Soyouz au Centre Spatial Guyanais - Soyuz at the Guiana Space Centre

Soyouz ST (Centre Spatial Guyanais)

Lancement inaugural le 21 octobre 2011
Fonction	Lanceur de classe moyenne pour compléter le Vega léger et le lourd Ariane 5
Fabricant	Progress Rocket Space Center , NPO Lavochkin
Pays d'origine	Russie
Taille
Hauteur	46,2 m (152 pi)
Diamètre	10,3 m (34 pi)
Masse	308 t (303 tonnes longues ; 340 tonnes courtes)
Étapes	3
Capacité
Charge utile vers GTO
Masse	3 250 kg (7 170 livres)
Charge utile vers GEO
Masse	1 440 kg (3 170 lb)
Charge utile vers SSO
Masse	4 400 kg (9 700 livres)
Fusées associées
Famille	Soyouz-2 ( R-7 )
Historique de lancement
Statut	actif
Sites de lancement	Centre Spatial Guyanais
Nombre total de lancements	25
Succès	24
Les échecs)	0
Panne(s) partielle(s)	1
Premier vol	21 octobre 2011
Dernier vol	29 décembre 2020
Boosters
Nombre de boosters	4
Longueur	19,6 m (64 pi)
Diamètre	2,68 m (8 pi 10 po)
Masse vide	3 784 kg (8 342 livres)
Masse brute	44 413 kg (97 914 livres)
Moteurs	1 RD-107A
Poussée	838,5 kN (188 500 lb f )
Impulsion spécifique	262 secondes
Temps de combustion	118 secondes
Propergol	LOX / Kérosène
Stade de base
Longueur	27,1 m (89 pi)
Diamètre	2,95 m (9 pi 8 po)
Masse vide	6 545 kg (14 429 livres)
Masse brute	99 765 kg (219 944 livres)
Moteurs	1 RD-108A
Poussée	792,5 kN (178 200 lb f )
Impulsion spécifique	255 secondes
Temps de combustion	286 secondes
Propergol	LOX / Kérosène
Deuxième étage (ST-B)
Longueur	6,7 m (22 pi)
Diamètre	2,66 m (8 pi 9 po)
Masse vide	2 355 kg (5 192 lb)
Masse brute	27 755 kg (61 189 livres)
Moteurs	1 RD-0124
Poussée	297,9 kN (67 000 lb f )
Impulsion spécifique	359 secondes
Temps de combustion	270 secondes
Propergol	LOX / Kérosène
Etage supérieur – Fregat
Longueur	1,5 m (4 pi 11 po)
Diamètre	3,35 m (11,0 pi)
Masse vide	920 kg (2 030 livres)
Masse brute	7 558 kg (16 663 livres)
Moteurs	S5.92
Poussée	19,85 kN (4 460 lb f ) / 14 kN (3 100 lb f )
Impulsion spécifique	332 secondes
Temps de combustion	jusqu'à 1100 secondes (maximum 20 brûlures)
Propergol	N 2 O 4 / UDMH

Soyouz au Centre Spatial Guyanais (également connu sous le nom de Soyouz au CSG ou Arianespace Soyouz ) est un programme en cours de l'Agence Spatiale Européenne (ESA) pour l'exploitation des lanceurs Soyouz-ST du Centre Spatial Guyanais (CSG), fournissant une capacité de lancement de taille moyenne pour Arianespace pour accompagner la légère Vega et la lourde Ariane 5 . Le véhicule Soyouz est fourni par Roscosmos avec TsSKB-Progress et NPO Lavochkin , tandis que les composants supplémentaires sont fournis par Airbus , Thales Group et RUAG .

Le projet Arianespace Soyouz a été annoncé par l'ESA en 2002. La coopération avec la Russie a débuté dans deux domaines : la construction d'un site de lancement de Soyouz au CSG et le développement du lanceur Soyouz modifié pour le Centre Spatial Guyanais. Une déclaration de programme a été signée en 2003 et le financement ainsi que l'approbation finale ont été accordés le 4 février 2005. Les premières fouilles de l' Ensemble de Lancement Soyouz (ELS ; Soyouz Launch Complex) ont commencé en 2005, la construction a commencé en 2007, et le complexe de lancement a été achevé début 2011, permettant à Arianespace de proposer à ses clients des services de lancement sur le Soyouz ST-B modifié. Deux premiers vols, VS02 et VS04, et un vol récent, VS17, ont utilisé la variante Soyouz ST-A. Depuis 2011, Arianespace a commandé au total 23 fusées Soyouz, de quoi couvrir ses besoins jusqu'en 2019 au rythme de trois à quatre lancements par an.

Caractéristiques du Soyouz modifié pour le Centre Spatial Guyanais

• Première utilisation d'une tour de service mobile à l' ELS qui a permis l'intégration verticale de la charge utile.
• Adaptateurs de charge utile fournis en Europe.
• Européen fourni KSE ( Français : Kit de Sauvegarde Européenne , lit.  'European Safeguard Kit'), un système pour localiser et transmettre un signal de fin de vol . Il activerait la commande d'arrêt du moteur et laisserait le véhicule dans une trajectoire balistique.
• Adaptation du système de télémétrie S-Band sur toutes les scènes des 5 bandes TM disponibles à Baïkonour , et Plesetsk aux 3 autorisées au stand CSG.
• Adaptation du codage et de la fréquence de télémétrie en bande S au standard Inter-Range Instrumentation Group (IRIG) utilisé au CSG.
• Adaptation du système de purge d'oxygène pour orienter vers l'extérieur du portique mobile.
• Adaptation au climat tropical CSG incluant l'adaptation du système de climatisation aux spécifications locales et des mesures de protection pour éviter le givrage. Tous les trous et cavités ont été étudiés et certifiés pour être adéquatement protégés contre l'intrusion d'insectes et de rongeurs.
• Les quatre boosters et l'étage central ont été améliorés avec des dispositifs pyrotechniques pour percer les réservoirs de carburant pour s'assurer qu'ils couleraient dans l'océan. Il a été démontré que les autres étages perdaient leur intégrité structurelle à l'impact et s'effondraient donc.
• Au moins initialement, les boosters et l'étage central utiliseraient les 14D22 à allumage pyrotechnique ( RD-107 A) et 14D23 ( RD-108 A) plutôt que les 14D22 kHz et 14D23 kHz à allumage chimique utilisés sur le reste du Soyouz-2.

Traitement des véhicules

Les composants Soyouz arrivent au CSG par bateau, et sont déchargés et placés dans une zone de stockage. De là, les composants sont amenés au bâtiment d'intégration du véhicule de lancement où ils sont assemblés horizontalement dans un environnement climatisé. Les quatre premiers boosters sont attachés à l'étage central, puis le troisième étage est attaché au cœur - identique à la procédure à Baïkonour et au cosmodrome de Plesetsk . Séparément, la charge utile est montée sur un distributeur dans une installation de traitement de charge utile puis transférée dans le bâtiment S3B pour être montée sur l'étage supérieur Fregat puis encapsulée dans un carénage . Par la suite, les 3 premiers étages du Soyouz-ST sont transportés du bâtiment d'intégration à la rampe de lancement par un train qui érige également la fusée en position verticale sur la rampe, où Soyouz est suspendu par quatre bras de support. Une fois vertical, un portique mobile s'installe et enferme Soyouz. Ensuite, le Fregat encapsulé et la charge utile sont soulevés verticalement par un portique mobile pour être monté au-dessus de Soyouz. Le Mobile Gantry est rétracté une heure avant le lancement.

Développements futurs

Arianespace prévoyait d'exploiter Soyouz au moins jusqu'à la fin de 2019 et, à partir de 2014, avait l'intention de continuer à exploiter Soyouz aux côtés du projet Ariane 6 lorsque ce lanceur fera ses débuts. Cependant, l'annonce des nouveaux designs d'Ariane 6 d' Airbus et de Safran ouvre la possibilité à Ariane 6.2 de remplacer Soyouz. Alors que les essais en vol d'Ariane 6 glissent jusqu'en 2022, plusieurs vols sont prévus pour Soyouz en 2020.

Historique de lancement

Vol inaugural

Le premier contrat pour le lancement de Soyouz ST-B depuis le Centre Spatial Guyanais (CSG) a été signé au Salon du Bourget 2009 par le Directeur du Programme Galileo et des Activités liées à la Navigation René Oosterlinck et un Directeur Général d'Arianespace Jean-Yves Le Gall . Ce contrat portait sur 2 lancements de deux satellites Galileo chacun. Le contrat pour les satellites eux-mêmes avait déjà été signé par l'ESA et Galileo Industries en 2006.

Les composants du lanceur expédiés de Saint-Pétersbourg sont arrivés pour la première fois en Guyane française par bateau en novembre 2009. La revue de recette du site de lancement Soyouz a eu lieu au cours de la dernière semaine de mars 2011, conduisant à la première campagne de lancement simulée entre le 29 avril et le 4 mai 2011. site de lancement a été officiellement remis de l'ESA à Arianespace le 7 mai 2011.

L'assemblage du Soyouz ST-B a commencé le 12 septembre 2011 dans le bâtiment d'assemblage et d'essais, tandis que deux satellites Galileo ont subi les derniers tests après leur arrivée des installations de Thales Alenia Space en Italie les 7 et 14 septembre 2011. Le lancement était prévu pour le 20 octobre. 2011, mais une anomalie a été détectée dans le système pneumatique responsable de la déconnexion des conduites de carburant du troisième étage de Soyouz, forçant la mission à être reportée de 24 heures. Le 21 octobre 2011, à 10h30 UTC, Soyouz ST-B a décollé pour son vol inaugural de 3 heures 49 minutes, ce qui en fait la première fois que Soyouz a été lancé en dehors du territoire de l'ex-Union soviétique.

Vol VS09

Le 22 août 2014, Arianespace a lancé les deux premiers satellites à pleine capacité opérationnelle de la constellation de navigation par satellite Galileo en orbite terrestre moyenne . La mission a semblé se dérouler normalement et Arianespace a signalé que le lancement était un succès, mais l'analyse des données de télémétrie fournies par les stations de poursuite de l' ESA et du CNES a montré que les satellites ont été injectés sur une orbite incorrecte.

L'orbite a été déterminée par le Centre européen d'opérations spatiales dans les 3 heures suivant la séparation du lanceur, et les satellites fonctionnaient normalement et sous contrôle. Les deux satellites sont passés en mode sans échec, pointant vers le soleil tandis que les équipes de l' ESA/CNES et de l' OHB enquêtaient sur la panne et les options des satellites.

Le 25 août 2014, Arianespace a annoncé la création d'une commission d'enquête indépendante pour enquêter sur l'anomalie. Le 28 août 2014, des détails ont émergé sur les événements qui ont vraisemblablement conduit à une défaillance de l'étage supérieur Fregat. A la fin de la phase de réorientation, le système de commandes de vol a détecté une vitesse angulaire incorrecte et a tenté en vain d'utiliser des propulseurs pour corriger la situation. Le système de commande de vol n'a pas détecté le problème du propulseur et a poursuivi le plan de vol avec l'étage supérieur orienté dans la mauvaise direction, laissant les satellites sur une orbite incorrecte.

Fin septembre 2014, le rapport de la commission Roscosmos , cité par Izvestia , indiquait que la défaillance de Fregat était due à un défaut de conception conduisant au gel d'une des lignes de propergol hydrazine , qui était placée à côté d'une ligne transportant de l' hélium froid utilisé pour la pressurisation de la principaux réservoirs de propergol. Au cours de la longue première combustion requise pour l'insertion orbitale de Galileo, la ligne de propulsion a été refroidie au-dessous du point de congélation de l'hydrazine. D'autres enquêtes se sont concentrées sur l'erreur logicielle et un moyen d'empêcher des défaillances similaires à l'avenir. Izvestia a également signalé que l'échec du vol VS09 a provoqué une grave réaction du gouvernement russe. Oleg Ostapenko , le patron de Roscosmos, a eu une "conversation difficile à la Maison Blanche (de Moscou)".

Le 7 octobre 2014, la Commission d'enquête indépendante a annoncé les conclusions de son enquête, révélant qu'une proximité des lignes d'alimentation en hélium et en hydrazine entraînait un pont thermique qui provoquait une interruption de l'alimentation en ergols des propulseurs. Les ambiguïtés dans les documents de conception permettant cela étaient le résultat de la non-prise en compte des transferts thermiques dans les analyses thermiques de la conception du système scénique. Le Bureau a recommandé 3 actions correctives : Refonte de l'analyse thermique, correction des documents de conception et modification des procédures de fabrication, d'assemblage, d'intégration et de contrôle des lignes d'alimentation.

En novembre 2014, l'ESA a annoncé que les satellites effectueraient un total de 15 manœuvres orbitales pour élever leur périgée à 17 339 km. Cela réduirait l'exposition des satellites à la ceinture de radiation de Van Allen , réduirait l' effet Doppler , augmenterait la visibilité des satellites depuis le sol et permettrait aux satellites de garder leurs antennes pointées vers la Terre pendant le périgée. Ces orbites répéteraient la même trajectoire au sol tous les 20 jours, permettant une synchronisation avec d'autres satellites Galileo qui répéteraient la même trajectoire au sol tous les 10 jours. Une fois sur leurs nouvelles orbites, les satellites pourraient commencer les tests en orbite.

La récupération des satellites s'est achevée en mars 2015, lorsque Galileo-FOC FM2 est entré sur une nouvelle orbite, en miroir de l'orbite de Galileo-FOC FM1, qui a terminé ses manœuvres fin novembre 2014 et a passé avec succès les tests. Actuellement, les satellites survolent le même endroit au sol tous les 20 jours, contre 10 jours pour les satellites Galileo standard.

Missions

Vols réguliers

Statistiques

Séquence de lancement

Complexe de lancement avec portique mobile retiré

En règle générale, les opérations 3 jours avant le lancement comprennent la répétition du compte à rebours pour toutes les étapes ainsi que les derniers préparatifs et la vérification de l' étage supérieur Fregat . Deux jours avant le lancement, les préparatifs pour le ravitaillement commencent. C'est également le dernier jour où l'activité de pré-lancement avec la charge utile peut avoir lieu. La séquence de lancement est optimisée pour chaque mission, la séquence décrite ici est basée sur le vol VS07 qui a soulevé le satellite Sentinel-1A :

Les références