TKS (vaisseau spatial)

Schéma du vaisseau TKS

Le TKS en coupe

TKS (abrégé du russe : Транспортный корабль снабжения/ Transportny Korabl Snabschenija, c'est-à-dire vaisseau de transport pour le ravitaillement) est un vaisseau spatial développé par l'Union soviétique pour le ravitaillement des stations spatiales militaires Almaz. Conçu à compter de 1969 par Vladimir Chelomei comme alternative au vaisseau Soyouz, le TKS permet de transporter à la fois un équipage de 3 personnes et de ravitailler la station pour 90 jours. Il pèse 20 tonnes, mesure plus de 13 mètres de long et est mis en orbite par le lanceur Proton. Trois exemplaires furent lancés sans équipage entre 1981 et 1985 pour ravitailler les stations Saliout 6 et 7. TKS ne volera jamais avec un équipage (pour des raisons politiques) mais servira de base pour la fabrication de plusieurs modules de la station spatiale Mir et des modules russes Zarya et Nauka de la Station spatiale internationale.

Excalibur Almaz envisage d'utiliser la capsule VA réutilisable de l'engin spatial TKS à des fins commerciales. Ces capsules seront équipés de petits modules de service - dont chacun est conçu en fonction de ses paramètres de mission.

Description

Le vaisseau TKS (Transportniy Korabl Snabzheniya) est composé de deux sous-ensembles : un véhicule dans lequel se tient l'équipage et qui revient sur Terre appelé VA (pour Vozvraschaemyi Apparat c'est-à-dire véhicule de retour) et un module pressurisé utilisé pour le transport du fret dont l'appellation abrégée en russe est FGB (en russe : ФГБ - Функциональный Грузовой Блок : Funktionalniy Gruzovoy Blok pour Functional/Cargo Block en anglais, « soute à cargaison fonctionnelle » en français).

TKS VA

Capsule VA.

Le module VA est un vaisseau compact de conception proche du module de commande Apollo mais d'une taille inférieure de 30%. D'une masse de 3,8 tonnes il permet de transporter dans un volume de 4,56 m³ 3 cosmonautes. Il comporte son propre système de contrôle environnemental, des moteurs permettant le contrôle d'attitude et des rétrofusées pour déclencher la rentrée atmosphérique. Il a une autonomie de 31 heures mais dans son utilisation nominale la rentrée est déclenchée après avoir bouclé deux orbites. Pour l'atterrissage il dispose d'un parachute et de moteurs pour réduire la vitesse à l'atterrissage. Le module VA dérive du vaisseau LK-1 développé dans les années 1960 par Chelomei pour des missions circumlunaires^[1].

De forme conique, sa conception présente des caractéristiques absentes des autres modèles soviétiques, mais se retrouve sur les trois premiers projets des États-Unis, Mercury, Gemini et Apollo.

Intérieurement, le VA était complètement différent du module de commande Apollo. Même s'il peut aussi transporter un équipage de trois cosmonautes, il a été conçu pour être occupé seulement pendant les phases de lancement et d'atterrissage des missions. Comme les capsules américains, il possédait une tour de sauvetage, une fusée boulonnée à son nez, larguée peu de temps après le lancement.

Le cosmonaute Alexei Leonov a appelé cette capsule de retour "notre Apollo" même si, en tant que programme militaire, elle n'avait aucun lien avec le programme lunaire habité soviétique^[2].

Mais, dans son but militaire, la VA ressemblait plus à certains projets militaires dérivés de l'engin spatial du projet Gemini. Comme l'engin Gemini B et le Big Gemini de l'Armée de l'Air américaine, prévus dans les années 1960 pour transporter les équipages des stations Manned Orbital Laboratory, qui serait mis en orbite par la même fusée, juste en dessous de la capsule elle-même, le VA possède une petite trappe circulaire dans son bouclier thermique, et est relié à l'autre partie du vaisseau TKS, le module FGB.

Pour une mission classique, le VA devait être lancé habité, attaché à la station spatiale Almaz ou au module FGB, par la fusée Proton, puis resterait inoccupé jusqu'à la fin de la mission, quand il servirait de véhicule de rentrée.

Le module VA est parfois nommée « Merkur » dans certains documents occidentaux^[3], alors que sa désignation officielle est 11F74 (cette erreur n'est d'ailleurs jamais apparue dans les documents soviétiques) et qu'il n'a jamais été dénommé ainsi par ses créateurs ou par ses ingénieurs de conception.

TKS FGB

Le module FGB est pressurisé et est relié au module VA par un tunnel de faible longueur. A l'opposé du module VA se trouve l'écoutille, le système d'amarrage à la station ainsi qu'un poste de contrôle et un hublot qui sont utilisés par le pilote pour les manœuvres d'amarrage. Le module pouvait transporter 6 700 kg de charge utile qui pouvait comporter 4 528 kg de fret stocké dans des rangements intérieurs et 3 822 kg de carburant pour la station^[1].

Caractéristiques techniques

Capsule de rentrée.

• Équipage 3 personnes
• Durée de vie en orbite : 200 jours
• Orbite d'injection standard : 223 km x 266 km pour une inclinaison de 52° depuis la base de Baïkonour
• Longueur : 13,2 m
• Diamètre maximal 4,15 m
• Envergure maximale 17,00 m
• Volume habitable : 45 m³
• Masse : 17 510 kg
• Charge utile : 12 600 kg
• Poussée du moteur-fusée principal : 7 840 kN
• Ergols du moteur principal N₂O₄/UDMH
• Masse des ergols : 3 822 kg
• Impulsion spécifique du moteur principal : 291 s
• Delta-v : 700 m/s
• Source puissance électrique : Panneaux solaires de 17 m d'envergure et d'une superficie de 40 m²
• Puissance électrique générée : 2,40 kW en moyenne

Missions

Cosmos 881 et Cosmos 882

Cosmos 881 et Cosmos 882, deux capsules VA, furent lancées ensembles le 15 décembre 1976^[4],[5] pour effectuer des tests en orbite. Cosmos 881 fut injecté sur une orbite de 198 km par 233 km, avec une inclinaison de 51,6° et Cosmos 882 fut placé sur une orbite de 189 km par 213 km, avec la même inclinaison^[3]. Les deux capsules rentrèrent séparément.

TKS-1 (Cosmos 929)

TKS-1 était le premier TKS complet, comportant un FGB et une capsule VA. Il fut lancé inoccupé sous le nom de Cosmos 929 le 17 juillet 1977^[6]. La capsule VA est revenu sur Terre en août 1977. Le reste de l'engin spatial fut désorbité le 2 février 1978.

Sans nom (échec)

Deux capsule VA furent lancées le 4 ou 5 août 1977, selon les sources, pour un essai suborbital mais un dysfonctionnement du lanceur fit échouer la mission. La capsule inférieure fut détruite^[3] mais la deuxième, équipée d'une tour de sauvetage fut éjectée loin de l'explosion.

Cosmos 997 et Cosmos 998

Le 30 mars 1978, deux capsules VA ont été lancées conjointement^[7],[2] et sont rentrées séparément^[3].

Cosmos 1100 et Cosmos 1101

Le 23 mai 1979, deux capsules VA ont été lancées ensembles^[8],[9] et sont rentrées séparément^[3].

TKS-2

Le 25 avril 1981, TKS-2 a été lancé sans pilote sous le nom de Cosmos 1267. La capsule VA a été récupérée le 24 mai 1981. Le FGB s'est amarré à la station Saliout 6 le 19 juin, après 57 jours de vol autonome. Il est resté attaché à la station jusqu'à ce que l'ensemble soit désorbité et détruit le 29 juillet 1982^[3].

TKS-3

Le 2 mars 1983, TKS-3 a été lancée sans pilote en tant que Cosmos 1443. Cette fois, la VA est restée attachée et le TKS s'est amarré à la station Saliout 7, huit jours après le lancement, apportant 3 600 kg de fret. TKS-3 s'est séparé de la station le 14 août. La capsule de rentrée VA s'est séparée et s'est désorbité le 19 septembre 1983. La capsule VA a continué quatre jours de plus, dans l'espace, la démonstration de vol autonome, avant de réussir à atterrir le 23 août 1983, à 100 km au sud-est d'Arkalsk et ramenant 350 kg de matériel provenant de la station. Le FGB est resté un mois en orbite avant une destruction volontaire^[3].

TKS-4

TKS-4 a été lancé inoccupé sous le nom de Cosmos 1686, le 27 septembre 1985. Dans la capsule VA, les systèmes d'atterrissage, les systèmes de support de vie, les sièges, et les contrôles de pilotage ont été enlevés et remplacés par des appareils photo de haute résolution et des capteurs optiques d'expériences (télescope infrarouge et spectromètre Ozon). Le TKS s'est amarré avec succès à Saliout 7. Après le 21 novembre 1985, Saliout 7 a été déplacé à une orbite plus élevée en attendant le second équipage TKS, mais le contrôle de la station a été perdu. Il y avait des plans pour revenir en utilisant les navettes Bourane pour l'inspection, mais le premier vol de la navette a été retardé. Saliout 7 et Cosmos 1686 ont brûlé ensemble dans l'atmosphère en un spectacle de feu au-dessus de l'Argentine le 7 février 1991.

Véhicules extrapolés à partir du vaisseau TKS

Plusieurs vaisseaux spatiaux et composants de station spatiale ont été développés sur la base du véhicule TKS :

• Le tracteur spatial de Kvant-1, module de la station spatiale Mir
• Kvant-2, module de la station spatiale Mir
• Kristall, module de la station spatiale Mir
• Spektr, module de la station spatiale Mir
• Priroda, module de la station spatiale Mir
• Le vaisseau Polious
• Zarya, module de la station spatiale internationale
• Nauka, module de la station spatiale internationale
• Logistics Transfer Vehicle (LTV), un FGB cargo d'une capacité de 10 tonnes de fret, à destination de l'ISS^[10]
• Un TKS d'une capacité de 6 personnes, proposé par Khrunichev^[11]

Excalibur Almaz, une société privée est en train de remettre aux normes et de moderniser des vaisseaux TKS, pour des usages commerciaux.

Galerie

Vaisseaux TKS de base et modules dérivés.

Références

Voir aussi

• Manned Orbital Laboratory, projet américain équivalent au vaisseau TKS
• Big Gemini, un véhicule spatial américain ressemblant au vaisseau TKS

Liens internes

• Mir
• Station spatiale internationale

Liens externes

• (en) TKS, dans l'Encyclopedia Astronautica
• (en) TKS sur le site russianspaceweb

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