Progress M – Vaisseau spatial et satellites

Vaisseau spatial Progress

 Photo: NASA
Photo: NASA

Le Progress russe est un vaisseau spatial de ravitaillement de fret sans pilote largement basé sur le Soyouz habité. Il est utilisé pour ravitailler les Stations Spatiales et a été utilisé pour les Stations spatiales russes Saliout et Mir ainsi que pour la Station Spatiale Internationale qui reçoit trois ou quatre vols Progress par an.

Progress est capable de transporter du fret sous pression dans son transporteur de fret sous pression et de livrer également des ergols, de l’eau et des gaz sous pression à la Station spatiale. Le premier progress s’est envolé en 1978 vers la station spatiale russe Saliout 6. Depuis lors, Progress a été amélioré à plusieurs reprises, passant par plusieurs générations avec sa dernière génération volant sous la désignation de Progress M-M.

Progress est lancé sur la fusée Soyouz, actuellement sur le Soyouz-U, mais lorsque ce véhicule aura été retiré, Soyouz 2 sera chargé de livrer le Progress en orbite. Le Progress peut s’amarrer à n’importe quel port d’amarrage du segment russe de la Station spatiale internationale.

 Photo: NASA
Photo: NASA

Une fois amarrée et fixée en place, la trappe du porte-bagages pressurisé peut être ouverte par l’équipage pour décharger la cargaison. Parce qu’il est habité en orbite (les membres d’équipage peuvent entrer dans le vaisseau spatial), Progress est classé comme un vaisseau spatial habité, bien qu’il lance sans équipage.

Pendant son séjour à la station spatiale, toute la cargaison est transférée à l’ISS. Cela inclut la cargaison sèche qui est transférée par l’équipage, l’eau qui est également transférée en interne, l’oxygène et l’azote gazeux qui sont libérés pour repressuriser l’atmosphère de la station, et le propulseur qui est transféré via un système de transfert dédié qui est envoyé aux réservoirs du segment russe.

Ensuite, Progress est chargé de déchets et d’objets inutiles avant que l’écoutille ne soit fermée et que le vaisseau spatial ne se détache. Progress n’a pas de bouclier thermique et effectue une rentrée ciblée et destructrice pour mettre fin à sa mission.

Détails Techniques

Type Progression M
Fabricant RKK Energia
Longueur 7,23 m
Diamètre maximum 2,72m
Diamètre du module de chargement 2,20 m
Portée 10,6 m
Masse au lancement 7 200 kg
Équipage 0
Volume de chargement 6.6m3

Tout comme le vaisseau spatial Soyouz, le Progress se compose de trois sections, un Module d’Instrumentation et de Propulsion, un Module de Ravitaillement (au lieu du Module d’Entrée du Soyouz habité) et un module de Cargaison pressurisé contenant le système d’amarrage et un système de transfert de propergol. Progress a une masse de lancement allant jusqu’à 7 200 kilogrammes. Il mesure 7,23 mètres de long avec un diamètre maximum de 2,72 mètres et un diamètre de module de chargement de 2,2 mètres.

Progress peut transporter jusqu’à 1 800 kg de cargaison sèche, 420 kg d’eau, 50 kg d’air ou d’oxygène et 850 kg de propulseurs. Pour le retour à la maison, Progress peut être chargé avec 1 000 à 1 600 kg de déchets et 400 kg de déchets liquides. Entièrement déployé en orbite, Progress a une portée de 10,6 mètres.

Progress est certifié pour rester en orbite jusqu’à six mois. Dans son horaire de vol régulier, un Progress se défait peu de temps avant qu’un autre ne soit lancé pour quitter le port d’amarrage. Dans le passé, les véhicules Progress ont effectué diverses missions secondaires une fois leur vol de ravitaillement terminé, y compris des expériences scientifiques et des démonstrations techniques dans l’espace. Contrairement au Soyouz, Progress n’est pas capable de séparer ses modules, car il n’est pas conçu pour survivre à la rentrée.

 Photo: NASA
Photo: NASA

Module cargo

 Photo: NASA
Photo: NASA
Charge utile totale 2 350 kg
Cargaison sèche maximale 1 800 kg
Eau 420 kg
Air / Oxygène 50 kg
Propulseur de ravitaillement 880kg
Cargaison d’élimination Jusqu’à 1 600 kilogrammes
Capacité de déchets liquides 400kg

Tout comme le vaisseau Soyouz, le Progress se compose de trois sections, un module d’Instrumentation et de Propulsion, une Un module de ravitaillement (au lieu du module d’entrée du Soyouz habité) et un module de Cargaison pressurisé contenant le système d’amarrage et un système de transfert de propergol.

Progress a une masse de lancement allant jusqu’à 7 200 kilogrammes. Il mesure 7,23 mètres de long avec un diamètre maximum de 2,72 mètres et un diamètre de module de chargement de 2,2 mètres.

Progress peut transporter jusqu’à 1 800 kg de cargaison sèche, 420 kg d’eau, 50 kg d’air ou d’oxygène et 850 kg de propulseurs. Pour le retour à la maison, Progress peut être chargé avec 1 000 à 1 600 kg de déchets et 400 kg de déchets liquides. Entièrement déployé en orbite, Progress a une portée de 10,6 mètres.

Progress est certifié pour rester en orbite jusqu’à six mois. Dans son horaire de vol régulier, un Progress se défait peu de temps avant qu’un autre ne soit lancé pour quitter le port d’amarrage. Dans le passé, les véhicules Progress ont effectué diverses missions secondaires une fois leur vol de ravitaillement terminé, y compris des expériences scientifiques et des démonstrations techniques dans l’espace. Contrairement au Soyouz, Progress n’est pas capable de séparer ses modules, car il n’est pas conçu pour survivre à la rentrée.

Module de ravitaillement

 Soyouz Progress - Photo: NASA
Soyouz & Progress – Photo: NASA

À la place du Module de descente du Soyouz, le Progress comporte un Module de ravitaillement qui contient quatre réservoirs de propergol remplis de carburant Diméthylhydrazine dissymétrique et d’oxydant Tétroxyde d’azote pour le transfert dans l’Espace Gare.

De plus, le module dispose de deux réservoirs d’eau pouvant transporter jusqu’à 420 kg d’eau vers la Station spatiale et 400 kg de déchets liquides (eaux usées et urine) lors de son voyage vers une rentrée destructive. En outre, le module de ravitaillement est équipé de réservoirs de gaz sphériques pouvant transporter jusqu’à 50 kilogrammes d’oxygène comprimé, d’azote ou d’air vers la station spatiale.

Les ergols sont transférés via des connecteurs vers l’interface d’amarrage d’où ils sont dirigés à travers un adaptateur de propergol pour entrer dans le système de propergol de la station. Ces lignes de transfert sont rincées après les transferts pour éviter toute contamination. Les lignes de transfert ne traversent pas les compartiments de l’équipage de Progress ou de l’ISS, pour s’assurer que l’équipage ne peut pas entrer en contact avec les ergols toxiques.

Les réservoirs de gaz sont également situés à l’extérieur du module d’équipage afin que les fuites ne libèrent pas de gaz dans la station et ne provoquent un environnement riche en oxygène.

Module d’instrumentation et de propulsion

Diamètre 2,72 m
Masse au lancement ~ 2 900 kg
Volume habitable 0m3
Système de propulsion principal KTDU-80
Moteur principal S5.80
Trust 2,950N
Attitude Control 28 DPO Thrusters
Thrust 26.5N/130N
Oxidizer Nitrogen Tetroxide
Fuel Unsymmetrical Dimethylhydrazine
Propellant Mass 880kg
Power Generation 2 Solar Arrays
Span 10.6m
Surface 10m2
Puissance 1000W
Calculateur de vol TsVM-101

Ce module est de construction similaire à celui du Soyouz, mais il présente une configuration légèrement différente de ses sous-systèmes. Il transporte le système de propulsion, le système d’alimentation électrique et les ensembles de capteurs ainsi que les ordinateurs de vol. Un conteneur sous pression comprend des systèmes de contrôle thermique, d’alimentation électrique, de communication, de télémétrie et de navigation. La partie non pressurisée du module d’instrumentation contient le moteur principal et le système de propulsion à carburant liquide.

Le système de propulsion est utilisé pour les manœuvres de contrôle d’attitude, les rendez-vous et les ajustements d’orbite ainsi que pour la combustion de désorbitation. Le vaisseau Progress-M est équipé d’un module de propulsion KTDU-80 avec le système de propulsion principal. Il comprend quatre réservoirs sphériques pouvant contenir jusqu’à 880 kilogrammes de propulseurs UMDH et N2O4. Le moteur principal S5.80 peut fonctionner à trois niveaux de poussée. La poussée nominale est de 2 950 Newtons. Le KTDU-80 pèse 310 kilogrammes et fournit une impulsion spécifique de 326 à 286 secondes.Le moteur fonctionne à une pression de chambre de 8,8 bars, a un rapport de surface de 153: 1 et un rapport poussée / poids de 2,03. KTDU mesure 1,2 m de long et 2,1 m de diamètre.

 Photo: NASA
Photo: NASA

En plus de son système de propulsion principal, Progress dispose de 28 propulseurs de contrôle d’attitude multidirectionnels, chacun avec une poussée de 130 Newtons. KTDU a quatre réservoirs de propergol et quatre réservoirs de pressurisation qui contiennent de l’hélium gazeux pour la pressurisation du réservoir de propergol. Le propulseur qui n’est pas nécessaire au rendez-vous et à l’amarrage avec l’ISS et pour le voyage de retour peut être utilisé pour les reboostages de l’ISS.

Les quantités excédentaires d’ergols peuvent varier de 185 à 250 kilogrammes. Pour les reboosters, Progress utilise quatre ou huit de ses propulseurs de contrôle d’attitude pointant vers la bonne direction. Le système de propulsion principal n’est généralement pas utilisé pour les reboostages car il exerce une contrainte sur l’interface d’amarrage entre la Station spatiale et le Progress.

Le module d’instrumentation transporte également le système d’alimentation électrique composé de deux panneaux solaires qui se déploient une fois le véhicule en orbite. Avec ses panneaux solaires déployés, le Progress a une portée de 10,6 mètres. Le système d’alimentation comprend également des batteries embarquées.

Le module d’instrumentation est équipé de l’ordinateur de vol principal qui est en charge de tous les aspects de la mission Progress. Lors d’une mise à niveau récente, les progrès ont été reconfigurés pour l’ordinateur de vol numérique TsVM-101 et le système de télémétrie numérique MBITS. Le nouvel ordinateur est plus de 60 kg plus léger que l’ancien ordinateur Argon-16. Le système numérique permet à Progress de transporter 75 kilogrammes de fret supplémentaire.

Toute l’avionique du Progress est située dans un module d’instruments pressurisés deux fois plus long que celui du Soyouz car l’avionique normalement située dans le module d’entrée du Soyouz a dû être déplacée dans cette section.

Profil de vol Progress

 Photo: Oleg Artemyev
Photo: Oleg Artemyev

Les engins spatiaux Progress sont lancés au sommet d’une fusée Soyouz-U (Soyouz 2 à partir de 2014) qui met le véhicule en orbite en moins de neuf minutes. Après s’être séparé du booster, le Progress déploie ses panneaux solaires et ses antennes de communication pour compléter son processus d’insertion orbitale. De là, Progress s’en tient à un profil de rendez-vous nominal de 34 orbites pour se connecter à la Station spatiale internationale. Un profil de rendez-vous rapide qui emmène la progression vers l’ISS en seulement quatre orbites est également disponible, mais nécessite une certaine dynamique orbitale et une injection précise par le lanceur.

Pendant sa liaison avec la Station spatiale, Progress effectue un certain nombre d’ajustements d’orbite pour augmenter son altitude et poursuivre la station spatiale. Au cours de son rendez-vous, le Progress effectue un certain nombre de brûlures de phasage pour préparer le terrain à son rendez-vous automatisé. Cette séquence est initiée alors que la progression est encore à grande distance de l’ISS. Progress utilise le système de rendez-vous KURS qui communique avec son homologue, KURS-A, sur la station spatiale pour fournir des données de navigation aux ordinateurs du véhicule pendant l’approche du vaisseau spatial. Pendant l’approche, la progression effectue un certain nombre de manœuvres de rupture et de corrections de trajectoire.

 Photo: NASA
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Une fois à l’intérieur de 400 mètres, l’équipage à bord de la Station spatiale peut contrôler à distance le véhicule Progress via le système TORU qui permet aux membres de l’équipage d’amener le Progress pour un amarrage manuel en cas de défaillance de ses systèmes automatiques.

Lorsque le Progress se rapproche de l’ISS, il commence un survol pour s’aligner sur son port d’amarrage. Une fois aligné, le Progress arrête son approche à une distance de 200 mètres pour terminer une courte période de maintien en station pendant laquelle l’équipe en orbite et à l’intérieur du contrôle de mission vérifie l’alignement et les systèmes du véhicule. Une fois que tout est vérifié, le Progress reprend son approche et tire doucement ses propulseurs pour s’amarrer à une vitesse de 0,1 mètre par seconde. Après l’amarrage souple, les crochets sont fermés pour former un compagnon dur avant qu’un contrôle de fuite standard d’une heure ne soit lancé. Ensuite, l’équipage peut ouvrir la trappe du vaisseau spatial pour commencer les opérations de fret.

 Photo: NASA
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Pendant que le Progress est à quai, l’équipage retire les articles livrés du module cargo et les transfère à la station. Les propulseurs sont transférés par des commandes contrôlées au sol et l’eau est transférée manuellement par l’équipage à l’aide d’un panneau de commande dans le module de cargaison. Les gaz sous pression sont libérés directement à l’intérieur du module cargo et avec cela l’ISS. Après avoir été chargé de déchets et de déchets liquides, la trappe du véhicule est fermée et la progression se détache de la station.

Après le démontage, le Progress peut soit soutenir une mission secondaire pendant plusieurs semaines, soit se préparer pour une fin de mission plus rapide. Lorsque sa mission en orbite sera terminée, Progress tirera ses moteurs pour effectuer une combustion de désorbitation pour une rentrée destructrice au-dessus de l’océan Pacifique avec des parties survivantes impactant loin de toute masse terrestre.

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