sur cette base?

- Les systèmes robotiques devraient traiter de la maintenance des infrastructures. Une base habitée en permanence sur la lune n'est pas supposée. Des visites périodiques à la surface du satellite de la Terre par des personnes sont possibles, mais uniquement pour résoudre des tâches que les robots ne sont pas en mesure d’exécuter.

- Comment le projet de création d'un lanceur de classe super lourde (STK) s'articule-t-il au programme lunaire?

- Le projet de conception pour le STK est développé indépendamment. Energuya doit le soumettre à Roscosmos à la fin de l'année, où il sera défendu. Dans le même temps, nous attendons l'approbation par le gouvernement d'un programme distinct de super fusée. Nous avons suggéré que, dans le cadre de ce programme, dès le début, des options de charge utile soient développées pour le lancement de cette fusée. La charge contrôle le coût du programme. Le projet STK sera synchronisé avec le programme lunaire au sens large.

- Quel peut être le retour financier sur le programme lunaire?

- Cela n'est pas envisageable d'obtenir un retour financier rapide pour restituer l'argent alloué au programme lunaire. Sur la Lune, il existe maintenant, par exemple, des matières premières précieuses, dont l'extraction à très log terme pourrait compenser tous les coûts. Mais à court terme c'est impossible.

Cependant c’est une étape logique de l’exploration spatiale de l’humanité. Pendant des décennies, nous avons soutenu l'existence de l'homme en orbite terrestre basse. La lune est la prochaine étape nécessaire pour maîtriser les compétences pratiques liées à l'utilisation de planètes et de petits corps spatiaux, la capacité de détecter à l'avance les menaces cosmiques externes et de les contrer.

Dans le même temps, le programme lunaire obligera à «resserrer» considérablement la production de composants électroniques russes de base, fournira une substitution supplémentaire aux importations dans les domaines de la robotique, de l'énergie et des matériaux, et donnera un puissant élan au développement de l'intelligence artificielle et à son utilisation. Souvenez-vous de l'énorme saut technologique de l'industrie liée à l'industrie spatiale grâce à notre programme Energuya-Bourane. En définitive, il s'agit d'une démonstration du pouvoir technologique du pays - la capacité de créer des conditions propices à la vie humaine et de travailler dans un environnement spatial agressif en dehors de l'orbite proche de la Terre.

- Le DG de Roscosmos a annoncé son intention de créer des lanceurs russes fonctionnat au méthane. De quoi parle-t-on?

- Nous avons déjà une grande réserve technologique pour le propulseur au méthane. Les travaux de création de moteurs au méthane sont effectués par les entreprises du secteur depuis 1998. En outre, les travaux de développement initiaux (R & D) de Phoenix, qui ont ensuite été réorientés vers le développement de Soyouz-5, impliquaient la création d'une fusée porteuse prometteuse de classe moyenne spécifiquement axée sur le méthane. Au KBKhA de Voronej, un moteur prototype de 85 tonnes de poussée est en cours de développement. Le prototype a reçu le code RD-0177 et une version de vol le code RD-0169.

Nous proposons maintenant de fabriquer une nouvelle fusée de classe moyenne dotée de moteurs au méthane. RKTs "Progress" a développé à son initiative les principales sections de sa conception. La nouvelle fusée, contrairement à Soyouz-2, n'aura pas de blocs latéraux, mais est conçu selon un schéma en tandem - un bloc au premier étage, un au second, ce sera un "crayon", dans sa présentation, il ressemble à Zenith. En conséquence, il est prévu d'intensifier les travaux du moteur à méthane au sein du KBKhA afin de créer un modèle de vol permettant d'effectuer des tests. Dans le premier étage du nouveau transporteur il est prévu d'utiliser le RD-0169, sur le second, le même RD-0169, mais avec une tuyère haute altitude. Ce moteur sera à l'avenir certifié pour une utilisation "réutilisable".

- Ce missile remplacera-t-il Soyouz-2?

- Dans un avenir proche, nous n’envisageons pas de remplacer Soyouz-2, car il est nécessaire pour le programme habité, il est sécurisé par des ordres du ministère de la Défense et dispose d’un grand nombre de statistiques positives concernant sa fiabilité. L'une des principales raisons de la création de la nouvelle fusée est sa réserve technologique pour de nombreuses années. En plus des moteurs, il recevra un nouveau système de contrôle, de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies de production. Le transporteur sera extrêmement simple et fiable en opération et technologiquement avancé à fabriquer.

Le méthane permet l’utilisation de nouveaux schémas structurels. De ce fait, le nombre de pièces et d’unités d’assemblage sera divisé par deux par rapport à Soyouz-2, ce qui augmentera considérablement la fabricabilité et réduira le coût de lancement. Sa masse de départ sera inférieure à celle de Soyouz-2 mais sa capacité sera pourtant légèrement supérieure - jusqu'à 10 tonnes en orbite terrestre basse lors du lancement depuis le cosmodrome de Vostochny. La fusée recevra une coiffe élargie - jusqu’à 5 m de diamètre, ce qui est très important pour le client, car les restrictions en matière de diamètre de la coiffe limite les types d’engins spatiaux pouvant être lancés.

Un autre point fort du nouveau transporteur réside dans le prix du lancement initialement. Nous voulons d’abord définir les termes de référence de coût du service de lancement. Il doit être compétitif. Et pas au moment de la décision de mettre en place le travail, mais au moment de son premier lancement.

- Et à quand le premier lancement?

- Le RKTs Progress a élaboré la structure de la fusée et les options pour les complexes de lancement. Vous devez maintenant faire un design complet. Nous prévoyons de le terminer d'ici la fin de l'année prochaine. Si l’argent nécessaire est alloué, il sera possible de créer une version de la fusée à méthane d’ici à la fin de 2024, et le premier lancement en 2025.

- Quels sont les avantages des moteurs au méthane?

- Cela concerne la simplification de la conception de la fusée, je l'ai déjà dit. Ceci est obtenu grâce à l'utilisation d'un moteur avec des paramètres modérés au niveau de la chambre de combustion (pression, température), à ​​une bonne capacité de refroidissement du méthane, à son impulsion spécifique plus élevée (le moteur sera plus économique), à ​​l'utilisation d'un système fiable de groupes turbopompes et disposition réussie des réservoirs. La température du méthane liquide dans le réservoir de carburant (-160 ° C) est proche de la température de l'oxygène liquide dans le réservoir de comburant (-183 ° C). Comparé à l'utilisation du kérosène comme combustible, qui nécessite de le maintenir à une température de +40 ° C, cela permet de simplifier considérablement le système de régulation thermique, de le rendre unifié et de créer des réservoirs similaires pour comburant et comburant. Tout cela simplifie et augmente la fiabilité du produit.

Il est commode de mettre en œuvre un schéma de veille à chaud avec du méthane car il crée une pression et une température plus basses dans la chambre de combustion par rapport à un moteur au kérosène ayant le même niveau de poussée. En d’autres termes, cinq à sept moteurs du premier étage fonctionnent normalement en douceur, et en cas de défaillance de l’un d’eux, il est possible d’accélérer le travail des autres, assurant ainsi le succès du lancement et de l’achèvement de la mission.

Enfin, la disponibilité, ainsi que le faible coût des matières premières réduiront aussi le coût de lancement. Nous appelons le moteur "méthane", parce que nous utilisons du gaz naturel liquéfié de qualité A, qui contient 99% de méthane. C’est ce que Gazprom produit en série et il n’est pas nécessaire de développer un nouveau type de carburant. C'est sur ce combustible que nous avons procédé aux tests préalables. Toutes les solutions pour le transport et le stockage de ce type de carburant par les collègues de l’énergie ont déjà été inventées et perfectionnées. Ici, bien sûr, nous comptons sur leur aide.

- Récemment, le robot anthropomorphique Fedor a visité l'ISS. Le succès est connu, et quels problèmes ont été identifiés?

- Le temps nécessaire au traitement radical de ce système terrestre pour une utilisation dans l'espace était insuffisant. Le robot s'est donc avéré excessivement grand et lourd. Bien que cela puisse être facilité, par exemple, en remplaçant des éléments métalliques individuels par des polymères et des composites. Les dispositifs de réglage, tels que les vêtements de l'opérateur, les algorithmes permettant de travailler avec des dispositifs de réglage et certains réglages, doivent également être améliorés.

- Quand le prochain robot volera-t-il vers l'ISS?

- Tout d’abord, il convient de noter que Roscosmos modifie considérablement son approche en matière de recherche appliquée dans l’espace - un cadre réglementaire permettant de mener des travaux ciblés est en cours de formation (il s’agit ici d’un analogue du concept «d’expérience spatiale»). Les travaux seront effectués selon la méthode de conception dans les domaines suivants: recherche scientifique fondamentale, développement des technologies d’exploration spatiale, résolution de problèmes pratiques dans l’intérêt de clients tiers et mise en œuvre d’activités de formation.

Jusqu'à présent, la date de vol du prochain robot n'a pas encore été déterminée. Des travaux sont en cours pour créer un complexe robotique destiné aux activités extra-véhiculaires. Le travail ciblé est Teledroid. Nous avions le projet Cosmorobot. Le programme prévoyait cette fois un mouvement semi-autonome d’un robot complètement différent depuis la surface extérieure du module scientifique et énergétique (NEM). Le concept est à présent en cours de révision: le bras européen «Era» devrait figurer dans le nouveau module et il existe une proposition visant à intégrer le robot à ce «bras». Semblable au système du manipulateur Canadarm et du robot Dextre.

- Quel robot va voler sur "Orël"?

Lors des premiers vols d'essai du vaisseau Orël, un robot pour l'activité intra-vaisseau, créé sur la plate-forme Fedor, sera utilisé. Le code de ce projet est "Test". Le robot a été provisoirement nommé Artyom - Machine automatique de recherche et d’essai.

- Va-t-il contrôler le navire?

- Oui, il fera ce que tout le monde nous demande depuis si longtemps: appuyer sur des boutons, effectuer certaines opérations. Je ne sais pas encore quel type de niveau de contrôle du vaisseau il aura. Mais, bien sûr, le vaisseau n'ira pas s'amarrer à la station, une chose qui ne devrait intervenir que dans le cadre du deuxième vol d'Orël, car ceci pose problème du point de vue de la sécurité.

- En quoi celui-ci diffère-t-il de Fedor?

- Après le traitement préliminaire des résultats du vol de Fyodor vers l’ISS, il est évident que de nombreux changements seront apportés à la conception d’Artyom. Plus précisément, il est trop tôt pour parler.

Son apparence anthropomorphique sera préservée, mais j'espère qu'elle deviendra plus élégante. À l’heure actuelle, «Fedor» semble plutôt «maladroit», mais cela a été fait délibérément: dans le cadre d’un essai pilote, d’importants nœuds sont situés à l’extérieur pour faciliter la maintenance et ne sont pas fermés «pour la beauté» avec des revêtements en plastique. «Fedor», dans ce sens, est comme un fusil d'assaut Kalachnikov, démonté avec les mains et un coup de poing, tandis que, pour entretenir le M16 américain, vous devez avoir avec vous un ensemble d'outils spéciaux.

- Quels robots sont développés pour travailler sur d'autres planètes, quelles seront leurs caractéristiques?

- Différents concepts sont envisagés, y compris avec des éléments anthropomorphes. L’anthropomorphisme sera demandé pour effectuer des tâches non standard dans le mode de copie des actions d’un opérateur humain, le maître. Les robots conçus spécifiquement pour cette tâche sont souvent plus pratiques pour travailler avec des programmes très autonomes.

En général, la plate-forme sur laquelle les systèmes robotiques planétaires peuvent être placés est déjà déterminée. Ce sera un chariot roulant qui pourra rouler et franchir les obstacles. Un prototype d'un tel chariot a été créé en URSS à l'Institut central de recherche en robotique et en cybernétique technique de Léningrad. Son concept est pris comme base. Cela ressemblera à ceci: les roues à palettes ou les roues perforées sont montées sur des charnières qui peuvent se déplacer si nécessaire, puis la plate-forme est capable de glisser sur les cailloux, de «passer» par-dessus les fissures.

Les chenilles, par exemple, ne conviennent pas à la lune. Un tel châssis contient un grand nombre de rouleaux et le régolithe lunaire est une poussière très abrasive qui rendra rapidement une telle plate-forme inutilisable.

- Avez-vous l’intention de créer un terrain d’essai pour les robots sur Terre?

- Oui, un tel terrain d'entraînement pourrait apparaître dans le Caucase ou au Kamchatka dans les prochaines années. Dans ces régions, les terrains et sols sont adaptés au développement des systèmes robotiques. Il existe des endroits où le relief et le sol présentent certaines propriétés qui sont similaires à ceux des corps célestes. L’Agence spatiale européenne a depuis longtemps «choisi» les pentes de l’Etna en Italie.

Je n'exclus pas que le développement des prochaines étapes de la mission Exomars se déroule sur ce terrain d'entraînement. Vous pouvez également y tester des robots sur une plate-forme mobile et des échantillons spéciaux, par exemple pour le déminage. Ce site de test peut également être utilisé pour tester des systèmes robotiques pour les besoins du ministère de la Défense, du ministère des Situations d'urgence, de Rosatom, du FPI, d'autres organisations et sociétés.

- On a beaucoup parlé d’attirer de jeunes spécialistes dans l’industrie. Des idées fraîches à ce sujet?

- Le centre aérospatial allemand DLR a de bonnes pratiques. Chaque année, ils prennent environ 40 étudiants qui élaborent leurs idées sur un projet de test de fusée. Ils peuvent redéfinir quelque chose, mettre leur plus simple charge utile. Le moniteur du DLR n’interfère pas dans son projet mais surveille uniquement la sécurité du personnel. Jusqu'à 90% des lancements échouent. C'est-à-dire qu'un homme a travaillé pendant un an et demi, et au final les données ne sont pas là car il avait mal réalisé les contacts de soudure. Ensuite, bien sûr, une analyse détaillée des détails techniques de chaque mission étudiante est présentée, car tous les travaux sont soigneusement documentés. Pour les stagiaires, il s’agit d’une leçon pour le reste de leur vie. Et le sens de cette expérience, même souvent déplorable, est infiniment plus grand que celui du projet, où le responsable a tout corrigé pour vous,

J'aimerais restructurer progressivement les interactions avec nos universités dans un format similaire. Mieux vaut laisser les gars faire une erreur une fois de plus, mais par eux-mêmes et honnêtement. Je pense qu'à l'avenir, à Vostochny, il sera possible d'organiser une rampe de lancement pour étudiants avec de petits champs de largage pour les fusées expérimentales suborbitales.

Avant qu'un tel système soit créé et organisé pour le travail de groupes d'étudiants sur des projets de lancement, un autre format de formation peut être lancé. Nous pouvons utiliser les vaisseaux spatiaux (satellites) assemblés par les étudiants sous forme de charge supplémentaire à un lancement normal. Que ces engins fonctionnent ou non tout le temps prescrit ou même qu'ils ne fonctionnent pas n'est pas si important pour Roscosmos, mais pour les étudiants qui ont investi leur énergie dans ce programme, ce sera une expérience inestimable. Des projets similaires existent déjà maintenant, mais en réalité, ces satellites ne peuvent être qualifiés que d’étudiants. Pour moi, je le répète, il est plus important déterminer la contribution propre du jeune spécialiste - c’est ainsi que les entreprises du secteur s’occuperaient d’une réserve de personnel, en la vérifiant déjà «dans la pratique».

- En revenant sur la lune, il avait déjà été proposé d’exploiter de l’hélium-3 à cet endroit. Qu'en est-il de cette histoire maintenant?

- Très souvent, malheureusement, la proposition qui circule d'extraire l'isotope de l'hélium He-3 du sol lunaire et de sauver l'humanité de la faim énergétique repose sur plusieurs idées fausses.

Premièrement, cet isotope dans la couche superficielle du régolithe lunaire est très peu abondant. Dans le vent solaire, l'hélium (He-4) représente environ 4%, et il existe en effet une très petite fraction de l'isotope He-3. Lors de la collision avec la lune, ces particules sont implantées dans le sol, mais à une profondeur très faible, car les particules du vent solaire ont des énergies relativement basses. Par conséquent, les particules implantées s'évaporent rapidement de la surface. Pour extraire cet isotope dans les volumes requis, il serait nécessaire de créer une industrie sur la lune à la mesure de l'industrie de l'extraction de l'or sur Terre. De plus, la fraction de He-3 dans le sol lunaire est si petite que si l’or sur Terre était contenu dans la même quantité, son extraction serait économiquement non rentable.

Deuxièmement, le seul avantage de la réaction thermonucléaire contrôlée He-3 par rapport à la réaction habituelle deutérium-tritium, qui a été essayée sans succès pendant plus de 50 ans dans différents pays, est que les produits de la réaction sont des protons chargés, pas des neutrons, comme dans le cas de la réaction de deutérium - tritium. Les protons sont plus faciles à arrêter avec les champs magnétiques, prennent leur énergie et rendent la réaction un peu plus propre. Cependant, dans l’installation internationale ITER en construction dans la ville de Cadaraks (France), ce problème de rendement en neutrons a déjà été résolu. Il convient de noter que le coût de ce petit avantage est très élevé: pour le plasma de deutérium-tritium, la fusion est possible à des températures supérieures à 100 millions de degrés. Pour réagir avec les isotopes He-3, il faut une température neuf à dix fois supérieure c'est-à-dire environ un milliard de degrés. Bien entendu, il est possible qu'à l'avenir, le problème de la fusion à ultra-haute température soit résolu, mais...

Ainsi, alors que la question de l'utilisation pratique de He-3 lunaire dans l'énergie thermonucléaire n'est pas à l'ordre du jour. Il existe aujourd'hui un certain nombre de problèmes technologiques insolubles qui ne permettent pas la création d'un réacteur à hélium-3 sur Terre. De plus, le prix de l'extraction et de la livraison d'hélium-3 à partir de la lune élimine complètement ses avantages potentiels et jusqu'à présent, qualifie ce sujet de spéculation.