Un jeune ingénieur de RKK Energuya parle, pour ProKosmos, de la station ROS

Il reste moins de trois ans avant le lancement du lanceur Angara-A5M depuis le cosmodrome de Vostochny, qui placera le premier module de la station orbitale russe (ROS) en orbite polaire.

Igor Marinine (ProKosmos) s'est entretenu avec un jeune spécialiste de RKK Energuya, Ilya Zheleznov, qui travaille comme ingénieur principal au sein du département de conception de ROS, à propos de la nouvelle station, de son avenir et de la manière dont il en est venu à travailler sur ce projet historique.

Ilya Zheleznov est né en 1998 dans la ville de Balakovo, dans une famille d'employés de la centrale nucléaire de Balakovo. 242 points à l'examen d'État unifié lui ont permis d'entrer à l'Université nationale de recherche de Samara, nommée d'après L.N. L'académicien S.P. Korolev, dont Ilya est diplômé avec mention dans la spécialité « Conception, production et exploitation de fusées et de systèmes de fusées spatiales ». Il a rejoint RSC Energia pour un stage de pré-diplôme en 2021, et un an plus tard, après avoir obtenu son diplôme de l'université, il est venu y travailler comme ingénieur de 2ème catégorie au département de conception de stations orbitales habitées et a immédiatement rejoint la conception préliminaire du ROS.

Le talent et le travail acharné ont rapidement propulsé le jeune spécialiste au poste d’ingénieur de premier plan. Actuellement, Ilya est engagé dans la coordination de la conception des composants des modules ROS et des navires de transport, ainsi que dans l'interaction entre leurs systèmes. Zheleznov est également impliqué dans la justification tactique et technique des solutions de conception pour la livraison de marchandises à la Fédération de Russie.

— Pourquoi avons-nous besoin d’une station orbitale habitée ?

— Pour répondre à cette question, il est nécessaire de comprendre pourquoi l’exploration spatiale habitée est nécessaire. De mon point de vue, l’un de ses principaux objectifs est d’améliorer la qualité de vie des populations sur Terre. Le moyen d’atteindre cet objectif est l’introduction de technologies et de produits obtenus dans l’espace dans divers domaines de la vie. L’ISS est depuis longtemps le théâtre de nombreuses expériences, notamment la culture de matériaux inorganiques et de biomatériaux aux propriétés inaccessibles sur Terre. Mais la transition vers leur utilisation à grande échelle sur Terre est extrêmement difficile pour de nombreuses raisons, notamment techniques.

À cet égard, la création du ROS est due, tout d'abord, à la nécessité de faire passer la cosmonautique habitée nationale d'un travail et d'expériences ciblés et étroitement ciblés à l'application pratique globale des résultats obtenus, ainsi qu'à l'utilisation plus large des capacités de l'espace proche de la Terre.

La continuité de la production et de l’utilisation des technologies spatiales est également très importante. Ceci est particulièrement important pour l’exploration spatiale habitée. Les interruptions dans l’exécution des lancements habités entraîneraient une perte de compétences pertinentes, ce qui affecterait négativement la reprise des vols à l’avenir. Il est donc nécessaire, après l’ISS, de poursuivre les vols habités.

La même perte de compétence peut être provoquée par de rares vols vers la Lune ou vers Mars, pour lesquels de nombreuses technologies ne sont pas encore totalement développées, notamment celles permettant de protéger l'équipage et les équipements de bord des radiations cosmiques, et pour lesquels les systèmes fermés de survie régénérative sont imparfaits ou totalement absents. Actuellement, de nombreuses expériences sont menées sur l’ISS et sur Terre pour garantir la sécurité des vols habités au-delà de l’orbite terrestre basse. Mais les ressources de l'ISS arrivent à leur terme, donc certaines de ces expériences seront poursuivies sur ROS.

En outre, ROS peut devenir un élément d’exploration de l’espace lointain, non seulement en tant que laboratoire scientifique et expérimental, mais également en tant que plate-forme d’assemblage de complexes expéditionnaires interplanétaires.

— Pourquoi l’inclinaison de l’orbite de ROS sera-t-elle exactement de 96,8-97 degrés ?

— Cette inclinaison orbitale offre des avantages clés à la Russie, car elle permet d’observer l’ensemble du territoire du pays et offre également la possibilité de surveiller la route maritime du Nord, stratégiquement importante, et le plateau adjacent de l’océan Arctique.

La station ROS sera équipé d'équipements optiques, électroniques et radio modernes pour la télédétection de la Terre, ainsi que d'équipements de communication pour assurer une prise de décision rapide, y compris en l'absence de cosmonautes, en cas de situations d'urgence. Dans ce cas, la surveillance de la Terre sera effectuée simultanément dans différentes gammes spectrales (radar, gamme infrarouge, moyens optiques), ce qui est impossible sur les engins spatiaux automatiques en raison du manque de ressources énergétiques nécessaires.

Une autre caractéristique clé de l'orbite ROS sera la possibilité de tester les équipements embarqués dans des conditions comparables à celles d'un vol dans l'espace lointain, ce qui permettra à l'avenir de créer des équipements plus fiables et plus résistants à la fois à l'exposition aux radiations et à d'autres facteurs nocifs de l'espace lointain.

— Il a été annoncé que la station ROS pourrait être pratiquement éternel. Pourquoi donc?

— La station pourra durer éternellement car elle possède une architecture ouverte, qui permet de remplacer tout module obsolète ou endommagé si nécessaire. De plus, la durée de vie garantie du module de nœud universel, qui deviendra le cœur de la station, en raison de sa relative simplicité, est nettement plus longue que celle des autres modules.

Lorsqu'un remplacement du module de nœud universel est nécessaire, un nouveau sera connecté au ROS. Ensuite, les modules fonctionnels et à jour seront ré-arrimés dessus. Après cela, le module de nœud universel remplaçable, ainsi que d’autres modules obsolètes, seront désamarrés pour être éliminés dans l’océan Pacifique.

Or, dans le projet ISS, c’est impossible à mettre en œuvre. Le module principal du segment russe de l'ISS, le module de service Zvezda, se compose de deux compartiments : un compartiment de transition, auquel sont amarrés les autres modules du segment russe de l'ISS (à l'exception du module nodal Prichal), et un compartiment étanche, dans lequel est logé l'équipage. Si le compartiment de transition Zvezda est endommagé ou usé, nous perdons l'accès à tous les autres modules. Mais il est impossible de le remplacer, car il fait structurellement partie du module. Lors de la conception de ROS, nous avons proposé de séparer le compartiment de transition, qui faisait auparavant partie de la conception du module de service, en un module distinct. De cette manière, nous avons augmenté la fiabilité globale du ROS et la sécurité de l’équipage.

— Le premier module de ROS - le module scientifique et énergétique (NEM) - a été réalisé pour l'ISS. Est-ce que des modifications sont nécessaires pour l'utiliser sur ROS ?

— En effet, le NEM est emprunté au projet du segment russe de l’ISS et il doit être modifié pour qu’il puisse fonctionner de manière autonome jusqu’à l’arrivée du module de base, d’où l’ensemble de ROS sera contrôlé.

Tout d’abord, son système de contrôle est en cours de modification pour assurer les fonctions critiques de la station orbitale russe. Et pour s'assurer que le NEM ne gaspille pas de carburant précieux lors de son orientation, six gyrodynes de puissance sont installés sur lui. De plus, pour recevoir le module de nœud universel sur le NEM, l'unité d'amarrage active est remplacée par une unité passive, ainsi que l'ensemble du système d'amarrage automatique.

— A quel stade en sont ces travaux ?

— Certains travaux sont terminés, d’autres sont sur le point d’être terminés. Tout se déroule comme prévu. Nous essayons de respecter les délais.

— Comment la sécurité radiologique est-elle censée être assurée sur ROS ?

— Pour commencer, je voudrais souligner que, selon les scientifiques, notamment ceux de l’Institut des problèmes biomédicaux [IMBP] et de l’Institut de recherche spatiale [IKI] de l’Académie des sciences de Russie, dans un environnement solaire calme, les conditions de rayonnement sur la nouvelle orbite ne diffèrent pas de manière critique des conditions sur l’orbite de l’ISS.

Pour neutraliser au maximum cette petite différence, des matériaux spéciaux et des moyens modernes de surveillance de l’environnement radiologique ont été développés. Lors de la conception de ROS, grâce à la disposition des équipements à bord et à l'utilisation de matériaux de radioprotection, y compris ceux contenant de l'eau, des endroits sans danger pour les radiations où l'équipage peut séjourner, y compris les cabines, sont créés. Pendant le déploiement et l’exploitation du ROS, sa radioprotection sera augmentée. Il existe aujourd’hui de nombreux matériaux offrant une excellente protection contre les radiations. La station ROS utilisera principalement des matériaux contenant de l’eau, qui sont sûrs et approuvés pour une utilisation dans des vaisseaux spatiaux habités.

— Selon le calendrier approuvé, le NEM volera de manière autonome pendant environ un an. Ensuite, un ensemble comprenant le module "nodal" et le module de "passerelles" y sera attaché. Puis, le module de base sera ajouté à cet ensemble. L'ISS avait à peu près le même schéma d'assemblage. Le FGB Zarya a attendu l'arrivée de Zvezda pendant un an et demi. Quelle est la différence entre le module de base ROS et le module de service Zvezda ?

— Le NEM sera peu modifié , car il ne lui sera attribué que des fonctions critiques de gestion de ROS jusqu'à l'arrivée du module de base. Après intégration avec le ROS, le module de base assumera les fonctions de contrôle total de la station et d'assurance du maintien en vie de l'équipage. Et NEM deviendra un poste de commandement de secours.

De plus, le module de base, comme le Zvezda, abritera les cabines de l'équipage et les principaux systèmes de régénération modernisés pour l'eau et l'oxygène, qui forment ensemble un cycle partiellement fermé. Mais le corps du module de base est le même que celui du NEM, et il est très différent du module de service Zvezda de l'ISS. La base et le NEM sont tous deux constitués de deux compartiments : un compartiment étanche, qui abrite l'équipage, et un compartiment non étanche, qui contient certains éléments des systèmes embarqués. Mais le module de service Zvezda se compose de deux compartiments étanches : un compartiment de transition, auquel sont amarrés d'autres modules, et un compartiment principal, dans lequel se trouve l'équipage. Chez ROS, le rôle du compartiment de transition Zvezda a été transféré au module nodal universel. C'est là la principale différence.

— Un navire de transport de nouvelle génération prometteur (PTK NP) est en cours de développement depuis un certain temps déjà. Dernièrement, PTK ROS a été mentionné partout. Sont-ce des navires différents ? Si oui, quelle est la différence ?

— Non, le projet de création du PTK NP est le seul. Il offre la possibilité de mettre jusqu'à quatre personnes en orbite. Lors de la conception de ROS, il a été décidé que le PTK livrerait un équipage de deux personnes au ROS, et que l'espace libéré serait utilisé pour la livraison et le retour du fret.

Ainsi, le PTK NP, en plus de l'équipage, pourra livrer quatre fois plus de fret au ROS , et en rapporter 10 fois plus sur Terre que le Soyuz MS actuellement en service.

— En quoi le cargo Progress ROS différera-t-il du Progress MS actuellement utilisé ?

— Tout d’abord, Progress ROS aura un nœud d’amarrage différent, plus puissant. Le même que celui actuellement utilisé dans les unités d’accueil intermodulaires. Le diamètre de la trappe sera de 1,1 m, contrairement à l'écoutille de 0,76 m du Progress-MS. Les mêmes unités d'accueil seront présentes sur tous les modules ROS à des fins d'unification et de réduction des coûts. Il sera possible de transporter des charges plus importantes grâce à de telles écoutilles. Il est possible que sur certains modules cibles, nous installions d'autres types d'unités d'accueil, qui peuvent être utiles pour la mise en œuvre de programmes internationaux. Par exemple, les APAS, actuellement utilisés pour l’amarrage des vaisseaux spatiaux de type Crew Dragon à l’ISS. De plus, le Progress ROS subira une modernisation de ses systèmes embarqués pour assurer son fonctionnement dans le cadre du ROS.

A la fin de la conversation, lorsqu'on lui a demandé ce qui le retenait, lui, un jeune spécialiste de 27 ans, dans un emploi peu rémunéré chez RSC Energia, Ilya Zheleznov a répondu : « C'est l'idée qui me retient ici, en fait. C'est très important d'avoir une idée. L'allocation monétaire, eh bien, c'est aussi nécessaire, bien sûr. Pour répondre à la question, pourquoi je travaille ici, je dois comprendre ce qu’est le bonheur ? Le bonheur, pour moi, c'est quand je vais au travail avec le désir de faire quelque chose et que je quitte le travail avec la pensée que je ferai quelque chose d'utile demain. C'est-à-dire que pour moi, le travail est un plaisir, donc je suis heureux de travailler ici.

Source: Igor Marinine/ProKosmos; Crédits graphiques et photographiques: Energuya/Roscosmos et ProKosmos