Angara (fusée)

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Schéma des différentes versions du lanceur Angara.

Les lanceurs Angara sont une famille de fusées russes en cours de développement qui doivent prendre notamment la suite du lanceur lourd Proton dont le retrait est programmé notamment parce qu'il utilise des ergols très toxiques. Toutes les configurations du nouveau lanceur sont construites autour d'un premier étage commun URM-1 propulsé par un moteur RD-191 de 196 tonnes de poussée brulant un mélange de kérosène et d'oxygène liquide. L'ajout de deux ou quatre URM accroché à l'URM central et l'utilisation d'étages supérieurs plus ou moins puissant permettent d'obtenir une famille de lanceurs pouvant placer en orbite basse un engin spatial de 2 à 25 tonnes selon la configuration retenue. Les lanceurs Angara sont lancés depuis un nouveau pas de tir construit sur la base de lancement de Plessetsk, en Russie. L'utilisation du nouveau lanceur doit permettre de réduire la dépendance de la Russie vis-à-vis du Kazakhstan sur le territoire duquel est situé le cosmodrome de Baïkonour d'où sont lancées un grand nombre de fusées.

Contexte[modifier | modifier le code]

L'éclatement de l'Union soviétique en 1991 a de nombreuses répercussions sur son programme spatial qui est repris pour l'essentiel par la Russie. La principale base de lancement se trouve désormais au Kazakhstan nouvellement formé avec lequel la Russie a des rapports parfois tendus : la Proton russe est polluante ce qui suscite des tensions entre les deux pays lorsqu'un lanceur retombe sur le territoire kazakh et le Kazakhstan a des exigences financières jugées parfois excessives par le gouvernement russe. Par ailleurs les lanceurs soviétiques capables de lancer les charges utiles de 3-4 tonnes (lanceur Zyklon) et de 13-14 tonnes (lanceur Zenit) sont désormais construits sur le territoire ukrainien. La Russie, qui ne veut pas dépendre de ce pays, est obligée d'utiliser les lanceurs Soyouz et Proton surpuissantes pour placer en orbite les satellites de ces deux catégories entrainant un surcout important [1].

Dès 1994 le gouvernement russe envisage la construction d'une famille de lanceurs susceptibles d'être tirés depuis le territoire national, non polluants et pouvant placer en orbite une grande partie des catégories de charges utiles. L'étude d'abord réalisée par RKK Energia, le constructeur du lanceur Soyouz, est finalement confiée à Krounitchev, constructeur du lanceur Proton. Dans un premier temps le premier étage du lanceur doit réutiliser le moteur-fusée RD-170, qui propulse la fusée Zenit, tandis que le deuxième étage, qui est complètement nouveau, doit être propulsé par le RD-0120. Ce projet est progressivement modifié pour aboutir au concept actuel. Le constructeur américain de la fusée Atlas V contribue à cette évolution en finançant le développement du moteur RD-180 russe destiné à propulser le premier étage de son lanceur ce qui permet au motoriste russe de dégager suffisamment de liquidités pour développer le RD-191 destiné à propulser le premier étage du nouveau lanceur. Le deuxième étage des lanceurs Angara réutilise finalement des composants existants, les Briz KM et Briz M tandis que la coiffe provient des lanceurs Rockot et Proton. À compter de 2001 l'architecture de la famille de lanceurs est figée[1].

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

Le premier étage URM-1[modifier | modifier le code]

Toutes les versions du lanceur Angara utilisent un premier étage commun : l'URM-1 (Universal Rocket Module) long de plus de 25 mètres pour un diamètre de 2,9 mètres est propulsé par un moteur-fusée RD-191 qui brûle un mélange de kérosène et d'oxygène liquide. Ce moteur est dérivé du RD-171 développé pour équiper les propulseurs d'appoint de la fusée russe Energia. Le RD-171 (poussée de 755 tonnes au sol) comportait deux générateurs de gaz chacun associé à une turbine et une turbopompe unique alimentant en tout quatre chambres de combustion et quatre tuyères. Une version à deux chambres de combustion, le RD-180 (382 tonnes de poussée au sol) a été développée à partir du RD-171 pour propulser l'Atlas V avec des résultats très satisfaisants. Le RD-191 (poussée 198 tonnes au sol), qui est dérivé des modèles précédents, ne comporte plus qu'une chambre à combustion, un générateur de gaz et une turbopompe. Du fait de la simplicité de son architecture, il devrait donc être encore plus fiable que le RD-180. Pour couvrir la gamme de puissance demandée, le premier étage est constitué de 1 à 5 URM[1].

Le deuxième étage URM-2[modifier | modifier le code]

Le deuxième étage URM-2 est une évolution de l'étage Bloc I du lanceur Soyouz 2. Le moteur RD-0124A d'une poussée de 29,5 tonnes, qui est utilisé de manière opérationnelle depuis 2001, brûle comme le premier étage un mélange de kérosène et d'oxygène liquide. L'étage mis en œuvre par l'Angara, long de 6,8 mètres pour un diamètre de 3,6 mètres, pèse 40 tonnes contre 30 tonnes pour la version utilisée sur le Soyouz. Cet étage n'est pas réallumable. La version légère A1-2 du lanceur Angara doit être équipé d'un étage URM-2 au diamètre plus faible (2,9 mètres) identique à celui du premier étage[1].

Le dernier étage : Briz KM, Briz M, KVSK ou KVTK[modifier | modifier le code]

L'Angara utilise pour son 3ème étage un des 3 modèles suivants[1] :

  • Le Briz KM est utilisé comme étage supérieur par la version légère A1.1 du lanceur. Il est propulsé par un moteur S5.92 développé en 1978 pour équiper les étages supérieurs des fusées chargées de lancer les sondes spatiales comme Venera 15, Phobos 1 et Mars 96. Le moteur consomme un mélange d'UDMH et de peroxyde d'azote hypergoliques et fournit une poussée modulable comprise entre 1,4 et 1,96 tonne. Ce moteur très léger peut être réallumé 8 fois. Cet étage est utilisé sur le lanceur Rockot et lui permet de placer plusieurs satellites sur des orbites différentes. L'étage est très compact (longueur 2,90 mètres, diamètre 2,5 mètres) mais a une masse à vide élevée : 1,6 tonne pour 6,575 tonnes avec ses ergols.
  • Le Briz M est un étage développé pour le lanceur Proton M qui dérive du Briz KM. Par rapport à celui-ci il comporte un réservoir toroïdal qui entoure le réservoir central et qui est largué une fois vidé. Ce réservoir permet de transporter en tout 14,6 tonnes de carburant contre 5 t pour le Briz KM. Le moteur qui est le même que celui du Briz KM peut être réallumé 8 fois et fonctionner durant 2 000 secondes. L'étage peut être utilisé jusqu'à 24 heures après le lancement.
  • Le KVTK est propulsé par le RD-56M un des rares moteurs-fusées russes brûlant un mélange d'oxygène et d'hydrogène. Ce moteur a été vendu à 7 exemplaires à l'Inde pour équiper le dernier étage de son lanceur GSLV en attendant le développement d'un engin de construction locale. Cet engin performant fournit une poussée de 10,3 tonnes qui permet de bien meilleures performances que le Briz M pour la mise en orbite géostationnaire. Le moteur peut être réallumé 5 fois. L'étage entier, long de 9 mètres et d'un diamètre de 4,5 mètres, pèse 22,7 tonnes pour une masse à vide de 3,7 tonnes.

Les versions du lanceur[modifier | modifier le code]

Maquettes des différentes versions du lanceur Angara, exposées au Salon international aérospatial de Moscou en 2009.

Krounitchev prévoit de développer cinq versions de puissance croissante : les A1.1, A1.2, A3, A5 et A7. Toutes ces versions utilisent le même composant URM comme premier étage propulsé par un moteur RD-191M de 196 tonnes de poussée, fonctionnant au mélange kérosène et oxygène liquide. Tous les lanceurs Angara disposent d'une électronique de guidage et de navigation entièrement numérisée et contrairement aux autres lanceurs russes fonctionnent de manière complètement autonome après leur lancement[2].

  • L'Angara 1.1 est la version la moins puissante. Elle permet de placer en orbite basse jusqu'à 2 tonnes pour une inclinaison de 90°. Son premier étage est constitué d'un seul URM-1. Le deuxième étage, un Briz KM de 6 tonnes de poussée, ainsi que la coiffe proviennent du lanceur Rockot[2]. Ce lanceur sera utilisé pour toutes les petites charges utiles russes lancées aujourd'hui par le lanceur Cosmos (charge utile 1 t.) qui doit être retiré du service. L'Angara 1.1 est toutefois sur-dimensionné pour une telle utilisation même dans cette version légère.
  • L'Angara 1.2 conserve un unique URM-1 comme premier étage mais utilise le second étage URM-2 constitué du Bloc I modernisé du lanceur Soyouz 2 propulsé par un moteur RD-012A de 30 tonnes de poussée. Pour cette version de l'Angara, le diamètre de l'URM-2 est ramené de 3,6 à 2,9 mètres. Ce lanceur doit pouvoir mettre en orbite une charge de 3,7 tonnes. La coiffe est également celle du Soyouz 2[3].
  • L'Angara A3 est un lanceur moyen qui utilise 3 étages URM comme premier étage qui sont tous allumés au sol d'une manière analogue à ce qui se fait pour le lanceur Delta IV Heavy. La poussée du URM central est abaissée au cours du vol pour limiter l'accélération. L'étage central peut ainsi fonctionner 89 secondes de plus que les deux étages qui le flanquent. Le deuxième étage est le Bloc I de Soyouz. Deux types de troisième étage peuvent être utilisés : le Briz KM ou l'étage Fregat tous les deux mis en oeuvre actuellement par le lanceur Proton. Le lanceur qui pèse 478 tonnes peut placer 14,6 tonnes en orbite basse[3].
  • L'Angara A5 reprend le concept du A3 avec 5 URM au premier étage. La poussée de l'étage central est réduite encore plus tôt. Les deux étages supérieurs reprennent la configuration de l'A3. Mais ces étages, manquant de puissance, ne sont pas optimisés pour ce lanceur lourd d'une masse de 773 tonnes capable de placer 24,5 tonnes en orbite basse[3].

Des versions plus lourdes, les Angara A7, comportant 7 étages URM et capables de placer jusqu'à 40 tonnes en orbite basse, sont envisagées mais ne font pas l'objet aujourd'hui de développement. Le pas de tir en construction pour les lanceurs Angara ne permet pas de lancer les Angara A7[3].

Version Angara 1.1 Angara 1.2 Angara A3 Angara A5 Angara A5/KVTK Angara A7P[4] Angara A7V[4]
Premier étage 1xURM-1, RD-191 1xURM-1, RD-191 3xURM-1, RD-191 5xURM-1, RD-191 5xURM-1, RD-191 7xURM-1, RD-191 7xURM-1, RD-191
Deuxième étage Briz-KM Étage de diamètre 2,9 m, RD-0124A URM-2, RD-0124A URM-2, RD-0124A URM-2, RD-0124A
Troisième étage –- –- Briz-M Briz-M KVTK ? ?
Poussée au sol 196 t 196 t 588 t 980 t 980 t 1372 t 1372 t
Masse au décollage 149 t 171,5 t 478 t 773 t 790 t 1125 t 1184 t
Hauteur maximale 34,9 m 41,5 m 45,8 m 55,4 m 64 m ? ?
Charge utile
- orbite basse (200 km)
- orbite de transfert géostationnaire
- orbite géostationnaire

2 t
-
-

3,7 t
-
-

14,6 t
2,4 t
-

24,5 t
5,4 t
2,8 t

24,5 t
6,6 t
4 t

36,0 t
-
7,5 t

40,5 t
-
-
Les charges utiles indiquées correspondent à un lancement depuis Plessetsk

Les installations de lancement[modifier | modifier le code]

Trois pas de tir sont construits ou prévus : le premier, opérationnel depuis 2014, se trouve sur la base de lancement de Plessetsk les deux autres à Svobodny en Sibérie orientale, non loin de la frontière avec la Chine. Le transport du lanceur depuis l'usine implantée dans l'agglomération de Moscou se fait par rail pour les tirs effectués depuis Plessetsk. Par contre il est prévu de transporter par avion les composants du lanceurs jusqu'à Svobodny car ce site est extrêmement éloigné du centre moscovite et le gabarit des liaisons ferroviaires dans cette région ne permet pas le transport de colis aussi volumineux.

Conformément à ce qui est pratiqué habituellement en Russie, le lanceur Angara est assemblé en position horizontale dans le bâtiment d'assemblage puis transporté sur un wagon érecteur circulant sur une voie reliant celui-ci au pas de tir. Il est alors érigé en position verticale et le plein d'ergols est effectué.

Le pas de tir de Plessetsk[modifier | modifier le code]

Article détaillé : base de lancement de Plessetsk.

Le lanceur Angara a été développé pour être tiré depuis la base de lancement militaire russe de Plessetsk. La construction des installations de lancement dédiées au nouveau lanceur a longtemps été freinée par l'absence de moyens financiers. Le gros œuvre devrait être achevé fin 2010[5].

Les pas de tir de Svobodny[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Svobodny (base spatiale).

Il était envisagé dans les années 1990 de lancer la fusée Angara depuis la base de lancement de Svobodny dans l'Extrême-orient russe mais ce projet est resté dans les cartons faute de moyens financiers[5]. En 2004 la Russie et le Kazakhstan ont signé un accord pour la construction d'un pas de tir dédié à la version lourde de l'Angara sur le site de Baiterek à Baïkonour (Kazakhstan); en effet Baïkonour sert aujourd'hui de base de lancement pour les Proton qui placent en orbite géostationnaire les satellites de télécommunications et qui doivent être remplacés par la version lourde de l'Angara. Mais ce projet, conditionné par la qualité des relations entre les deux pays, est resté au point mort jusqu'en 2011[1].

À la suite de l'annulation du développement du lanceur Rus-M qui devait être tiré depuis Baïkonour, Roscosmos décide de relancer la construction d'un pas de tir à Svobodny. Le vice premier ministre Dmitry Rogozin annpnce à l'époque que le lancement de la version légère de l'Angara depuis le nouveau site est même annoncé dès 2015. Le premier tir de la version lourde A5, qui peut placer 26 tonnes en orbite base depuis Svobodny contre 18 tonnes depuis Plessetsk, est annoncé à l'époque pour 2018. En juillet 2012, Roscosmos annonce le développement d'une version de l'A5 baptisée Amour (du nom du fleuve sibérien de la région) chargée de lancer le futur vaisseau avec équipage PTK NP de 20 tonnes depuis le site de Svobodny. La construction de deux pas de tir consacrés aux lanceurs Angara est programmée. Le premier est consacré au lancement de satellites. Les travaux devraient démarrer à l'automne 2010 et l'achèvement planifié initialement en 2018 est désormais prévu en 2021. La construction du second pas de tir, dédié aux vols avec équipage, n'est pour l'instant pas planifié[6].

Historique[modifier | modifier le code]

Développement du lanceur[modifier | modifier le code]

Bien que lancé en 1995, le développement du lanceur a longtemps été gelé par la grave crise de l'économie russe qui a duré jusqu'au début des années 2000. La mise au point du lanceur s'est réalisée par la suite à un rythme plus lent que planifié car les moyens financiers affectés au secteur spatial ne sont pas à la hauteur des ambitions affichées.

En 2001 le motoriste NPO Energomach teste pour la première fois sur un banc d'essais le moteur RD-191 qui doit propulser le premier étage du lanceur. Les travaux sur le site de lancement à Plessetsk sont entamés en 2006. Le premier étage complet URM est testé en juillet 2009 sur le banc d'essais de Peresvet près de Moscou. Le premier étage du lanceur sud-coréen KLSV-1 dérivé de l'URM fonctionne parfaitement au cours du premier lancement en août 2009. En mars 2010 le second étage est en cours de préparation pour un tir sur banc d'essais.

Le premier étage du lanceur, sa coiffe et l'étage Briz KM sont construits dans les installations de PO Polyot situées à Omsk. Cette société qui a fusionné avec Krounitchev en 2007 dispose d'installations industrielles obsolètes qui nécessitent d'importants investissements (3,35 milliards de roubles). Il est prévu que le constructeur y assemble en 2015 60 étages URM permettant la construction de 10 Angara 3.2 et 10 Angara 1.2[5].

Mise au point[modifier | modifier le code]

Le premier lancement qui, en 2006, était planifié en 2010/2011 a été reporté à plusieurs reprises[7],[8].

Vol suborbital de la version Angara A1.2 (juillet 2014)[modifier | modifier le code]

Le premier vol d'un lanceur de la famille Angara a finalement eu lieu le 9 juillet 2014. Le lanceur a été tiré depuis le pas de tir 35 de la base de lancement de Plessetsk. Les russes ont choisi de lancer la version légère Angara 1.2 avec le premier étage URM-1 associé à un deuxième étage URM-2 emprunté aux versions plus lourdes. Cette configuration atypique devait permettre de tester ces deux étages nouveaux au cours du même vol. Le lanceur a effectué un vol suborbital réussi au-dessus du sol russe[9].

Premier vol de la version Angara A5 (décembre 2014)[modifier | modifier le code]

Le premier vol de la version Angara A5 a lieu le 23 décembre 2014 depuis le cosmodrome de Plessetsk, dans l'oblast d'Arkhangelsk. Le lanceur dont le troisième étage est de type Briz-M a pour mission de placer en orbite haute le prototype des futurs satellites que le lanceur transportera.

Déploiement de l'Angara A5[modifier | modifier le code]

Les fusées Angara doivent progressivement remplacer le lanceur Proton qui est utilisé pour toutes les charges utiles lourdes du programme spatial russe ainsi que le pour le lancement de satellites de télécommunications commerciaux étrangers à un rythme supérieur à 10 lancements par an. Après un deuxième vol programmé en 2015 pour achever la qualification de l'A5, sa production en série sera lancé avec un premier vol opérationnel programmé en 2018. Le nouveau lanceur ne se substituera à la Proton que progressivement : de 2 Angara pour 8 Proton en 2018 le rapport passera à 7 contre 5 en 2024/2025[10]

Les lanceurs dérivés de l'Angara[modifier | modifier le code]

Le Korea Space Launch Vehicle[modifier | modifier le code]

Le Korea Space Launch Vehicle-1 est un lanceur sud-coréen bi-étages développé avec l'aide de la Russie et dont le premier étage est basé sur celui de la fusée Angara mais avec des performances moins élevées. Il est propulsé par un moteur russe RD-151 doté de quatre chambres de combustion qui développe une poussée de 167 tonnes. Deux lancements ont eu lieu en août 2009 et juin 2010.Ce véhicule a réalisé son premier vol le 25 aout 2009, sans son succès alors que le premier étage a fonctionné correctement. Le second lancement a eu lieu le 10 juin 2010, aboutissant à un echec du fait de la perte du contact avec la fusée 136 s après son décollage, sans qu'il apparaisse de consensus sur les causes de la défaillance [11] À chaque fois le lanceur n'est pas parvenu à placer sa charge en orbite mais le premier étage a dans les deux cas été mis hors de cause.Le troisième vol , le 10 janvier 2013 fut un succès et atteint son orbite Ce lanceur doit être remplacé par la suite par une fusée de construction sud-coréenne.

Le lanceur partiellement réutilisable Baïkal[modifier | modifier le code]

En 2001, Krounitchev a proposé de développer une version réutilisable du premier étage de son lanceur Baïkal. Après son largage par le lanceur à une altitude 75 km, une aile située sur le flanc du réservoir pivote de 90° et l'étage entame la descente vers un aéroport. L'étage est transformé en avion grâce à un moteur à réaction placé dans la partie supérieure de l'étage qui puise le kérosène dans le réservoir utilisé par la fusée durant son ascension. La prise d'air est située à l'extrémité de l'étage et les gaz brulés sont rejetés via une sortie faisant saillie sur le flanc de l'étage. Le projet qui avait donné lieu à la construction de maquettes à l'échelle et d'essais dans des souffleries n'est plus aujourd'hui d'actualité même si les ingénieurs de Krounitchev l'évoquaient en 2008 comme une évolution future du lanceur[12].

L'Angara 100[modifier | modifier le code]

En 2005 le constructeur a proposé une nouvelle version de la famille Angara baptisé Angara-100 permettant de placer 100 tonnes en orbite basse. Cette proposition était une réponse à la relance du projet de programme spatial habité américain vers la Lune annoncé par la Vision for Space Exploration du président Georges Bush[13].

Historique des vols[modifier | modifier le code]

Date (UTC) N° Vol Modèle Base de lancement Orbite Charge utile Nature Résultat
9 juillet 2014 1 A1.2 Plessetsk Vol suborbital Equipement de test Succès
23 décembre 2014 2 A5/Briz-M Plessetsk Orbite géostationnaire Equipement de test Succès
vers 2015 3 A5 Plessetsk  ? Equipement de test

Notes et références[modifier | modifier le code]

  • Serguei Grichkov, Laurent de Angelis, Guide des lanceurs spatiaux : Mise à jour de 2000, Thessier & Ashpool,‎ 2000 (ISBN 2909467031)
  1. a, b, c, d, e et f (de) Bernd Leitenberger, « Angara » (consulté le 11 juin 2010)
  2. a et b Guide des lanceurs spatiaux, p. 15
  3. a, b, c et d (en)Guide des lanceurs spatiaux, p. 16
  4. a et b (en) The Angara 7 Rocket Russianspaceweb.com
  5. a, b et c (en) Anatoly Zak, « Angara », sur Russianspaceweb.com,‎ 10 juin 2010
  6. (en) Anatoly Zak, « Angara », sur Russianspaceweb.com (consulté le 26 cécembre 2014)
  7. (en) Declarations from Anatoly Bashlakov about the first launches of Angara rockets (en russe)
  8. (en) Flight tests of Angara are planned during the years 2010-2011 (en russe)
  9. (en) William Graham, « Angara rocket launches on maiden flight », sur NASA Spaceflight.com,‎ 9 juillet 2014
  10. Stefan Barensky, « Les rivaux d'Ariane 6 », Air & Cosmos, no 2433,‎ 12 décembre 2014, p. 14
  11. Probe into failed launch, KBS World
  12. (en) Anatoly Zak, « Baïkal », sur Russianspaceweb.com,‎ 30 avril 2008
  13. (en) Anatoly Zak, « Angara 100 », sur Russianspaceweb.com,‎ 3 aout 2007

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

  • Proton Le lanceur lourd remplacé par la famille Angara
  • Rus-M L'autre famille de lanceurs russes en cours de développement
  • Korea Space Launch Vehicle ⋅Le lanceur sud-coréen dont le premier étage dérive de celui de l'Angara

Liens externes[modifier | modifier le code]

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