Programme spatial de la Russie

Le programme spatial russe regroupe l'ensemble des activités spatiales civiles ou militaires de la Russie. Celle-ci a hérité dans le domaine de l'astronautique de la majorité des réalisations de l'Union des républiques socialistes soviétiques qui avait dominé la scène spatiale au début des années 1960. La Russie reste aujourd'hui la deuxième puissance spatiale mondiale avec des activités très diversifiées. Elle joue notamment un rôle majeur dans la Station spatiale internationale en fournissant un tiers des composants et en assurant pour le compte des autres participants à la fois la relève des équipages et une partie du ravitaillement en consommables. La Russie dispose d'une gamme complète de lanceurs qui sont utilisés à la fois pour satisfaire des besoins domestiques et pour répondre à la demande commerciale internationale. La Russie possède son propre système de navigation par satellites ainsi que d'un réseau national de télécommunications s'appuyant à la fois sur une constellation de satellites télécommunications en orbite basse et géostationnaire. La composante spatiale militaire est également importante avec une flotte de satellites de reconnaissance et de satellites d'alerte avancée.

Des pionniers de l'astronautique tels que Constantin Tsiolkovski inspirent très tôt des ingénieurs talentueux comme Mikhaïl Tikhonravov, Sergueï Korolev et Valentin Glouchko. L'Union des républiques socialistes soviétiques est la première nation à se lancer dans la réalisation d'un lanceur en utilisant les capacités de son premier missile balistique intercontinental. Après avoir placé en orbite le premier satellite artificiel Spoutnik 1 en 1957, l'astronautique soviétique multiplie au cours des années suivantes les premières : premier homme placé en orbite (Iouri Gagarine en 1961), première photo de la face cachée de la Lune, première sortie extravéhiculaire. Les États-Unis se lancent dans la course à l'espace et mettent sur pied le programme Apollo destiné à amener des hommes sur la Lune. L'Union soviétique après quelques hésitations décide de développer son propre programme lunaire mais échoue pour des raisons à la fois techniques et organisationnelles. Des réalisations soviétiques remarquables sont néanmoins réalisées dans les décennies suivantes avec les sondes spatiales, la navette Bourane et les stations spatiales Saliout et Mir. L'éclatement de l'Union soviétique et la crise économique qui s'ensuit mettent fin aux programmes les plus ambitieux. Désormais l'industrie spatiale russe recherche des alliances pour sa survie. Elle devient un fournisseur majeur des constructeurs de fusée américains à travers des programmes comme Atlas et commercialise ses capacités de lancement à travers des sociétés à capitaux mixtes comme ILS ou Starsem.

Malgré des moyens plus réduits qu'à ses débuts, l'agence spatiale russe Roscosmos nourrit toujours aujourd'hui des ambitions spatiales importantes. Elle prévoit ainsi de construire deux nouvelles familles de lanceur. La fusée Angara très modulaire doit notamment remplacer le lanceur Proton tandis que la fusée Rus-M sera chargée de lancer les cosmonautes. La Russie relance également son programme de sondes spatiales, complètement délaissé au cours des deux dernières décennies, notamment avec la sonde Phobos-Grunt qui doit ramener un échantillon du sol de la lune martienne Phobos.

Historique

Constantin Tsiolkovski.

Les pionniers

Constantin Tsiolkovski né en 1857 à Riazan est considéré comme le père et le théoricien de l'astronautique moderne. Il décrit une fusée à propergols liquides (hydrogène/oxygène) et aborde la technique du mélange des propergols, la forme de la chambre de combustion, son refroidissement par circulation du carburant, le guidage de la trajectoire par surfaces mobiles placées dans le jet de gaz, la stabilisation gyroscopique de la fusée, principes qui seront repris par la suite. Il écrit la loi fondamentale du rapport de masse impliquant le découpage de la fusée en plusieurs étages.

En 1932 un Groupement d'étude du mouvement du moteur à réaction (GIRD) est créé à Léningrad : les chercheurs qui l'animent, se lancent dans le développement de fusées de plus en plus puissantes sous la direction notamment de Mikhaïl Tikhonravov.

Sergueï Korolev et le premier satellite artificiel

Sergueï Korolev

A la fin de la Seconde Guerre mondiale les États-Unis et l'Union soviétique récupèrent la technologie des missiles développée par le régime nazi (V2) ainsi que les spécialistes allemands. L'URSS acquiert rapidement la maitrise de ces techniques et se lance dans la production de missiles balistiques de plus en plus puissants.

Sergueï Korolev est chargé de développer un missile balistique intercontinental capable de transporter une bombe H de 5 tonnes sur 8 000 km. Il crée la fusée de 280 tonnes R-7 dite « Sémiorka » en groupant plusieurs faisceaux de moteurs^[1]. En juillet 1955, les États-Unis et l'URSS annoncent, chacun de leur côté, qu'ils lanceront un satellite artificiel dans le cadre des travaux scientifiques prévus pour l'Année géophysique internationale (juillet 1957—décembre 1958)^[2]. Début 1956, Korolev, réussit à convaincre les dirigeants soviétiques d'utiliser son missile comme lanceur spatial^[3]. À la surprise générale, le 4 octobre 1957, l'Union soviétique est la première à placer en orbite le satellite Spoutnik 1^[4].

La course à l'espace

Les dirigeants soviétiques ne tardent pas à comprendre le prestige international que le régime peut retirer des succès de sa politique spatiale ; ils décident de se lancer dans un programme spatial ambitieux. Bien que réticent à investir massivement dans le spatial civil, le président américain Dwight D. Eisenhower décide le 29 juillet 1958 de la création d'une agence spatiale civile, la NASA, qui doit permettre de fédérer les efforts américains pour mieux contrer les réussites soviétiques : la course à l'espace est lancée^{[N 1]}.

Les Soviétiques, qui disposent d'une avance importante et d'une fusée fiable pouvant emporter une grosse charge utile, continuent au cours des années suivantes de multiplier les premières :

– premier objet artificiel : Spoutnik 1, lancé le 4 octobre 1957) ;

– premier être vivant : la chienne Laïka, le 3 novembre 1957 ;

– première sonde lunaire : Luna 1, le 4 janvier 1959 ;

– premier homme : Youri Gagarine, à bord de Vostok 1 le 12 avril 1961 ;

– première femme : Valentina Terechkova, le 16 juin 1963 ;

Le programme spatial lunaire

Lorsque les États-Unis mettent sur pied le programme Apollo destiné à amener des hommes sur la Lune, l'Union soviétique, après quelques hésitations, décide de se lancer secrètement dans un programme similaire. Mais l'astronautique soviétique ne dispose plus de l'avance technique qui avait permis ses succès éclatants à la fin des années 1950. Ses responsables ne font pas les bons choix techniques (la technologie du moteur cryogénique H₂/O₂ n'est pas développée) et le projet est handicapé par les lacunes de l'industrie soviétique dans le domaine électronique et informatique

. Les équipes sont par ailleurs divisées et des projets concurrents sont développés en parallèle. Le programme spatial lunaire est finalement abandonné sans avoir pu lancer un seul cosmonaute.

Les stations spatiales

• Mir
• Saliout, les vaisseaux Soyouz, et le cargo Progress

Les autres programmes spatiaux

• GIRD
• Intercosmos
• Spoutnik
• Bourane
• Programme Luna
• Programme Lunokhod
• Programme Venera
• Programme Mars
• Programme Voskhod
• Programme Vostok
• Programme Zond

L'éclatement de l'Union soviétique

État des lieux

La politique spatiale russe

Dans les années 1990, l'industrie spatiale russe avait du pour survivre se tourner vers des activités commerciales comme le lancement de satellites de télécommunications, le développement du tourisme commercial et l'exportation de ses produits recherchés comme les moteurs-fusée. Le budget spatial russe(2,4 milliards de $ en 2009) a fortement augmenté à compter de 2006 grâce à la reprise économique russe stimulée par l'envolée des cours de pétrole et du gaz.

Les priorités, selon le premier ministre Vladimir Poutine (2009), portent sur la nouvelle famille de lanceurs Angara, l'achèvement du système de positionnement par satellites GLONASS et le développement de satellites de télécommunications et d'observation de la Terre^[5]. La participation russe à la Station spatiale internationale utilise environ 50% de ce budget, ce qui constitue une proportion nettement supérieure à celle des autres partenaires de la station spatiale^[6].

Les institutions spatiales

Le programme spatial civil russe est mis en œuvre par l'Agence spatiale fédérale russe (Roscosmos). Celle-ci est de création relativement récente (1992) car le programme spatial était auparavant géré directement par les institutions politiques. Son périmètre ne s'étend pas, contrairement à celui de la NASA, à la recherche aéronautique. L'Institut de recherche spatiale russe (IKI) est une branche de l'Académie des sciences de Russie dont le siège est à Moscou et qui pilote les projets spatiaux scientifiques.

Les lanceurs

Un lanceur Soyouz en cours d'assemblage

La Russie dispose d'une gamme complète de lanceurs lui permettant de placer en orbite basse des charges utiles allant jusqu'à 21 tonnes. En 2009, sur les 78 tirs de fusée dans le monde, 25 ont été le fait de la Russie : 10 Proton, 13 Soyouz, 1 Kosmos-3M et 1 tir de Rockot.

• Le lanceur lourd Proton, décliné en 2 versions (K et M) peut lancer jusqu'à 21 tonnes en orbite basse. Il est utiliser pour lancer des satellites et des sondes spatiales de masse importante.
• Le lanceur moyen Soyouz dans ses différentes versions (U, FG, 2) permet de placer jusqu'à 7,8 tonnes en orbite basse. C'est le seul lanceur utilisé pour les vols habités. Il est utilisé égalent pour la mise en orbite des cargos Progress et de satellites scientifiques.
• Des lanceurs légers  : Kosmos-3M (1,5 tonne en orbite basse), Rockot (1,95 tonne), (Strela (1,7 tonne), Start-1 (0,6 tonnes)
• Pour des charges très légères et des vols suborbitaux les fusées Volna (100 kg en orbite basse), Shtil' (160 kg)

La conception des lanceurs utilisés actuellement remonte aux années 1960. Deux nouvelles familles de lanceurs sont en cours de développement pour remplacer la majeure partie des fusées existantes :

• la famille de fusées Angara doit remplacer le lanceur Proton et, grâce à sa puissance, réduire la dépendance de la Russie vis-à-vis du Kazakhstan où se trouve implanté pour des raisons de performances (latitude basse) le cosmodrome de Baïkonour. Ce lanceur modulaire a une capacité, selon la version, comprise entre 2 et 40 tonnes. Le premier étage de la version la plus légère, intégré dans le lanceur sud-coréen Naro, a été lancé en 2009. Le premier tir du lanceur Angara est prévu en 2012. Le projet subit un glissement continu de son calendrier puisque initialement le premier tir devait avoir lieu en 2001.
• Le lanceur Rus-M, capable de placer sur orbite basse 23 tonnes, doit remplacer à une échéance plus lointaine la fusée Soyouz pour la mise en orbite des cosmonautes russes.

Le programme spatial habité

Le vaisseau cargo Progress.

La partie russe de la Station spatiale internationale.

Le programme spatial habité russe se résume, comme du côté américain, au maintien d'un équipage permanent dans la Station spatiale internationale dont elle a fourni environ un tiers des modules depuis 1998, rassemblés entre eux en une partie russe, qui devait, à l'origine être bien plus grande. L'industrie astronautique russe a livré en 2009 le module Poisk et Rassvet (2010) et prévoit d'ajouter à la station le module Nauka (2011) qui doit clore la phase de construction. Les vaisseaux triplaces Soyouz sont utilisés pour effectuer la relève de l'équipage russe mais également des astronautes des autres pays participants. Les vaisseaux cargo Progress, qui peuvent transporter environ 3 tonnes de fret et de carburant, assurent une partie du ravitaillement de la station et permettent, lorsqu'ils sont amarrés, de relever l'orbite de la station grâce à leurs moteurs.

La conception du vaisseau Soyouz remonte aux années 1960. Il a été modernisé au cours des années 2000 au niveau de son électronique et pour permettre l'accueil de passagers de grande taille et plus lourds. La mini-navette Kliper a été proposée en 2004 pour remplacer Soyouz avec une participation européenne, mais le projet n'a jusqu'à présent pas débouché faute de moyens financiers.

L'exploration du système solaire

Alors que les sondes spatiales soviétiques avaient joué un rôle majeur dans les années 1960 et 1970, La Russie a complètement abandonné l'exploration du système solaire après l'échec de la sonde Mars 96 (1996). Ces dernières années des projets ambitieux ont été lancés. Leur réalisation est toutefois ralentie par des problèmes de financement et il est souvent difficile de distinguer les projets qui ont une chance réelle de se concrétiser.

Le premier projet à aboutir est la sonde Phobos-Grunt dont le lancement est prévu en 2011 et qui doit ramener un échantillon du sol de la lune martienne Phobos. Luna-Glob est une série de missions à destination de la Lune qui devraient être lancés entre 2012 et 2015 et qui comportent des orbiteurs et des robots. La première mission dont le lancement est prévu en 2012 comprend un orbiteur et des pénétrateurs de fabrication japonaises équipés de sismomètres. La sonde Venera-D, dont le lancement est prévu en 2016, comporte un orbiteur, des ballons et un atterrisseur.Mars-NET (2016) un orbiteur qui doit déposer sur le sol de la planète Mars 10 petites stations météorologiques ainsi que 3 pénétrateurs équipés de sismomètres^[7].

Plusieurs autres projets évoqués en 2009 sont à un stade moins avancé. Sokol-Laplas est une sonde spatiale qui doit être lancée vers Jupiter vers 2020. Elle comporte un orbiteur qui doit se placer en orbite autour de la Lune Europe pour étudier l'évolution et les caractéristiques de la planète et rechercher des indices de vie extra-terrestre^[7].

L'astronautique russe réalise certains équipements scientifiques emportés par des sondes spatiales étrangères. Elle fournit ainsi les spectromètres de l'orbiteur européen Mars Express et des rovers américains Spirit, Opportunity et Mars Science Laboratory, construit le rover de la sonde lunaire indienne Chandrayaan-2 et les instruments permettant de détecter l'eau des orbiteurs Mars Odyssey et LRO^[7].

Les satellites scientifiques et d'observation de la Terre

Dans le domaine de l'astronomie, la Russie prévoyait de lancer fin 2009 les observatoires RadioAstron pour la radio-astronomie (2010), Spectr-UF pour l'ultraviolet (2010) et Spectrum-X-Gamma (SXG) (2011) pour le rayonnement X^[7].

Les satellites d'observation de la Terre dont la construction est prévue comprennent notamment les satellites ou séries de satellites Meteor M (météorologie, observation des océans), Kanopous (gestion des catastrophes naturelles ou d'origine humaine), Electro L (Collecte des données sur l'atmosphère), Resours (Gestion des ressources), Arcon (cartographie tous temps) et Arktika.

Les satellites de télécommunications

En 1985 l'Union soviétique a commencé à déployer en orbite géostationnaire la série de satellites de télécommunications Loutch (également appelée Altaïr pour la première génération) destinés, entre autres, à servir de relais entre les satellites et stations spatiales en orbite basse d'une part et les stations terrestres. Il est prévu que cette constellation soit réactivée avec deux satellites de la série Loutch-5 lancés en 2011 et 2013 et un satellite plus lourd de type Loutch-4 en 2013^[7].

Les satellites militaires

Les installations fixes

Tir d'une fusée Soyouz depuis la base de Baïkonour

Les bases de lancement

La Russie dispose de plusieurs bases de lancement qui sont toutes situées à l'intérieur des terres et à une latitude relativement élevée ce qui rend les lancements de satellite géostationnaire particulièrement couteux.

• Baïkonour est la principale base de lancement pour l'activité civile. Le premier satellite artificiel et le premier homme dans l'espace ont été lancés depuis cette base. Toutes les missions habitées ainsi que les lanceurs devant placer leur charge sur l'orbite géostationnaire sont lancés depuis Baïkonour. Après l'éclatement de l'URSS, cette base spatiale s'est retrouvée sur le territoire du Kazakhstan et la Russie doit acquitter depuis d'un loyer annuel pour en disposer.
• Plessetsk, située au nord du pays près d'Arkhangelsk est la principale base de lancement pour les satellites militaires. Ceux-ci sont lancés sur une orbite polaire.
• Kapoustine Iar située dans l'oblast d'Astrakhan sur le cours inférieur de la Volga est utilisée beaucoup plus rarement.
• Svobodny située en Sibérie Orientale près de la ville éponyme sur les bords de la rivière Zeya pourrait constituer un site de remplacement pour Baïkonour mais elle est particulièrement excentrée.

Les autres installations

• Les cosmonautes sont préparés à leur mission au Centre d'entraînement des Cosmonautes Youri Gagarine situé dans la Cité des étoiles, un complexe militaro-spatial situé à Chtchiolkovo à une trentaine de km de Moscou
• Le principal centre de contrôle de mission est installé à Koroliov situé à 9 km de Moscou qui abrite également un important établissement du constructeur spatial RKK Energia.
• Réseau de stations au sol

L'industrie spatiale russe

Les principales entreprises résultent de la fusion de bureaux d'étude qui employaient durant l'ère soviétique des milliers de personnes et d'unités de production au sein d'unités NPO (Associations de Science-Production)^[8]. La diminution très importante de l'activité spatiale civile et militaire depuis l'éclatement de l'URSS a entrainé une baisse des effectifs et le regroupement des sociétés restantes en quelques grosses entités :

• RKK Energia est le principal constructeur des lanceurs et vaisseaux spatiaux russes et employait en 2007 plus de 20000 personnes. Son premier responsable a été le fondateur de l'astronautique civile russe, Sergueï Korolev. L'entreprise fabrique notamment les vaisseaux Soyouz et Progress, la fusée Soyouz et les principaux composants russes de la Station spatiale internationale. Le centre de production le plus important est l'Usine Progress située à Samara sur le cours inférieur de la Volga.
• NPO Energomach est le principal motoriste russe. Il fournit les moteurs-fusée propulsant le premier étage des lanceurs russes Soyouz (moteur RD-107) et Proton (RD-253), du lanceur ukrainien Zenit (RD-170) et du lanceur américain Atlas V (RD-180) Tous hormis le RD-253 consomment un mélange de kérosène et de oxygène liquide.
• GKNPZ Krounitchev est le constructeur des fusées Proton, Rockot et développe la famille des lanceurs Angara.
• Lavotchkine est le spécialiste des sondes spatiales. Il construit la sonde martienne Phobos-Grunt et l'étage Fregat utilisé par le lanceur Soyouz.
• Reschetnev est le principal constructeur russe de satellites de télécommunications. Il fabrique notamment les satellites de télécommunications civils et militaires Molniya, Express, Radouga et de positionnement GLONASS.

Pour préserver leur activité qui s'était effondré après l'éclatement de l'URSS, les entreprises russes ont développé une activité à l'export en capitalisant sur les points forts de l'astronautique russe. Elles tirent en 2010 une grande partie de leurs ressources principalement de 4 types de produits / services^[8] :

• Les programmes internationaux dont le principal est la Station spatiale internationale.
• Les coentreprises comme ILS ou Starsem avec des sociétés étrangères pour le lancement de satellites scientifiques européens, satellites commerciaux de télécommunications,...
• L'exportation d'équipements pour lesquels l'industrie russe dispose d'une avance importante comme les moteurs-fusée utilisant la combinaison Kérosène/Oxygène qui a désormais la faveur des constructeurs pour le premier étage des fusées. Ce type de moteur équipe la fusée lourde américaine Atlas.
• Des prestations de service

Les constructeurs russes sont également des fournisseurs de l'industrie spatiale ukrainienne (lanceur Zenit).

Notes et références

Notes

Références

Bibliographie

Sources

• F. Verger, R Ghirardi, I Sourbès-Verger, X. Pasco, L'espace nouveau territoire : atlas des satellites et des politiques spatiales, Belin, 2002 
• (en) Pierre Baland, De Spoutnik à la Lune : l'histoire secrète du programme spatial soviétique, Editions Jacqueline Chambon Actes Sud, 2007 (ISBN 978--2-7427-6942-1) 
• (en) R.D. Hall et D.J. Shayler, Soyuz a universal spacecraft, Springer Praxis, 2003 (ISBN 1-85233-657-9).
  Histoire du vaisseau spatial Soyouz
   
• (en) David M. Harland, The story of space station MIR, Springer Praxis, 2005 (ISBN 0-387-23011-4).
  Histoire de la station MIR
   
• (en) John E. Catchpole, The International Space Station: Building for the Future, Springer-Praxis, 2008 (ISBN 978-0387781440).
  la construction de la station spatiale internationale y compris la partie russe
   
• (en) David M. Harland et John E. Catchpole, Creating the International Space Station, Springer-Praxis, 2002 (ISBN 1-85233-202-6).
  Histoire des stations spatiales dont Saliout, Mir et la partie russe de la station spatiale internationale
   
• Jacques Villain, À la conquête de l'espace : de Spoutnik à l'homme sur Mars, Vuibert Ciel & Espace, 2007 (ISBN 978-2-7117-2084-2) 

Voir aussi

• Agence spatiale fédérale russe (FKA)
• Soyouz

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