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L'ESPACE SOVIETIQUE

LE VAISSEAU SOYOUZ

La dénomination du Soyouz, union en russe est d'abord attribuée par le bureau constructeur à l'aide d'un code commençant par 7K suivit de lettres. Le 7 signifiant la 7eme génération dessinée par Korolev et le K Koralb, "vaisseau". Les 1K et 3K ont été les Vostok et Voskhod, 2K et 4K, les satellites de reconnaissance Zenith et leur dérivée et le 5K a été utilisé par un véhicule qui n'a jamais servit baptisé Sever. Depuis la dissolution de l'URSS, cette dénomination a été abandonnée.

La seconde dénomination est attribuée par les militaires sous la forme d'un index, style 11F615 principalement utilisé dans les usines de fabrication.

La troisième dénomination est publique, celle que l'on connaît au travers les articles, le Soyouz, Soyouz T, TM, Progress...

La première version habitée du Soyouz est le 7K-OK (Orbital'nyy Korabl ou vaisseau orbital) capable de transporter trois cosmonautes à son bord pour des missions de RV en orbite, amarrage et des EVA en préparation des missions lunaires. Ces Soyouz amarrés entre eux ne permettent des transferts d'équipages en interne.
Ce Soyouz là est le père de tous les Soyouz a venir. Décliné en version Active et Passive, il est lancé 17 fois entre 1966 et 1970, avec 16 mise en orbite réussit. 8 seulement ont été habités Soyouz 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8 et 9.

Les premières photos du Soyouz sont montrées pour la première fois aux occidentaux en 1968 après le vol des Soyouz 4 et 5. En 1970, deux vaisseaux type Soyouz 4 et 5 amarrés sont montrés pour la première fois à l'exposition d'Osaka au Japon et au musée de l'espace à Moscou ainsi qu'au salon du Bourget à Paris en 1971.

Soyouz amarrés exposés à Osaka en 1970 

Soyouz amarrés exposés au musée de l'espace de Moscou

Soyouz amarrés exposés au salon du Bourget en 1971

C'est un un vaisseau de seconde génération comparable à Apollo capable de revenir sur terre à la seconde vitesse cosmique depuis n'importe où. Initialement construit pour aller autour de la lune, il sera testé entre 1967 et 70 autour de la terre puis suite à l'alunisage des astronautes américains avec Apollo 11 en 1969 sera assigné à la desserte de stations orbitales.

Une première série vole en 1970 pour la desserte de Saliout 1, puis un second type après l'accident de Soyouz 11 en 1971 jusqu'en 1980.

 

MODULE ORBITAL SOYOUZ 10

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1 Sonde d'amarrage 
2 Radar transpondeur
3 Tunnel de liaison avec le module de descente
4 Ecoutille d'entrée au sol
5 Radar transpondeur RV
6 Ecoutille avant
7 Stockage nourriture
8 Tablette à dossier
9 Stockage nourriture
10 Matériels d'hygiène
11 Régénérateur d'oxygène
12 Panneaux écran
13 Panneaux contrôle pression de bord
14 Caméra de RV

MODULE DE DESCENTE 
SOYOUZ 12

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1Ecoutille vers le module orbital
2 Panneaux principal
3 Périsocpe
4 Panneau de commande
5 Condenseur échangeur de chaleur
6 Siège ingénieur de vol
7 Siège commandant de bord
8 Analyseur de gaz
9 Régénérateur d'oxygène
10 Absorbeur de CO2
11 Système de mélange des gaz 
12 Panneau de contrôle
13 Siège ingénieur
14 Ecoutille de récupération
15 Parachute
16 Rétro-fusées sol
17 Radar d'atterrissage

MODULE DE SERVICE 
SOYOUZ 1 A 9

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1 Réservoirs acide nitrique
2 Réservoirs de pressurisation
3 Anneau de support du module de descente
4 Balise
5 Senseur solaire
6 Réservoir de carburant (torique)
7 Réservoirs de carburant
8 Senseur IR
9 Radar de RV
10 Moteur KTDU 35
11 Coupe-circuit pour la balise pliée 

 

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D'une masse de 6450 pour Soyouz 1 à 6646 kg pour Soyouz 8, il comporte trois éléments:

_ A l'avant un compartiment orbital de 1300 kg. Dans une sphère allongée de 2,3 m de diamètre et 2,65 m de long, un habitacle long de 1,8 m a été aménagé offrant 6 m3: 
Deux plans perpendiculaires à l'axe le délimitent, près de la porte et juste après du plan diamétral, pour laisser la place à un système d'amarrage long de 1,2 m, avec un diamètre de base de 1,7 m. Il possède 4 hublots. A l'intérieur on trouve une couchette, une armoire, le système de survie et des appareils de contrôle. 

   

Module orbital "femelle".


_ A l'arrière, un compartiment salle des machines, un cylindre de 3 m de long et 2,4 m de diamètre (2560 kg). Dans ce module, une enceinte thermostatée abrite les systèmes radio-électrique, les ordinateurs et le dispositif thermo-régulateur. 
Le système de propulsion du Soyouz est dénommé KTDU 35 (conçue par les usines de Isayev en 1962-66) Il consiste en deux moteurs individuels fonctionnant avec les mêmes réservoirs de carburant, un principal (moteur tuyère) et un secours (4 tuyères). Le moteur principal permet de créer une impulsion de 2750 m-s (équivalent à 280 secondes) avec une poussée de 417 kg. Le moteur de secours permet lui de créer 2650 m-s (270 secondes) avec une poussée de 411 kg. La durée totale de fonctionnement des deux systèmes est de 500 secondes avec 755 kg de carburant. La masse de carburant embarque varie en fait de 500 à 900 kg. Cela permet au vaisseau de grimper à 1300 km d'altitude et d'en revenir.
Le carburant et comburant (UDMH et acide nitrique) sont logés dans 4 réservoirs sphériques et un torique à l'intérieur du module. 
Sur la paroi externe les moteurs du système de manoeuvre d'attitude (14 moteurs de 10 kg et 8 de 1 kg).
Deux ailes solaires sont attachées de part et d'autre, enroulées autour du module au moment du lancement. Mesurant 1,9 m sur 4,3 m, elle offre 14 m2 de surface au soleil autorisant la production de 1kW d'électricité sous 27 V. La durée de vie "orbitale du Soyouz est de 30 jours.


_ Entre les deux, la cabine haute de 2 m avec un diamètre maxi de 2,3 m et une masse de 2700 kg. Les soviétiques ont retenu la forme de cloche avec un bouclier thermique à la base détachable.  Cette cabine sert au lancement, au retour mais aussi pour toutes les manoeuvres en orbite.  A l'intérieur, les occupants sont assis sur des siéges inclinés à 30° disposés en "patte d'oie" et montés sur des amortisseurs. La place de la cabine est occupée par des équipements de contrôle sur un large tableau de bord. Le commandant est au centre avec devant lui à sa gauche la manche à balai et à sa droite la poignée d'orientation. Comme sur le Vostok, le viseur optique a été conservé de même que deux hublots. Au dessus, la porte d'accès vers le module orbital servant au lancement et au retour. Le système de parachute est à l'avant de la cabine 
Point important: par rapport à Apollo, les occupants de Soyouz ne voit pas l'avant de leur vaisseau, un système de caméras en circuit fermé permet de voir ce qui se passe à l'extérieur (deux caméras sur bras à l'avant et à l'arrière).

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Détail du poste de pilotage Sirius réalisé par l'OKB LII de S Darevsky. 

La cabine possède deux moteurs de manoeuvre et de contrôle de roulis (poussée de 15 kg) et 4 moteurs de 7,5 kg pour le tangage et le lacet alimenté par de l'eau oxygéné (deux réservoirs de 30 kg).

Le système de RV a été sélectionné parmi 4 systèmes proposés par les constructeurs soviétiques concurrent. Le système Igla, aiguille fut retenu. Il nécessite pour bien fonctionner que les deux vaisseaux soient bien alignes sur l'axe de leur trajectoire si qui interdit les amarrages latéraux. Le système ARS (emission X) sert de secours en mesurant la distance et la vitesse pour l'approche. 

Le retour de la cabine sur terre se fait par parachute (fournit par le NII PDS de F Tkatchev) sur la terre ferme. Le système est enclenché à 9500 m d'altitude et permet l'extraction des parachutes de freinage et du principal (1000 m2). Le bouclier thermique est largué et la descente se poursuit. A un mètre et demi du sol, 4 petits moteurs à poudre fournit par le MKB Iskra de Kartoukov sont allumés réduisant la vitesse à 2 m-s. Ils sont déclenchés par un altimètre gamma Kaktus (construit par l'OKB de Leningrad). 

LES PREMIERS SOYOUZ
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Soyouz 9 est le dernier vaisseau de la première série. A l'exception de petites missions au milieu des années 1970, tous les vaisseau Soyouz seront lancés pour s'amarrer à une station orbitale.

Avec le lancement de la station Saliout 1 en 1970, le Soyouz subit quelques modifications. Il devient évident que l'échec de la lune ont conduit les soviétiques à transférer ce vaisseau au transport d'équipage vers ses stations.  Vue de loin, le nouveau Soyouz (10 et 11) apparrait presque identique à ces prédécesseurs.  Sa masse a augmentée à 6790 kg pour Soyouz 11. Le réservoir torique de carburant en salle des machines a été enlevé réduisant l'emport de carburant de 755 à 500 kg. La modification principale est le système d'amarrage qui permet maintenant des transferts d'équipage en interne, sans EVA dans l'espace (système "tige-cône" conçue par Legostaiev et Syromiatnikov).
La station Saliout étant conçue pour être exploiter par trois hommes, le
nouveau Soyouz n'est pas tester en vol inhabité avant le lancement de Soyouz 10.

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Ci dessus, Soyouz de type 10 et 11. A droite le système d'amarrge Soyouz Saliout et le Soyouz type 10-11.

 

Après la tragédie du Soyouz 11 en 1971, le vaisseau est à nouveau modifié. Premièrement conséquence l'équipage est réduit à deux cosmonautes vêtus de leur scaphandre presurisé Soko. 
Les panneaux solaires sont supprimés, l'énergie électrique étant maintenant fournit par des batteries rechargées lorsque le vaisseau est amarré à la station. L'autonomie en vol orbital est ainsi réduite à deux jours lorsque l'amarrage est raté. Deux antennes télescopiques sont fixées à leur place. Un vaisseau 7K-TA est étudié avec un nouveau système de RV Igla. Il est testé 4 fois en vol automatique (Cosmos 496 en juin 1972, Cosmos 573 en juin 1973, Cosmos 613 en novembre 1973 et Cosmos 656 en mai 1974) et une fois habité Soyouz 12 en septembre 1973. La masse de ce Soyouz est voisine de 6800 kg dont 500 de carburant.

33 7K-T sont lancés entre 1971 et 1981 dont 29 habités. 

Les fenêtres de lancement et de retour des cabines Soyouz obéissent aux lois de la mécanique céleste et à des restrictions particulières. La majorité des vaisseaux reviennent sur terre lorsque qu'il passe en direction du Nord au dessus le site d'atterrissage. Mais un retour occasionnel peut intervenir sur une trajectoire Sud comme Soyouz 1 et T15. D'après la documentation soviétique, il y a plus de limite imposée. Ainsi deux conditions essentielles doivent être réunit simultanément, une condition de retour de jour et l'allumage de la rétrofusée en condition lumière du soleil. 

A cela s'ajoutent les trajectoires des stations orbitales que les Soyouz sont sensés rejoindre. Parce que la terre tourne sous la trajectoire orbitale de la station Saliout, un lancement vers elle ne peut avoir lieu que lorsque son plan orbital passe  au dessus du site de lancement de Baikonour. De même que le retour d'une mission de visite peut seulement se faire à une heure spécifique chaque jour quand l'orbite du Saliout passe au dessus de la zone d'atterrissage. C'est l'orbite d'une opportunité de lancement ou la suivante. Ce modèle se complique car le plan orbital de Saliout tourne autour de la terre dans un mouvement de précession. Résultat, les heures pour lancer et atterrir se décalent de plus en plus tôt. Le plan orbital de Saliout tourne autour de la terre en 60 jours, ce qui autorisent les opérations de lancements et de retour tous les 2 mois environ.

Par exemple pour Saliout 1 dans la période avril-octobre 1971, il y a deux opportunités de retour quand la station passe au dessus du site d'atterrissage entre le coucher du soleil et trois avant ce dernier, les 15-22 mai et 14-22 juillet.

Pour Saliout 2 en 1973, il y avait trois opportunités entre les 24-29 mai, 20-29 juillet et du 21 septembre au 1er octobre.

Pour Saliout 3 en 1974, il y a 3 fenêtres en juillet, septembre et novembre. Seul la fenêtre de juillet a été utilisé, l'échec de l'amarrage de Soyouz 15 ayant occulté la seconde. D'après les abaques, la mission devait durer 3 semaines.

Pour Saliout 4 en 1975, il y a 6 fenêtres. La première est utilisée par Soyouz 17, la seconde par le tir raté de Soyouz 18-1, la troisième par Soyouz 18 (vol de 9 semaines).

Pour Saliout 5 en 1976-77, il y a 4 fenêtre. Seule la fenêtre de juillet suivant le lancement de la station est utilisée avec une mission de 50 jours qui pouvait facilement être allongée jusqu'à 9 semaines. Pour la seconde fenêtre d'octobre, Soyouz 23 rate son amarrage. En 1977, il y a 3 fenêtres. Soyouz 24 utilise la première en février avec une mission de 18 jours.   

Pour les autres Saliout et MIR, il y a une fenêtre tous les deux mois.

La version 7K-TM est conçue spécialement pour le vol ASTP en 1975, c'est un mélange de Soyouz première et seconde série avec un module de descente conçue pour deux cosmonautes et une paire d'ailes solaire (8,37 m d'envergure) sur le module de service. Pour s'amarrer au vaisseau Apollo, il est équipé d'un système androgyne. Sa masse est de 6790 kg pour une longueur de 7,48 m. Il est lancé par un A2 modernisé. 5 7K-TM sont lancés entre 1974 et 76 dont trois habités.

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Le Soyouz 19 du vol commun ASTP en 1975. 
Spécialement conçu pour cette mission, il est de couleur verte afin d'être plus visible pour Apollo. Le lanceur A2 était exceptionnellement de couleur blanche, le seul connu dans tous les vols Soyouz.  

Le Soyouz testé par l'équipage Lazarev et Makorov en 1973 va rester le vaisseau de référence et être utilisé pour desservir les stations orbitales Saliout de 1974 à 1981. Un dernier vol en automatique est réalisé le 27 mai 1974 sous l'appellation de Cosmos 656. 25 Soyouz seront lancés vers Saliout et Almaz avec plus ou moins de succès. 

Un Soyouz de second type exposé au salon du Bourget.

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La petitesse de la cabine du Soyouz se voit au travers de ces vues prises depuis le siége central du Soyouz 29. A droite, l'écoutille de sortie vers le module orbital. C'est la seule sortie.

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Les siéges de bord

Le coté gauche

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Le coté gauche avec un morceau du panneau central

Le panneau central

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Le panneau central  avec un morceau des siéges

En regardant au dessus...

 

La cabine du Soyouz 28 exposé au musée de Prague (Tom Kladiva). On noter à la base de la cabine des inscriptions en russe et anglais permettant d'ouvrir l'écoutille. Si d'aventure, le Soyouz devait revenir hors du territoire national, il pouvait atterrit aux USA dans le Nord Dakota, Arkansas (Weatherford), l'Oklahoma (Hot Springs)  et le Texas (Denton). de toute façons, il ne faisait pas bon dans les années 1970 d'atterrir aux USA avec une étoiles rouge peinte sur votre véhicule. Et si en plus vous parliez russe...
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LANCE SOYOUZ "SEMIORKA"

Le 7K-ST est le cheval de bataille des soviétiques depuis 1980. Dérivé du 7K-S militaire, il sert pour le transport d'équipage vers les stations. Conçue pour trois cosmonautes, il retrouve ses panneaux solaires. lancés 18 fois entre 1978 et 86, il fut 15 fois habités. C'est le fameux Soyouz T.

De quelle couleur sont les Soyouz ? Selon les photos ils apparaissent de plusieurs couleurs, de gris foncé à gris-vert foncé. Le Soyouz utilisé pour la mission commune avec Apollo en 1975 était vert foncé pour des raisons optiques. La zone des radiateurs était blanche avec des morceaux métallique or. Le Soyouz TM est recouvert d'une protection thermique noire qui selon l'éclairage apparaît vert foncé. En fait, la couleur du Soyouz varie selon sa mission. Les premiers vaisseaux était vert clair

 

SALIOUT 1
SALIOUT 2
SALIOUT 3
SALIOUT 4
SALIOUT 5
SOYOUZ T-SALIOUT 6
SALIOUT 7
SOYOUZ TM-MIR