Progress

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Véhicule spatial Progress

Description de cette image, également commentée ci-après

Progress en approche de la station spatiale internationale

Fiche d'identité
Organisation Drapeau de l'URSS Union soviétique
Drapeau de la Russie Russie
Type de vaisseau Cargo spatial
Lanceur Soyouz
Premier vol
Nombre de vols 145 (fin 2014)
Statut En service
Caractéristiques
Hauteur de 7,2 m à 7,48 m
Diamètre 2,72 m
Masse totale 7 020 kg à 7 450 kg
Source énergie Panneaux solaires
Performances
Destination Station spatiale
Équipage 0
Fret total 2,230 t à 2,350 t
Fret pressurisé 1,800 t
Type d'écoutille Russe

Progress (en russe: Прогресс c'est-à-dire progrès) est un vaisseau cargo spatial dans le cadre du programme spatial soviétique pour permettre un séjour prolongé d'un équipage à bord de la station spatiale Saliout 6 grâce à un ravitaillement périodique par un engin spatial sans équipage. Lancé par la fusée Soyouz il a effectué son premier vol en 1978. Par la suite le vaisseau Progress a assuré successivement le ravitaillement des stations spatiales Saliout 7, Mir et enfin pour partie de la Station spatiale internationale. Le vaisseau Progress est directement dérivé du vaisseau Soyouz utilisé pour transporter les équipages en orbite basse. Il est capable de transporter à la fois du fret pressurisé et des gaz, ergols et liquides mais n'est pas conçu pour ramener du fret sur Terre. Comme le vaisseau Soyouz il est équipé d'un système d'amarrage automatique Kours. Plusieurs variantes du vaisseau Progress ont été utilisées avec des capacités croissantes. D'une masse d'environ 7 tonnes pour une longueur de 7,9 mètres, sa capacité d'emport est d'environ 2,5 tonnes.

Historique[modifier | modifier le code]

Dès le début de l'ère spatiale est évoquée l'idée qu'une plateforme spatiale puisse être ravitaillée périodiquement par de petits vaisseaux. La transformation des vaisseaux Gemini puis Apollo est étudiée par la NASA mais ne connait pas de suite lorsque les américains décident de réalisation leur navette spatiale. Les soviétiques de leur côté mettent au point le vaisseau spatial habité Soyouz à la fin des années 1960 en réalisant une série de vols sans équipage. Les ingénieurs soviétiques se rendent compte à l'époque qu'il serait facile et peu couteux de développer à partir de Soyouz un vaisseau sans équipage permettant de ravitailler la future station spatiale. En supprimant les composants du vaisseau Soyouz liés à la présence d'un équipage humain (tour de sauvetage, bouclier thermique, système de support de vie), on pouvait obtenir une capacité de transport significative.

Le développement du vaisseau Progress est décidé au début des années 1970 et les premiers travaux débutent mi-1973. En février 1974 les spécifications du nouveau vaisseau sont figées. Le constructeur du vaisseau qui est également celui du vaisseau Soyouz, TsKBEM, désigne le nouveau vaisseau sous l'appellation 7K-TG (en russe Transportnyy Gruzovoi c'est-à-dire transporteur de fret) et l'indice GRAU associé est 11F615A15.

Caractéristiques techniques[modifier | modifier le code]

La structure du vaisseau Progress est très proche de celle du vaisseau Soyouz[1] : Il comprend le module cargo (module orbital de Soyouz) rempli de fret pressurisé, le module réservoir (module de descente de Soyouz) contenant les différents réservoirs de liquides et de gaz et le module de service qui contient les servitudes (énergie...) et le système de propulsion.

Retour sur Terre[modifier | modifier le code]

Vue à travers l'écoutille du contenu du module cargo.

Pour pouvoir transporter plus de fret, le vaisseau Progress ne dispose d'aucun module capable de redescendre sur Terre ce qui permet de supprimer le bouclier thermique massif. Une fois le transfert du ravitaillement dans la station effectué, l'équipage charge le vaisseau Progress de déchets, puis celui-ci manœuvre de manière à effectuer une rentrée atmosphérique au cours de laquelle il se désintègre. Toutefois entre 1990 et 1993, les vaisseaux Progress ont été lancés à 9 reprises équipés avec une capsule VBK-Raduga : celle-ci permet de ramener jusqu'à 150 kg de fret à Terre. Le matériel à ramener à Terre est chargé dans la capsule lorsque le vaisseau Progress est amarré à la station spatiale. La capsule est éjectée au cours de la rentrée atmosphérique du vaisseau Progress et utilise un parachute pour effectuer un atterrissage en douceur. La capsule Raduga mesure environ 1,5 m de long, 60 cm de diamètre, et a une masse d'environ 350 kg à vide[2],[3].

Le module cargo[modifier | modifier le code]

Le module cargo (en russe Progress GO Грузовой отсек) transporte le fret (nourriture, bouteilles d'eau ou d'oxygène, pièces détachées, expériences scientifiques) dans une enceinte pressurisée. Le fret est rangé dans des casiers ou solidement attaché aux cloisons. Le système d'amarrage sonde-cône et l'écoutille sont situés à l'avant de ce module. C'est la partie active (avec sonde) du système d'amarrage (type "SSWP-M 8000“) qui est installée à bord de Progress [2],[3].

Le module réservoir[modifier | modifier le code]

Le module réservoir (en russe Progress OKD ou Отсек компонентов дозаправки) est le module de descente de la version Soyouz profondément modifié : il est débarrassé du bouclier thermique qui permet le retour sur Terre de la capsule Soyouz et sa structure est fortement allégée car il n'est pas pressurisé. Ces deux modifications permettre de faire tomber la masse à vide de 2900 kg à 800 kg. Le module comporte 6 petits propulseurs utilisant du peroxyde d'azote décomposé par un catalyseur qui servent au contrôle d'attitude. Le module comprend des réservoirs d'eau, d'air, d'ergols. Ces différents fluides sont transférés dans la station spatiale via une tuyauterie qui passe à l'extérieur du module cargo pour éviter toute contamination[2],[3].

Le module de service[modifier | modifier le code]

Le module de service (en russe Progress PAO ou Приборно- агрегатный отсек) est prolongé pour recevoir l'électronique qui, dans la version Soyouz, est installée dans le module de descente. Contrairement à ce qui passe pour le vaisseau Soyouz il ne se sépare pas du module de descente aussi il ne comporte pas le treillis de tubes qui relie les deux modules pour faciliter leur séparation. Le module d'une masse de 2654 kg comprend le propulseur principal qui est de type KTDU-80 avec une poussée de 3,92 kN[2].

Système d'amarrage[modifier | modifier le code]

Immédiatement avant l'amarrage, la sonde est étendue.
Le système d'amarrage de secours TORU mis en œuvre à l'intérieur de la station spatiale internationale.

Dès la première version, le vaisseau Progress est conçu pour s'amarrer automatiquement. La première génération utilise le système de rendez-vous automatique Igla qui est remplacé à partir de la version Progress M par le système Kours. Ces deux systèmes reposent sur l'émission d'ondes radio à bord du vaisseau abordeur (le Progress) qui sont réfléchis par des antennes installées à la périphérie de l'écoutille de la station spatiale. Les caractéristiques des ondes radio réfléchies permettent de déterminer la distance et le vecteur vitesse par rapport à la cible. Pour le ravitaillement de la Station spatiale internationale un système de secours, baptisé TORU, permet de remplacer le système Kours si celui-ci est défaillant. Installé à bord du module Zvezda il permet à un opérateur de guider le vaisseau cargo en utilisant l'image retransmise par une caméra installée près de l'écoutille du Progress ainsi que des données telles que la vitesse et la position. Après l'éclatement de l'Union Soviétique le producteur du Kours se retrouve en Ukraine. Le prix du Kours ayant fortement augmenté le constructeur russe des Progress décide que l'amarrage se fera désormais manuellement, guidé par les cosmonautes à bord de la station Mir. Le premier Progress sans système Kours est le M-33. L'amarrage se passe mal et le vaisseau cargo manque percuter à grande vitesse la station spatiale. Une deuxième tentative avec le Progress M-34 tourne à la catastrophe : Le vaisseau percute le module Spektr qui est tellement endommagé qu'il doit être par la suite abandonné. Tous les Progress suivants seront équipés du système Kours. La Russie développe une version russifiée[3].

Les différentes versions du vaisseau Progress[modifier | modifier le code]

Progress 7K-TG (1978-1990)[modifier | modifier le code]

Dessin d'un Progress 7K-TG.

La première version du cargo de ravitaillement automatique Progress, le Progress 7K-TG, aussi appelé simplement Progress (désignation 11F615A15), était destinée à ravitailler les stations orbitales soviétiques Saliout 6, Saliout 7 puis Mir. Son développement débuta en 1973 et le premier lancement, Progress 1, eut lieu le 20 janvier 1978 à bord d'une fusée Soyouz. Cette version était dérivée du vaisseau Soyouz 7K-T conçu pour le programme Saliout. Le module de descente contenant normalement les cosmonautes a été remplacé par un module nommé Otsek Komponentov Dozapravki, ou OKD, qui contenait le carburant utilisé pour ravitailler la station spatiale à laquelle il était amarré. Cette variante se caractérisait des autres par l'absence de panneaux solaires, le cargo étant alimenté en électricité par des batteries.

Cette première version du cargo Progress possédait une masse de 7 020 kg et pouvait transporter jusqu'à 2 300 kg, il mesurait le même diamètre que les vaisseaux Soyouz, soit 2,2 m, mais était plus long, 8 m. Le vol autonome depuis le sol jusqu'à la station durait 3 jours. Les premiers Progress 7K-TG pouvait rester jusqu'à 30 jours amarrés et les derniers (à partir de Progress 38) pouvaient rester jusqu'à 75 jours. Au total, 43 Progress 7K-TG furent fabriqués et lancés[4].

Progress M (1989-2009)[modifier | modifier le code]

Dessin d'un Progress M.

La version améliorée Progress M (désignation 11F615A55) fut lancée pour la première en août 1989. Les 43 premiers vols de cette version était destinés à ravitailler la station Mir. À la suite de la désorbitation de cette dernière (désorbitation réalisée par le Progress M1-5), les vaisseaux Progress furent chargés de ravitailler la Station Spatiale Internationale. En janvier 2013, plus de 40 vols à destination de l'ISS furent accomplis.

Le Progress M est, pour résumer, une version modernisée du Progress dotée des caractéristiques des versions T et TM du vaisseau Soyouz. Ces changements ont notamment lieu au niveau du système propulsif et des dispositifs de télécommunication. Cette version est reconnaissable à ses deux panneaux solaires et est capable de passer jusqu'à 30 jours en vol autonome et est capable de transporter 100 kg de plus. Contrairement à la première version Progress, Progress M peut retourner du fret (150 kg) sur Terre en utilisant la capsule Raduga. Cette capsule fut employée à 10 reprises entre 1990 et 1994. Il utilise le système de rendez-vous et d'amarrage automatique Kours, le même que les vaisseaux Soyouz.

Une nouvelle variante du Progress M, dotée d'un ordinateur de vol digital TsVM-101 et d'un système de télémétrie digitale MBITS a été lancée pour la première fois le 26 novembre 2008[5]. Cette variante est désignée 11F615A60. Le premier vaisseau de cette variante est le Progress M-01M. 16 Progress de cette version furent lancés avec succès et 1 Progress (Progress M-12M) ne parvint pas à atteindre son orbite à cause d'une défaillance du lanceur Soyouz U. Il s'agit du premier et du seul échec d'un vaisseau Soyouz depuis le début du programme en 1978. Les améliorations apportés avec cette variante furent utilisés dans la conception du véhicule spatial habité Soyouz TMA-M[6].

Principales caractéristiques des différentes versions de Progress[3]
Caractéristique Progress Progress M Progress M1 Progress M + M
Période d'utilisation 1978-1990. 1989-2009 2000-2004 2008-
Longueur 7,48 m. 7,23 m. 7,40 m. 7,20 m.
Masse au lancement 7 020 kg 7 450 kg 7 150 kg 7 150 kg
Fret 2 315 kg 2 350 kg 2 230-2 500 kg 2 260-2 677 kg
dont fret pressurisé 1 340 kg < 1 800 kg < 1 800 kg < 1 320 kg
Eau - < 420 kg - 420 kg
Air - < 50 kg < 40 kg < 50 kg
ravitaillement en ergols 975 kg 850 kg 1 700-1 950 kg 80 kg
ergols utilisé pour rehaussement de l'orbite - 250 kg 185-250 kg >250 kg
capacité emport déchets - 1 400-2 000 kg 1 000-1 600 kg < 2 000 kg
Nombre vols vers la
Station spatiale internationale
0 23 9 24 (fin 2014)
Nombre vols Saliout / Mir Saliout 6 : 12
Saliout 7 : 13
Mir : 18
Mir : 44 Mir : 2 0

Progress M1 (2000-2004)[modifier | modifier le code]

Le Progress M1 (désignation 11F615A55) est une version modifiée du Progress M dans le but de transporter plus de carburant pour ravitailler la Station Spatiale Internationale au détriment d'autres ressources, comme l'eau. Un Progress M1 peut transporter 1 700 kg de carburant[7] à comparer avec les 850 kg de carburant que peut transporter un Progress M. Cette variante effectua son premier vol, Progress M1-1, le 26 avril 2000 et son dernier vol, Progress M1-11, fut désorbité en juin 2004. Une seconde variante du Progress M1, désignée 11F615A70, dotée de contrôles de vols numériques et destinée à être lancée par une fusée Soyuz-2, a été conçue mais n'a pour l'instant effectué aucune mission.

Progress M + M (2008- )[modifier | modifier le code]

La dernière version du cargo spatial, baptisée M+M, a effectué son premier vol en 2008. Le principal changement porte sur l'électronique. L'Argon-16 utilisé sur les versions précédentes depuis 1974 est remplacé par un ordinateur dont le processeur est une version spatialisée du MIPS R3000 de la société IDT. Ce processeur, cadencé à 40 MHz, a été utilisé dans l'espace pour la première fois sur le satellite Clementine et est remplacé depuis plus années aux États-Unis par des puces plus rapides. Il est néanmoins des milliers de fois plus rapide que l'[Argon-16 qui mettait 5 ms à faire une addition et 45 ms pour réaliser une multiplication. Plusieurs autres systèmes électroniques passent avec cette version de l'analogique au numérique. Globalement il en résulte une réduction de masse de 75 kg de l'électronique et une forte diminution de la consommation électrique qui permet de limiter à son tour la taille des batteries. La masse à vide résultante est de 150 kg inférieure à celle des vaisseaux cargo de la génération précédente[3].

Le Progress et les autres vaisseaux cargo[modifier | modifier le code]

De nouveaux vaisseaux cargo ont effectué leur premier vol : ce sont le vaisseau cargo automatique (ATV) européen lancé pour la première fois en 2008 et l'H-II Transfer Vehicle (HTV) japonais qui a effectué son vol inaugural en 2009. Ces vaisseaux ont des capacités supérieures au Progress mais sont nettement plus coûteux. De nouveaux vaisseaux américains d'une capacité proche de celle du Progress sont apparus entre 2010 et 2013. Tous ces vaisseaux doivent remplacer la navette spatiale américaine qui n'assure plus le ravitaillement de la station spatiale depuis 2011. Les cargos Progress continueront par ailleurs à assurer le transport du ravitaillement de la partie russe de la station.

Comparaison des capacités et prix des engins de ravitaillement de la station spatiale internationale
Vaisseau Fret total Fret pressurisé (m3) Liquides et gaz Fret non
pressurisé
Retour à
Terre
Remorquage ergols Type
écoutille
Lancements prévus Coût
(cargo/lanceur)
Retiré du service
ATV Drapeau de l’Union européenne 7,7 t 5,5 t (46,5 m3) 840 L d'eau
100 kg d'air ou d'oxygène
860 kg de carburant
non non 4 700 kg Russe 5 lancements
(1 tous les 18 mois)
Retiré en 2014
150 M€ / 180 M€
Navette spatiale Drapeau des États-Unis 16,4 t 9,4 t (31 m3)
16 × racks ISPR
- 16 tonnes (300 m3) oui non APAS &
CBM
4 à 6 vols par an
Retirée en 2011
312 M€
En activité
Progress Drapeau de la Russie de 2,2 t à 3,2 t 1,1 t (6,6 m3) 300 L d'eau
47 kg d'air ou d'oxygène
870 kg de carburant
non non 250 kg Russe 4 par an 13 M€ / 13 M€
HTV Drapeau du Japon 5,5 t 4,5 t (14 m3)
8 × racks ISPR
300 L d'eau 1,5 t (16 m3) non non CBM 7 lancements
(1 par an)
92 M€ / 90 M€
SpaceX Dragon Drapeau des États-Unis 3,3 t 2,5 t (10 m3) - 3,5 t (14 m3) oui non CBM 12 lancements
(3 par an)
133 M$
Cygnus Drapeau des États-Unis de 2 t à 2,7 t 2 t (18,7 m3) - 2 t (18,1 m3) non non CBM 8 de 2013 à 2016 190 M$


Galerie[modifier | modifier le code]

Notes et références[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

Sources[modifier | modifier le code]

  • (en) Rex D. Hall et David J. Shayler, Soyuz A universal Spacecraft, Springer Praxis,‎ (ISBN 1-85233-657-9)

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Lien externe[modifier | modifier le code]

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