Vladimir Kozhevnikov, RKK Energuya: la station orbitale russe [ROS] deviendra un terrain d’essai

Vers quelle station après l'ISS les cosmonautes russes se "dirigeront-ils"? Hub dans l'espace? Une cale pour assembler des complexes interplanétaires ? Un tremplin vers la Lune et Mars ? A la veille de la journée de l'astronautique, Vladimir Kozhevnikov, concepteur général adjoint de RKK Energuya, concepteur en chef de la station orbitale russe (ROS), a accordé une interview à Rossiyskaya Gazeta.

Terrain sur demande

- Vladimir Evgenievich, on parle beaucoup de la nouvelle station spatiale nationale, mais jusqu'à présent, il y a peu d'informations concrètes. D'où fantasmes et conjectures. Mais d'abord, cette question : le Conseil scientifique et technique de Roscosmos a approuvé la décision du Conseil des concepteurs en chef de prolonger la durée de vie du segment russe de la Station spatiale internationale (ISS) jusqu'en 2028. Savez-vous quand la décision sera prise au plus haut niveau ? [KN: elle vient d'être prise, aujourd'hui 12 avril]

- La décision finale sera prise par le gouvernement de la Fédération de Russie, en tenant compte de l'état technique de l'ISS. Ce n'est un secret pour personne que la ressource de ses premiers modules, conçus pour quinze ans, a été dépassée de plus d'une fois et demie. Jusqu'à présent, nous pensons que l'ISS est capable de voler jusqu'en 2028. Le successeur de notre segment devrait être la station orbitale russe - ROS. De plus, il doit être créé à temps pour éviter une interruption du programme spatial habité russe. C'est-à-dire d'ici l'achèvement de l'exploitation du segment russe de l'ISS.

- Pourquoi la création de ROS est-elle si importante pour la Russie ?

- La Russie a été et reste l'un des leaders mondiaux dans le domaine de l'astronautique habitée. Cependant, l'exploitation du segment russe de l'ISS - la base de notre programme habité - touche à sa fin. La création d'une nouvelle station permettra non seulement de préserver des compétences et du personnel uniques, mais également de passer de l'exploration de l'espace proche de la Terre à son utilisation pratique prévue. Les technologies spatiales doivent servir la Russie et apporter des résultats concrets.

Point fondamental : une forte inclinaison orbitale a été choisie pour la nouvelle station. Cela permettra à ROS d'obtenir des capacités opérationnelles uniques par rapport à l'ISS. Que signifie "l'inclinaison" de la station ? C'est assez simple, c'est à quelle distance son orbite est de l'équateur. Par exemple, l'ISS a un angle d'inclinaison inférieur à 52 degrés, c'est pourquoi les astronautes ne peuvent voir qu'environ 10 % du territoire russe. Avec ROS, le "tilt" atteindra 97 degrés. Autrement dit, notre station sera sur une orbite héliosynchrone, où les panneaux solaires sont toujours éclairés, d'où on a un aperçu complet de la surface de la terre, y compris la zone arctique. De plus, dans tous les spectres - de l'optique conventionnelle à l'infrarouge et au radar. Où nous aurons une connexion stable garantie avec le complexe de contrôle au sol.

- Maintenant, la conception préliminaire bat son plein. Qu'est-ce qui est déjà clair ?

- La conception préliminaire devrait être terminée avant la fin de l'été. Pour le moment, la date de lancement du premier module en 2027 est envisagée, et l'achèvement du déploiement du ROS est en 2032. L'étendue des travaux est très vaste. Pour la première fois dans la pratique de RKK Energuya, le projet est entièrement réalisé à l'aide de la technologie sans papier, en utilisant des systèmes modernes de gestion du cycle de vie des produits. Nous travaillons en détail sur les enjeux de l'utilisation des dits jumeaux numériques, en optimisant la portée des tests pour réduire le temps et les coûts tout en maintenant la qualité sans condition.

- Si j'ai bien compris, nous ne partons pas de zéro : le matériel dispose-t-il déjà d'un module scientifique et énergétique (SNEM) ?

- C'est exact. NEM a été créé pour la Station spatiale internationale. Afin de ne pas disposer d'un module pratiquement nouveau sur l'ISS, il a été décidé de l'utiliser comme premier bloc de la station orbitale russe. Bien sûr, des améliorations seront nécessaires. En particulier, les systèmes de contrôle, d'amarrage et de survie seront modernisés. Il sera possible d'installer des complexes gyroscopiques de puissance (gyrodines) pour un contrôle d'attitude sans frais.

Trafic en étoile dans les délais

- Quels autres modules sont prévus et dans quel ordre seront-ils lancés ?

- Après le NEM, les modules nodaux et passerelles seront mis en orbite. De plus, il est prévu de le faire avec un seul lancement, sur le lanceur Angara-A5M. Le module nodal offrira une opportunité de développement ultérieur de la station, et le module passerelle permettra à l'équipage des sorties dans l'espace. Ensuite, nous lancerons le module de base, qui prendra en charge les fonctions de contrôle de la station. Le développement ultérieur de ROS sera soutenu par des modules ciblés.

- Nous avons beaucoup parlé du développement d'un module transformable. Les Américains testent déjà le leur sur l'ISS. Y en aura-t-il un similaire pour ROS ?

- RKK Energuya et le TsNIIMash ont développé leurs propres projets de "transformateurs". Pour comprendre : un tel module est constitué d'un compartiment rigide central et d'un confinement souple multicouche déployé autour de celui-ci. Qu'est-ce que ça veut dire? Il vole en orbite sous une forme pliée : les dimensions au lancement sont environ trois fois plus petites. Et après le lancement dans l'espace, il s'ouvre. Et c'est là que réside le principal avantage. Dans le même temps, l'utilisation de structures transformables est limitée par les possibilités d'assurer leur régime thermique.

Je peux dire qu'à la première étape, il n'y aura pas un tel module dans le cadre du ROS. Mais il est possible que l'un des futurs modules reçoive une coque gonflable lors d'étapes ultérieures. Cela augmentera considérablement le volume de stockage des marchandises. Il augmentera également l'espace de vie des cosmonautes, et permettra de placer une centrifugeuse. Peut-être que si l'une des entreprises privées propose une telle idée, nous fournirons certainement un soutien.

- Vous nommez des termes assez stricts pour le déploiement de la station, 2027-2032. Sont ils réels?

- Les délais sont vraiment serrés. Mais ils sont réels sous certaines conditions. Quoi? Tout d'abord, à l'été 2023, achevez le développement de la conception préliminaire et défendez-la avec succès auprès de la société d'État Roscosmos. Dans le même temps, conclure les contrats d'État nécessaires à la création du complexe spatial de la station orbitale russe avec le début des travaux en 2024.

Dans le même temps, les travaux doivent être déployés dans toutes les directions à la fois: la création du complexe orbital ROS, la création d'un complexe de contrôle au sol et les améliorations nécessaires du cosmodrome de Vostochny. Le travail de toute coopération doit être efficacement organisé. Pour le transport initial et le support technique du ROS, il est prévu d'utiliser le nouveau vaisseau de transport habité PTK et le camion spatial Progress, qui a prouvé sa fiabilité, et ce sera dans la version pour la nouvelle station Progress-ROS.

Port d'amarrage

- Vous avez dit que la gare sera construite sur le principe d'un jeu de construction et pourra être "éternelle". Qu'est-ce que ça veut dire? Pourquoi la station Mir ne pouvait-elle pas être éternelle ?

- La nouvelle architecture de ROS - la construction de la station en utilisant immédiatement le module de nœud d'une ressource accrue. En gros, il s'agit d'une balle avec six ports d'amarrage. Les modules restants y sont ancrés. Supposons que celui de base a épuisé sa ressource. Il peut être désamarré et désorbité, et un nouveau peut être amarré à sa place. Et exactement de la même manière, en cas de défaillance du module de nœud lui-même, vous pouvez en créer un nouveau. Ancrez-le de l'autre côté du module de base, comme si vous créiez un nouveau centre de la station. Soit dit en passant, l'arrivée de vaisseaux d'autres pays au ROS est également possible. Mais seulement si leurs unités d'accueil répondent aux paramètres de nos unités d'accueil, reconnus comme une norme au niveau international.

- L'une des innovations les plus intéressantes est une plate-forme externe pour l'entretien, la réparation et même le ravitaillement des satellites. Après tout, cela ne s'est jamais produit auparavant ?

- Non. La tâche d'entretenir les satellites et autres engins spatiaux est nouvelle. Pour cela, nous fournirons des interfaces mécaniques, électriques et hydrauliques spéciales. Le service sur une "élingue externe" sera possible à la fois par les cosmonautes lors des sorties dans l'espace et à l'aide de moyens robotiques. Au fait, nous travaillons sur le ravitaillement dans l'espace depuis 1978. L'ESA nous a également commandé ce système pour son cargo ATV.

- Sinon, en quoi ROS sera-t-il fondamentalement différent de l'ISS, Mir, Salyout ?

- La station sera réalisée avec de nouveaux matériaux et alliages. Avec l'utilisation de technologies additives, notamment pour la fabrication de pièces métalliques complexes pour la conception de modules. Nous prévoyons d'installer une imprimante 3D à la station pour imprimer à partir de plastique l'instrument et les pièces intérieures nécessaires. Il est envisagé la création de moyens robotiques, qui n'ont jamais été dans notre cosmonautique, les bases ont été créées pour Bourane, mais elles n'ont pas atteint l'espace. Les moyens de la réalité virtuelle et augmentée seront utilisés, notamment en matière de formation des cosmonautes.

De plus, nous prévoyons de restaurer les technologies perdues qui n'ont pas été utilisées dans la construction de l'ISS. Les mêmes complexes gyroscopiques de puissance, alimentation haute puissance. Sur l'ISS, il n'y a de gyrodines que sur le segment américain, l'alimentation électrique principale vient de là aussi.

Mais nous avons notre propre production, et il faut faire la nôtre. En général, ROS deviendra un tremplin pour tester de nouvelles technologies nationales prometteuses et améliorées dans l'espace. Y compris les technologies de communication, la production de matériaux et de composants.

- À un moment donné, du matériel précieux a été transporté de la station Saliout-7, dont le vol était presque terminé, à la station Mir. Plus de 800 kilogrammes de fret ! Il y a eu aussi beaucoup de choses uniques sur le segment russe de l'ISS. Sera-t-il porté sur ROS ?

- Non. C'est pratiquement impossible. La différence entre les inclinaisons des orbites de l'ISS et du ROS ne permet pas de tels vols d'une station à l'autre. La consommation de carburant serait trop élevée. Cependant, nous préserverons certainement la continuité du programme scientifique, nous fabriquerons de nouveaux équipements.

- Est-il possible que les équipages puissent travailler à la fois sur l'ISS et sur le ROS en même temps ?

- Le projet prévoit l'exploitation simultanée du segment russe de l'ISS et de la nouvelle station lors de la première étape du déploiement du ROS. En conséquence, les équipages des deux stations travailleront simultanément pendant un certain temps, une situation similaire s'est produite lors du déploiement de l'ISS et de l'achèvement de l'exploitation de la station MIR. Mais, je le répète, il n'est pas question d'un vol de l'ISS à ROS et retour.

Cabine avec vue sur le sol

- L'homme n'a pas encore volé en orbite de haute latitude. Comment la station et les cosmonautes seront-ils protégés des rayons et radiations galactiques ?

- Les enveloppe des modules, les appareils, les assemblages et les câbles eux-mêmes protègent partiellement contre les rayonnements. Le reste sera protégé par une radioprotection, principalement dans les zones où séjourne l'équipage. La situation radiologique à bord sera surveillée par un système de contrôle dosimétrique spécialisé. Le vol du biosatellite "Bion-M" n°2 est en cours de préparation, qui fournira des informations pratiques sur les charges de rayonnement dans cette orbite. Jusqu'à présent, les calculs montrent que la situation à ces latitudes est tout à fait acceptable pour les vols habités.

- Je sais que la question de savoir quel type de ROS sera a été largement débattue : habité en permanence ou visité ? Parlons-nous de records de séjour en apesanteur jusqu'à un an ?

- Pas d'à priori. La durée du séjour de l'équipage à la station est clairement déterminée par le programme. Nous pensons que le schéma suivant est opportun : au stade du déploiement, les cosmonautes seront à bord tout le temps. Pourquoi? Une très grande quantité de travail sera nécessaire. Par la suite, la station peut devenir visitée. Arrivée, réalisation du travail nécessaire, puis retour. Soit dit en passant, le segment russe de l'ISS ne peut pas "vivre" sans cosmonautes. Sa maintenance est très laborieuse. Et ici [avec ROS], littéralement en une journée, nous pouvons complètement mettre la station sous cocon et la préparer au travail.

- En général, combien d'astronautes pourront travailler en même temps ? Est-ce que tout le monde aura une cabine de couchage ?

- La station pourra recevoir et fournir tout le nécessaire jusqu'à six personnes. Cependant, nous prévoyons que le niveau d'automatisation des systèmes ne nécessitera pas la présence constante de plus de deux personnes à bord. Au stade initial, l'expédition, est prévue pour durer environ 240 jours, puis eles se dérouleront sous la forme d'une visite, en fonction de tâches spécifiques. Dès lors, deux cabines seront immédiatement équipées. Mais sur les futurs modules cibles, nous pourrons en placer d'autres. Y compris, par exemple, pour les touristes de l'espace.

- Les cosmonautes disent que les cabines de couchage du segment américain de l'ISS sont légèrement plus grandes que les nôtres. Mais chez nous il y a des hublots. Et c'est ce dont vous avez besoin pour l'ambiance. Les designers y pensent-ils ?

- Certainement. Nous essayons de prendre en compte au maximum les souhaits des astronautes. Et les cabines de notre station seront certainement équipées de hublots.

- En 1968, un groupe d'architectes et de designers industriels américains, malgré les objections des ingénieurs, a convaincu la NASA d'ajouter une fenêtre de visualisation à la conception du laboratoire orbital Skylab. Ensuite, disent-ils, les particularités de la psychologie humaine ont commencé à influencer la conception des engins spatiaux. Existe-t-il des options spéciales sur le ROS pour améliorer le confort de l'équipage ?

- Quant aux options spéciales, je dirai, pas encore. Mais le fait que tout vise au travail confortable et à la vie des cosmonautes est un fait. Couleur, lumière, disposition des modules, espace libre… Pour la première fois dans l'histoire, des étudiants en design de Stroganovka ont été invités à développer des concepts d'intérieur de station spatiale.

Nous avons rencontré les gars. Il s'agit d'étudiants diplômés qui ont choisi des domaines de travail spécifiques, des modules prometteurs de la nouvelle station pour l'étude en termes d'esthétique technique et d'ergonomie. Leurs idées sont à travers le toit, jusqu'aux futuristes. Mais nous avons immédiatement convenu : les fantasmes vides ne sont pas nécessaires. Lorsque les travaux seront terminés, nous les montrerons certainement.

Au stade final de l'avant-projet, un examen du projet est prévu avec l'implication du Centre d'Entraînement des Cosmonautes. Gagarine [TsPK], bien sûr, avec la participation du corps des cosmonautes de Roscosmos.

Protection sur la glace

- Les situations d'urgence avec des pannes de Soyouz MS-22 et de Progress MS-21 ont montré à quel point les engins spatiaux d'aujourd'hui sont, en gros, vulnérables aux météoroïdes et aux débris spatiaux. Il a été rapporté que ROS sera protégé contre les projectiles [particules] jusqu'à 1 cm volant à des vitesses allant jusqu'à 10 km/sec. C'est vrai?

- Oui, les modules ROS seront "habillés" d'une sorte d'armure multicouche - des écrans anti-météoroïdes. Les possibilités de ces écrans seront confirmées non seulement par calcul, mais aussi expérimentalement.

- Les équipages du ROS seront livrés depuis le cosmodrome de Vostochny sur le nouveau vaisseau spatial habité PTK. A quel stade en est son développement ?

- À ce jour, la production de la documentation de conception de travail est terminée et la production d'éléments de coque des compartiments d'échantillons de vol d'un véhicule de transport habité a commencé. L'équipement aéroporté est fourni pour compléter la première machine de vol. Les essais expérimentaux battent leur plein : des essais statiques des coques de navires sont en cours, des maquettes dynamiques et d'hélicoptères sont en phase finale d'équipement. On peut dire avec certitude qu'au début de l'exploitation du ROS, le premier équipage sera livré à la station sur ce même navire.

- Est-il vrai que la route de lancement PTK passera au-dessus de l'océan Arctique ? Si oui, comment l'équipage sera-t-il protégé en cas d'urgence ?

- Diverses trajectoires de lancement sont en cours d'élaboration. Si par urgence vous entendez un atterrissage d'urgence dans l'océan Arctique, cela dépendra beaucoup de la période de l'année du lancement. Lorsque l'océan est gelé, cela peut être considéré comme un atterrissage sur une surface dure. Et les activités de recherche et de sauvetage seront menées selon le scénario d'un débarquement hivernal, similaire à celui de "Soyouz". Bien sûr, en tenant compte des caractéristiques climatiques de la région. Si l'océan le long de la trajectoire d'atterrissage est partiellement ou totalement dépourvu de couverture de glace, cela peut déjà être considéré comme un amerrissage. Dans ce cas, les activités de recherche et de sauvetage seront menées selon le scénario de recherche à la surface de l'eau.

Dans les deux cas, l'équipage devra simplement attendre l'équipe de recherche et de sauvetage. Pour maintenir l'équipage en vie, il existe une alimentation d'urgence portable. Il assure la survie des cosmonautes dans toutes les zones climatiques, y compris les plus extrêmes comme le désert, les montagnes et l'Arctique. Il se compose d'une combinaison de protection contre la chaleur, de ravitaillement en nourriture et en eau. En cas d'immersion, il existe les combinaisons "Trout" : elles assurent une autonomie de maintien à flot à des températures d'eau de moins 1°C à plus 30°C et des vagues jusqu'à 5 points pendant au moins 12 heures.

- Pourquoi l'eau est-elle à moins 1°C ?

- Non, ce n'est pas une erreur : dans l'océan, l'eau est salée et gèle à des températures plus basses. Ainsi, nos gars sont protégés de manière fiable contre diverses situations d'urgence, et même contre l'océan Arctique.

Hub en orbite

- La station orbitale russe est censée être une plaque tournante pour l'entretien des satellites, assurant la communication avec les constellations orbitales et bien plus encore, ce qui est nécessaire à la fois pour les agences gouvernementales et les entreprises ?

- Oui c'est le cas. La première direction est simplement la fourniture de services commandés par des agences gouvernementales et des entreprises. Par exemple, arpenter des zones spécifiques du globe avec la fréquence requise et transmettre des données à la Terre. De plus, nous nous sommes fixé pour tâche d'assurer la possibilité de fournir des informations au consommateur en temps quasi réel. La deuxième direction est la présentation d'un service de plate-forme pour l'installation d'équipements clients. Nous fournirons un lieu de travail, des interfaces électriques et d'information, une transmission de données vers la Terre. La troisième direction concerne les activités de publicité et d'information.

Il y a aussi une quatrième direction possible, qui nous intéresse beaucoup en tant que développeurs : la station comme plate-forme d'intégration de modules commerciaux dans sa composition. Maintenant, ce sujet est activement discuté au sein du segment américain de l'ISS. L'année prochaine, il est prévu de commencer à intégrer les modules d'Axiom pour le tourisme spatial et la recherche dans la station. Nous sommes également prêts et accueillerons de toutes les manières possibles l'apparition d'entreprises privées qui seront prêtes à développer leurs propres modules (y compris gonflables transformables) pour leur éventuelle inclusion dans la ROS. Ces organisations peuvent pleinement compter sur toute l'aide de RKK Energuya en termes de soutien au développement et à l'intégration de modules dans la station.

Plusieurs mémorandums sur une éventuelle coopération ont déjà été signés et il existe un intérêt mutuel.

- Une question de la blogosphère : pourquoi lancer une nouvelle station, si avec l'aide « d'une centaine de satellites de télédétection de la Terre, on peut faire même mieux et moins cher ?

- Une question très populaire, qui se pose, probablement, depuis la naissance de l'astronautique habitée. Je vais essayer de répondre. Premièrement, la station coûtera beaucoup moins que 100 appareils de télédétection. Et le plus important : la station n'est pas seulement un grand satellite de détection de la Terre. La station est un ensemble de divers équipements et tâches cibles. Il s'agit d'expériences médicales et biologiques, d'équipements de production expérimentale, d'activités scientifiques et éducatives, ainsi que de télescopes et de radars de différentes portées, d'équipements de balayage de la Terre. Nous parlons de tâches que les robots d'aujourd'hui ne peuvent pas faire sans intervention humaine.

Nous nous fixons désormais pour objectif de changer le principe de création des stations orbitales. Pour passer de la tâche à l'usage prévu, l'objet doit viser immédiatement à obtenir le résultat d'une activité pratique ou scientifique. Par conséquent, il est censé avoir de nombreux emplois - plus de 30 - pour l'installation d'équipements. Si nécessaire, utilisez des modules de vol libre, fournissez au consommateur un niveau d'énergie suffisant, ce qui est avant tout nécessaire pour les grands systèmes radio.

Oui, en termes modernes, la station est censée être une sorte d'écosystème, un hub. Nous sommes prêts à offrir à nos entreprises spatiales la possibilité de développer des technologies et d'obtenir des qualifications de vol pour des équipements prometteurs. Il semble également demandé de reconstituer rapidement les fonctionnalités en cas de panne de satellites spécialisés: vous pouvez apporter l'équipement, l'installer sur la station et recevoir des informations utiles avant la restauration de l'engin spatial cible.

En même temps, personne ne nous a enlevé la tâche d'étudier le complexe problème «l'homme dans l'espace». Y compris pour résoudre la principale tâche biomédicale cible du ROS - assurer des vols humains dans l'espace lointain au-delà des limites de l'orbite terrestre basse. L'inclinaison orbitale choisie de 96,8 degrés rend cela possible. Les travaux sur les expériences biotechnologiques seront poursuivis.

Maintenant, au stade de la conception préliminaire, les possibilités d'utiliser la ROS comme cale de halage pour l'assemblage de grandes structures, y compris des complexes de vol interplanétaire, sont explorées. Bien sûr, cette tâche n'est pas actuelle, mais nous devons envisager une telle possibilité.

- Quelles peuvent être les dimensions du ROS ? Plus grand ou plus petit que le module ISS russe ? Et si vous comparez avec MIR ?

- La station orbitale russe dans sa configuration complète ressemblera extérieurement à la station Mir. Leurs masses sont également identiques - environ 135 tonnes, alors que la masse actuelle de l'ISS RS est d'environ 73 tonnes. Les dimensions globales de ROS, compte tenu des panneaux solaires rotatifs, seront de 48,9 × 31,9 × 22,4 mètres. A titre de comparaison: les dimensions de la station MIR sont de 19 × 31 × 27,5 et l'ISS RS de 25,6 × 22,9 × 29,7 mètres.

Le volume pressurisé de la station orbitale russe sera d'environ 450 m3, soit un peu plus du double du volume pressurisé de l'ISS RS et environ 1,2 fois le volume pressurisé de la station Mir.

- Le ROS est-il considéré comme un « tremplin » vers un vol habité vers la Lune ?

- Sans aucun doute. Il est déjà clair que la nouvelle station aidera à développer la technologie des vols dans l'espace lointain. L'option d'assembler des complexes expéditionnaires interplanétaires sur ROS, y compris ceux pour les vols vers la Lune, est envisagée. En général, la station devrait être un terrain d'essai en orbite proche de la Terre pour tout ce qui est nouveau dans l'espace.

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Interviewé par Natalia Yachmennikova/Rossiyskaya Gazeta

Source: Energuya/Roscosmos et Rossiyskaya Gazeta; Crédits photographiques et graphiques: Energuya/Roscosmos