ROS: une stratégie pragmatique selon Igor Afanassyev

Pro Kosmos a publié un article d'Igor Afanassyev concernant la station ROS. En voici une traduction.

Lors d'une conférence à l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie (IKI RAS), les participants ont partagé leurs points de vue sur l'avenir proche du programme spatial habité russe.

Ils ont discuté des raisons pour lesquelles la Station orbitale russe (ROS) maintiendra les paramètres orbitaux de la Station spatiale internationale (ISS).

Ils ont également abordé l'intégration du module Naouka à la nouvelle plateforme et les projets de transformation de la station, d'un laboratoire en une unité de production à petite échelle de matériaux uniques.

Ceci justifiera la présence humaine en orbite par des considérations économiques plutôt que politiques.

Contenu de l'article:

• Station orbitale russe à la place de l'ISS : une transition « sans heurt »
• Le module Naouka comme fondation de la station orbitale russe
• Formation des équipages pour la station orbitale russe
• Programme d'expérimentation scientifique à la station orbitale russe

L'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie a accueilli une conférence intitulée « La science à bord des stations orbitales habitées », consacrée au développement de la cosmonautique russe après l'achèvement du programme de l'ISS.

Bien que cette rencontre ait eu lieu à l'occasion du 65e anniversaire du vol de Youri Gagarine, elle a principalement porté sur les aspects pratiques de la transition vers la Station orbitale russe (ROS) et sur la préservation du potentiel scientifique, des écoles d'instrumentation uniques et du personnel qualifié.

Station orbitale russe à la place de l'ISS : une transition « sans heurt »

Lors de la séance plénière, le directeur scientifique de l'institut, l'académicien Lev Zelyony, a présenté sa vision de l'avenir du secteur pour les dix prochaines années.

Il a indiqué que le Projet national « Espace », qui s'étend jusqu'en 2030 avec une extension possible jusqu'en 2036, prévoit de se concentrer sur l'exploitation de ROS, tandis que les programmes de vols spatiaux de longue durée et le développement d'une fusée super-lourde ne sont pas encore intégrés aux plans actuels.

Ceci souligne la nécessité de concentrer les ressources intellectuelles et industrielles du pays sur le projet ROS.

L'académicien a identifié deux défis majeurs pour l'industrie :

• premièrement, exploiter efficacement l'expérience accumulée lors des travaux sur le segment russe de l'ISS ;
• deuxièmement, analyser les erreurs systémiques et revoir radicalement l'organisation des expériences futures afin d'éviter les lacunes apparues sur la station spatiale, où une part importante du temps de l'équipage est consacrée à la maintenance des équipements au détriment de la recherche scientifique.

L’objectif est de créer les conditions d’une intégration harmonieuse des programmes, permettant aux équipes scientifiques de poursuivre leurs recherches sans interruptions prolongées dues aux changements de plateformes orbitales.

Comme l’a souligné Lev Zelyony : « Le programme spatial habité russe est axé sur un enjeu crucial : la création et l’exploitation initiale de la Station orbitale russe. Cela soulève deux défis. Le premier consiste à organiser le travail à bord de la Station orbitale russe de manière à tirer pleinement parti de l’expérience positive inestimable acquise lors des recherches menées à bord de la Station spatiale internationale. Le second est d’éviter les écueils liés à l’organisation des expériences sur l’ISS . »

La station ROS évoluera sur une orbite similaire à celle de l'ISS. Ceci garantira des observations continues à long terme et facilitera l'adaptation des astronautes à l'environnement radiatif familier. Cette décision repose non seulement sur des considérations techniques, mais aussi sur sa faisabilité scientifique.

Le maintien d'une orbite à moyenne latitude permettra d'assurer la continuité des observations menées depuis des décennies. Zeleny a résumé cela ainsi : « L'orbite de ROS ne sera plus à haute latitude, comme prévu initialement, mais pratiquement identique à celle de l'ISS. Et c'est une bonne chose, car les cosmonautes sont déjà habitués à cette orbite et passeront moins de temps à s'adapter aux nouvelles conditions . »

Le rapport soutient que le maintien de conditions standard de rayonnement et de gravité contribuera à réduire les risques pour la santé de l'équipage et à orienter toutes les ressources vers les objectifs scientifiques dès le début des opérations sur la ROS.

Le module Naouka comme fondation de la station orbitale russe

L’académicien Vladimir Solovyov, concepteur général de la société spatiale russe Energuya, a cité les dernières statistiques : 162 expériences spatiales ont déjà été menées à bien sur le segment russe de l’ISS. 83 autres études scientifiques sont actuellement en cours : « 57 sont réalisées à bord de l’ISS et 26 sont à différents stades de préparation au sol . »

L'académicien a également abordé le sujet de la science des matériaux spatiaux : « De nouveaux équipements sont apparus sur le module russe Naouka, permettant à la fois la synthèse à haute température de matériaux et l'analyse de cristaux de protéines obtenus dans l'espace . »

De son côté, le directeur de l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie, Anatoly Petroukovich, a indiqué que les expériences, dont l'équipement se trouve à l'intérieur du module Naouka du segment russe de l'ISS, se poursuivront très probablement sur la nouvelle station, puisque le module lui-même « fera partie du ROS ».

Lev Zelyony considère cela comme un bond en avant considérable dans le développement des programmes spatiaux habités russes.

La station ROS devrait se transformer d'un « laboratoire propre » dédié à la recherche fondamentale en une plateforme de « production à petite échelle ».

Ce concept envisage l'approvisionnement de la Terre, depuis l'espace, en produits spécifiques présentant un intérêt commercial, tels que des semi-conducteurs ultra-purs, de nouveaux alliages ou des produits biomédicaux uniques, impossibles à fabriquer sur Terre en raison des phénomènes de convection et de sédimentation.

Cette idée bénéficie également d'un soutien international.

Le professeur Liu Congmin, de l'Académie chinoise des sciences, a confirmé l'intérêt de Pékin pour la synchronisation des programmes lors de la session. La station spatiale nationale chinoise Tiangong et le télescope CSST, actuellement en construction et opérant sur une orbite similaire, présentent un grand intérêt pour les scientifiques russes.

Des pistes scientifiques pour une mise en œuvre simultanée sur les deux plateformes orbitales nationales sont déjà explorées conjointement, ce qui permettra une collecte de données plus fiable et un partage des risques liés aux expériences complexes.

Ainsi, le ROS devient un élément important du contexte scientifique mondial, où chaque heure de travail en orbite vise à atteindre une efficacité économique.

Formation des équipages pour la station orbitale russe

La transformation de ROS, d'un site purement expérimental en un élément de l'industrie de haute technologie, exige une refonte fondamentale de la philosophie même de la présence humaine en orbite.

L'un des sujets les plus marquants de la conférence à l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie était la proposition de réforme de la politique du personnel et du système de formation des équipages.

Le cosmonaute d'essai Alexandre Kaleri a proposé une refonte radicale de la classification actuelle des participants aux expéditions. Selon lui, le moment est venu de créer une catégorie distincte pour les « cosmonautes-scientifiques » ou les « chercheurs » spécialisés.

L'essence de cette proposition est de libérer autant que possible les scientifiques des tâches routinières liées à la maintenance des systèmes embarqués et aux réparations de la station.

Kaleri insiste sur le fait que le temps des chercheurs à bord de la station ROS doit être exclusivement consacré à l'exploration créative et à la gestion de systèmes d'instrumentation complexes.

Cela implique non seulement des modifications des programmes de formation du Centre d'entraînement des cosmonautes [TsPK], mais aussi une adaptation des technologies de vol elles-mêmes.

La réduction des contraintes dynamiques et la simplification des interfaces avec les équipements permettront d'attirer vers le programme spatial des professionnels issus du monde universitaire, dont les compétences intellectuelles priment sur la performance physique idéale.

Dans ce modèle, la ROS est perçue comme un lieu de travail moderne et de haute technologie, où chacun agit comme concepteur d'expériences, et non comme mécanicien ou opérateur.

L'idée de passer à des missions spatiales annuelles est actuellement débattue chez Roscosmos.

L'entreprise publique y voit une étape vers une optimisation économique rigoureuse, qui permettra de réduire le coût de production des fusées et des technologies spatiales en diminuant la fréquence des lancements.

Cependant, des experts de l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie ont exprimé de vives inquiétudes. Le principal risque réside dans la perte de flexibilité opérationnelle du programme. Si des vols imprévus ou de courte durée sont nécessaires (par exemple, pour un tournage), l'équipage « annuel » opérant durant cette période risque de se retrouver bloqué en orbite pendant deux ans, ce qui pourrait avoir de graves conséquences sur sa santé.

Les participants à la conférence ont souligné que le programme spatial russe avait déjà accumulé une quantité considérable de données sur les séjours humains de longue durée en apesanteur, depuis les expériences de Vladimir Titov, Mousa Manarov et Valery Polyakov jusqu'aux travaux de Nikolaï Tchoub et Oleg Kononenko.

Au cours des discussions, une question importante a été soulevée : est-il justifié de mettre en danger la santé humaine pour reproduire des informations déjà connues ? Les décisions relatives au calendrier des vols vers la station orbitale russe devraient reposer sur des considérations scientifiques, et non uniquement sur des facteurs économiques.

Programme d'expérimentation scientifique à la station orbitale russe

Anatoly Petroukovich, directeur de l'Institut de recherche spatiale de l'Académie des sciences de Russie, a présenté un plan détaillé des capacités scientifiques de la station, comprenant une vingtaine de projets d'envergure. Le programme de ROS vise à assurer la continuité des réalisations scientifiques de l'ISS, tout en atteignant un niveau technologique qualitativement nouveau.

L'un des axes prioritaires sera la surveillance globale de la Terre et de l'espace proche. À cette fin, la station sera dotée d'un ensemble d'instruments de précision, fruit des développements de l'institut, garantissant une intégration parfaite avec le programme scientifique de l'ISS.

Le projet Driada occupe une place centrale dans le domaine de l'environnement. Cet instrument spectrométrique à haute résolution, s'appuyant sur l'expérience russe acquise lors de mesures similaires sur Mars, est conçu pour fournir des mesures de référence des concentrations de gaz à effet de serre (méthane et dioxyde de carbone) dans l'atmosphère terrestre. Il est prévu qu'il fonctionne conjointement avec le système Avrovizor-ROS, destiné à des études très détaillées de la physique des aurores boréales naturelles et artificielles, ainsi que de la dynamique de la haute atmosphère. Comme l'a souligné Petroukovich, ROS deviendra une plateforme unique pour la surveillance du changement climatique et des anomalies d'origine humaine.

Le spectromètre à rayons X MVH-2 (All-Sky Monitor), modernisé, sera utilisé pour l'astrophysique fondamentale. Contrairement aux télescopes spécialisés, cet instrument scrutera la sphère céleste en continu. À l'observatoire ROS, ses principaux objectifs sont la détection d'étoiles à neutrons et de trous noirs, ainsi que la détermination des paramètres du fond diffus cosmologique.

De plus, des détecteurs permettant une surveillance continue de l'environnement radiatif permettront de prévoir les dommages causés par les radiations aux kosmonautes et d'évaluer l'efficacité des protections à l'extérieur et à l'intérieur de la station.

Le programme met l'accent sur l'étude du plasma poussiéreux. L'académicien Oleg Petrov et le cosmonaute Sergueï Krikalyov ont qualifié le projet « Cristal de plasma » d'exemple de collaboration scientifique réussie. Les recherches sur l'auto-organisation des particules ont déjà contribué au développement des technologies d'impression 3D spatiale. Dans ce type d'expériences, le rôle du cosmonaute, en tant que participant actif et créatif capable d'adapter le programme en cours de recherche, est primordial.

ROS deviendra une plateforme pour petits satellites autonomes. S'appuyant sur l'expérience du microsatellite Chibis-M, qui a étudié la foudre de 2011 à 2015, un nouveau satellite, Chibis-AI, sera lancé.

Dans un entretien accordé à l'agence TASS, Dmitry Bakanov, directeur général de la société d'État Roscosmos, a confirmé l'orientation stratégique du développement de la station. Il a souligné que celle-ci deviendrait un laboratoire national et un terrain d'expérimentation ouvert à la coopération internationale. Le déploiement du premier module est prévu pour 2028, offrant ainsi à la Russie un nouvel outil pour la recherche scientifique. Chaque heure de fonctionnement en orbite devra viser l'obtention de résultats scientifiques et économiques significatifs.

Igor Afanassyev pour Pro Kosmos

Source: Pro Kosmos; Crédit photographique: Shane Kimborough/NASA