Lancement d’Angara-A5 et retraite de Proton-M: l’avis de Mikhaïl Kotov donné à TASS

Mikhaïl Kotov.

Mikhaîl Kotov, journaliste scientifique.

À la veille de la Journée de la cosmonautique, le 11 avril, le lanceur lourd russe Angara-A5 a effectué son premier lancement depuis le cosmodrome de Vostochny.

Certes, cela n’a été réalisé qu’à la troisième tentative. Mais l'étage supérieur Orion a été lancé sur une orbite de référence, puis il s'est séparé du troisième étage du lanceur et a livré le petit satellite Gagarinets, développé par une société privée, sur une orbite terrestre basse. Après cela, une maquette de charge utile a été lancée en orbite géostationnaire.

Pourquoi cette fusée attire-t-elle autant l'attention et que signifie le lancement d'Angara pour la cosmonautique russe ?

Mikhaïl Kotov, journaliste scientifique donne son avis à TASS.

Sortie vers l'équateur

Une fusée lourde est l’un des maillons les plus importants de l’astronautique moderne. Sa tâche principale est de lancer des engins spatiaux sur des orbites à haute énergie, telles que les orbites géosynchrones et leur cas particulier - géostationnaire (altitude 35 786 km de la surface du globe près de l'équateur).  

La vitesse des engins spatiaux sur cette dernière est synchronisée avec la vitesse de rotation de la Terre, et pour un observateur sur la planète, les satellites sont toujours au même endroit. Par conséquent, l'orbite géostationnaire est un endroit pratique pour la localisation d'une grande variété de satellites de communication : satellites de communication, appareils de télédiffusion, répéteurs de signaux, etc. En règle générale, il s'agit de grands engins spatiaux. Par exemple, la plupart des satellites de télécommunications géostationnaires russes "Ekspress" pèsent environ 2 000 kg. Une fusée légère ou moyenne ne peut pas envoyer une telle masse en orbite géostationnaire.  

En URSS, puis en Russie, ces travaux étaient traditionnellement réalisés par les lanceurs lourds Proton, puis Proton-M. Ainsi, en plus des satellites de communication, ils ont mis en orbite géostationnaire des satellites météorologiques de la série Elektro-L mais aussi avec leur aide, ils ont permis de construire des stations orbitales - d'abord Salyout, puis Mir et le segment russe de la Station spatiale internationale (ISS). De plus, des fusées lourdes sont utilisées pour des missions interplanétaires, comme ExoMars (2016) et le lancement de l'observatoire à rayons X Spektr-RG.

Période de transition

Les « Protons » travaillent régulièrement pour la cosmonautique russe depuis 1965, avec leur aide près de 400 lancements ont été effectués. Tous les sites de lancement de cette fusée sont situés au cosmodrome de Baïkonour au Kazakhstan. Au total, deux d'entre eux ont été réalisés - le n° 81 et le n° 200. De plus, sur chaque site, il y a deux positions de lancement : droite et gauche. De nos jours, le pas n°39 (plateforme 200 gauche) est principalement utilisé.

Cependant, le cosmodrome de Baïkonour est toujours situé sur le territoire d'un autre État, le Kazakhstan. C'est une question de sécurité de l'État. Nous avons commencé à y travailler il y a assez longtemps. L'option la plus simple consistait à créer un pas de lancement pour les lanceurs lourds sur le territoire de la Russie même.

Les « protons », quant à eux, sont moralement obsolètes. La principale raison est la vapeur de carburant toxique. La diméthylhydrazine asymétrique (alias heptyl) est utilisée comme carburant et le tétroxyde d'azote est utilisé comme agent oxydant - les deux substances sont dangereuses pour l'homme et l'environnement. Il a donc été décidé de passer progressivement à la nouvelle fusée lourde russe Angara.

Approche multimodule

"Angara" représente la première famille de lanceurs modernes et respectueux de l'environnement créée en Russie après 1991. Il ne s'agit pas d'une refonte ou d'une modification d'une fusée existante (comme Soyouz-2), mais d'un lanceur lourd entièrement créé de toutes pièces. Il repose sur l'idée de multimodularité : à partir de deux modules de missiles universels URM-1 et URM-2, vous pouvez assembler des missiles de différentes classes - du léger (Angara-1.2) au lourd (Angara-A5), capables de soulever, en particulier, une charge utile en orbite terrestre basse (LEO) de 3,5 T à 24,5 T, respectivement. Avec une commande massive de modules universels identiques, il sera en théorie possible de réduire non seulement les coûts de main-d'œuvre, mais également le coût d'un URM.

La version lourde Angara-A5 devrait être mise à niveau vers la version Angara-A5M en renforçant le moteur des premier et deuxième étages et en allégeant la conception. Cela permettra de lancer jusqu'à 27,7 T en orbite terrestre basse. Par la suite, il est prévu de créer une version Angara-A5V. Il remplacera le troisième étage [URM-2] par un étage cryotechnique oxygène-hydrogène  [KVTK], ce qui augmentera la capacité de charge utile à 38 T. Ainsi, l'Angara-A5V sera une fois et demie plus importante que Proton-M, qui livre 23,7 T en LEO.

Deux sites plutôt qu'un

Angara dispose désormais déjà de deux sites de lancement en Russie. Le premier se trouve au cosmodrome de Plesetsk (d'où plusieurs lancements ont déjà été effectués), le second au cosmodrome de Vostochny (d'où le premier lancement a été effectué le 11 avril). Pourquoi deux ? C'est une question de tâches.

"Plesetsk" est situé dans la région d'Arkhangelsk, qui est une région assez septentrionale - à partir de là, il est énergétiquement plus rentable de lancer des engins spatiaux sur des orbites polaires et circumpolaires. Depuis le sud (selon les normes du territoire russe) à« Vostotchny », situé dans la région de l'Amour, il est plus efficace de lancer des satellites sur des orbites géostationnaires.

Sur les deux sites, des tours de ravitaillement par câble (KZB) sont utilisées pour préparer le lancement. Il s'agit de structures fixes équipées d'ascenseurs et d'escaliers pour transporter le personnel de service vers le lieu de travail, ainsi que de moyens d'évacuation d'urgence du personnel et de caissons spéciaux pour la pose de leurs propres canalisations et câbles de transit (entrant dans la fusée via les connecteurs embarqués). Une telle tour suffit pour toute la famille des missiles Angara, du léger au lourd. Cela élimine le besoin d'avoir plusieurs sites différents avec le volume de travail et de lancements actuel.

Il est prévu qu'un autre « étage » soit ensuite ajouté au cosmodrome de Vostochny pour desservir les lancements habités. Comme l'a déclaré le chef de Roscosmos Youri Borissov après le lancement réussi le 11 avril, le premier lancement habité de l'Angara devrait avoir lieu en 2028.

Raisons et perspectives

Aujourd'hui, "Angara" est encore en phase d'essais en vol, avec plusieurs lancements restants avant son achèvement.

Ainsi, le lancement d'Angara-A5 devait avoir lieu le 9 avril, mais a été reporté à deux reprises à une date de réserve - reportée de 24 heures pour des raisons techniques. Premièrement, l'automatisation a interrompu la préparation 2,5 minutes avant le début. La raison en est une défaillance du système de pressurisation du réservoir de comburant de l'unité centrale. Il s'agit d'une erreur logicielle qui n'a nécessité une modification ou changement sérieux, donc un jour plus tard, une deuxième tentative de lancement a eu lieu.

Le 10 avril, le lancement d'Angara-A5 a réussi à aller encore plus loin. Cependant, un nouveau problème technique a été identifié qui, selon les résultats d'une analyse préliminaire de la télémétrie, était associé à une défaillance du système de contrôle de démarrage du moteur. Cela a également été rapidement corrigé et le 11 avril, l'Angara-A5 blanc comme neige a quand même décollé de la rampe de lancement. Ce lancement a été réussi.

Les erreurs et les transferts sont la norme dans l’astronautique mondiale. Souvent, le système automatique joue la sécurité, vous épargnant d'éventuels problèmes au lancement, notamment lors des premiers essais en vol d'un nouveau complexe de lancement.

Cependant, il ne faut pas s’attendre à une transition rapide vers cette fusée. Vous devez d’abord lancer sur tous les « Protons » restants - il reste environ 10 exemplaires de Proton-M*. Vous pouvez donc encore avoir le temps de suivre le « cheval de bataille » qui entre dans l’histoire. Mais la station orbitale nationale ROS sera clairement construite avec l'aide d'Angara.

[KN: Il n'est pas du tout certain que ces exemplaires soient tous utilisés. D'une part en raison de manque de charges utiles à lancer (la tendance est à la réduction de la taille des satellites) et d'autre part l'accord avec le Kazakhstan exige l'arrêt des lancements en 2025 pour raisons environnementales...]

Source: TASS; Crédit photographique: archives personnelles de Mikhaïl Kotov