tir d'une fusée Soyouz en Guyane

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Le 20 octobre prochain, la première fusée Soyouz décollera du Centre spatial guyanais de Kourou, depuis un nouvel ensemble de lancement à 13 km au nord-ouest de la zone de lancement d’Ariane 5. Pour ce premier vol, le lanceur emporte les deux premiers satellites Galileo. Il sera suivi d’un second lancement, vraisemblablement en décembre.

Les préparatifs vont bon train pour préparer la première fusée russe Soyouz à son lancement depuis la Guyane française. Ce Soyouz ST-B, la plus puissante des deux configurations de la version Soyouz ST exploitée par Arianespace depuis le CSG, est entièrement assemblé dans son bâtiment d’intégration (MIK).

Il doit lancer les deux premiers satellites du système européen Galileo. Ils seront déployés à 23.222 kilomètres d’altitude et rejoints en orbite par deux autres satellites qui seront lancés en 2012. Ensemble, ils formeront le noyau opérationnel de l'ensemble de satellites de navigation Galileo afin de démontrer sa bonne conception avant le lancement des 26 autres satellites destinés à former la constellation par une flotte de lanceurs Soyouz et Ariane 5.

Prêts pour le 20 octobre

Pour l'instant, tout indique que les équipes au sol devraient tenir la date du lancement, fixée au 20 octobre. Le lanceur est actuellement en position horizontale. D’ici quelques jours, il sera transféré en zone de lancement et redressé à la verticale avant de recevoir sa charge utile hissée à l’intérieur du portique.

Livré à Arianespace en avril 2011, cet ensemble de lancement, dont la construction a débuté en décembre 2005, avec les premiers travaux de terrassement, diffère de ses homologues de Baïkonour et Plessetsk. Il est en effet adapté aux normes françaises et aux spécificités du Centre spatial guyanais. L'installation des charges utiles s'effectue sur le lanceur en position verticale, alors qu'au Kazakhstan et en Russie la fusée est assemblée en position horizontale, une pratique habituelle depuis les débuts de l'astronautique soviétique. En Guyane, il a fallu construire un portique mobile qui assure également la protection des satellites et du lanceur de l’environnement tropical humide.

Ce lanceur est composé de quatre étages. Le premier comprend les quatre boosters accolés à l’étage central, qui constitue le deuxième. Viennent ensuite le troisième étage, emportant le nouveau système de contrôle numérique, censé améliorer la précision de la trajectoire, et enfin l’étage supérieur Fregat sur lequel sont installées les charges utiles. Cet étage est une sorte de véhicule orbital autonome capable d'accéder à différentes orbites.

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La fusée Soyouz a rejoint son aire de lancement pour sa première mission depuis le Centre spatial Guyanais. Après une répétition générale effectuée en mai 2011, le 14 octobre, le lanceur a été acheminé horizontalement sans sa coiffe et érigé à l'endroit même où il doit décoller, le 20 octobre prochain.



La charge utile lui a été ajoutée ensuite, grâce au portique mobile d'intégration qui équipe le pas de tir. Il s'agit des deux premiers satellites de la constellation Galileo, le système européen de géolocalisation complémentaire du GPS.

La fusée Soyouz, conçue par la Russie dans les années 1950, a réussi plus de 1800 lancements. Mais c'est la première fois qu'elle doit décoller depuis la Guyane. Depuis ce lieu proche de l'équateur, la fusée profite d'une vitesse de rotation de la Terre plus élevée qu'au Kazakhstan, ce qui lui permet presque de double sa capacité d'emport : de 1,7 tonnes, elle passe à 3 tonnes.

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Au Centre de lancement guyanais (CSG), on en est aux ultimes préparations avant le lancement historique du jeudi 20 octobre à 7 h 34 (12 h 34 en heure française) qui verra décoller une fusée Soyouz pour la première fois. Le lanceur est désormais érigé sur son pas de tir, protégé des aléas climatiques par le portique mobile. L'installation de l’étage Fregat qui abrite les deux satellites Galileo a commencé ce weekend. Un lancement à suivre sur Futura-Sciences.

À trois jours de son vol historique, tous les clignotants sont au vert pour le lancement du 20 octobre. Pour cette mission, dénommée VS01, Soyouz doit lancer les deux premiers satellites de la constellation du système européen de positionnement Galileo. Ces deux satellites font partie de la phase dite de développement et de validation en orbite (IOV) qui doit s’assurer du bon fonctionnement du système Galileo en orbite et au sol. En tout, quatre satellites IOV seront lancés, les deux prochains à l’été 2012 par Soyouz.

À l’issue de cette phase IOV, celle de déploiement en grandeur réelle verra la fabrication (qui a déjà débuté) et le lancement des 26 autres satellites par des Soyouz et des Ariane 5 jusqu’à fin 2016. Prénommés Tiis et Natalia, ces deux premiers satellites IOV ont été construits sous la maîtrise d’œuvre d’Astrium avec Thales Alenia Space et sont pleinement représentatifs des 30 satellites de la constellation Galileo.

Pour ce vol, la performance demandée au lanceur est de 1.580 kilogrammes, dont environ 1.400 pour les satellites. La séparation des satellites s’effectuera 3 h 49 mn 27 s après le décollage du lanceur, prévu à 12 h 34 mn, heure de Paris. Ils seront placés sur une orbite circulaire à 23.222 kilomètres d’altitude, inclinée à 54,7 degrés par rapport au plan de l'équateur et fonctionneront au moins douze ans.

Le Soyouz ST commercialisé par Arianespace

La fusée Soyouz, lanceur à tout faire de la Russie, est utilisé pour des vols habités vers l’ISS, commerciaux et scientifiques, quelles que soient les orbites visées. Il a été modernisé depuis 2004 pour répondre aux exigences d’Arianespace, tenant aux performances et à l’adaptation aux normes en vigueur au CSG. Les modifications touchent plusieurs points. Un système de contrôle numérique, par exemple, assure une plus grande souplesse aux missions. Un système d'autodestruction en vol, commandé depuis le sol et appelé Kit sauvegarde Europe, a été ajouté pour garantir la sécurité des zones habitées de Kourou et de Sinnamary. Parmi ces changements figure aussi un moteur plus puissant pour le troisième étage qui améliore considérablement les performances globales du lanceur.

La fusée Soyouz, proposée pour des lancements commerciaux ou bien institutionnels, comme c’est le cas aujourd’hui avec les deux satellites Galileo, compte quatre étages. Un groupe de quatre propulseurs forme le 1er étage entourant le corps principal (2e étage) puis un 3e étage surmonté de l’étage supérieur réallumable Fregat (4e étage). Dans sa version standard, ce lanceur utilise des coiffes de type ST d’un diamètre externe de 4,1 mètres et une longueur de 11,4 mètres.

Après le lancement historique du 20 octobre, si tout se passe bien, un tir de fusée Soyouz est prévu au CSG entre le 16 et 23 décembre, pour emporter les satellites Pleiades d'Astrium. À ce jour, Arianespace a signé 14 contrats de lancements de Soyouz depuis le CSG et prévoit de deux à quatre tirs chaque année.

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Le premier décollage d'un lanceur russe Soyouz du Port spatial européen de Guyane se fera depuis un site spécialement conçu. Il a été réalisé en coopération entre la France et la Russie, après que le Conseil de l’Esa a approuvé, en juin 2002, l'installation en Guyane du lanceur russe Soyouz aux 1776 lancements.

Situé sur la commune de Sinnamary, à 60 kilomètres de Kourou et à une quinzaine de kilomètres des installations d’Ariane 5, l’Ensemble de lancement Soyouz couvre une superficie d'environ 120 hectares sur lesquels quelque 20.000 m² d'infrastructures en dur ont été construites, réparties en trois zones. Dérivé de ceux existants à Baïkonour et à Plessetsk, ce site de lancement est adapté aux normes françaises et aux spécificités du Centre spatial guyanais. Différence la plus spectaculaire pour un habitué des Soyouz : l'installation des charges utiles s'effectuera alors que le lanceur sera en position verticale. Au Kazakhstan et en Russie, en effet, la fusée est couchée à l'horizontale quand les charges y sont placées.

Pour l’Europe, l'installation de Soyouz en Guyane doit compléter la gamme de lanceur d’Arianespace (Ariane 5, Vega) de façon à disposer de solutions pour le lancement de tous les types de missions. Les plus lourdes seront confiées à Ariane 5, Vega se focalisant sur les lancements scientifiques et Soyouz les satellites de masse moyenne, typiquement 3 tonnes en GTO. À plus long terme, l’idée est d’ouvrir la voie à une coopération plus large entre l'Europe et la Fédération de Russie dans le domaine des lanceurs futurs.

L'intérêt de tirer Soyouz depuis la Guyane est double. Premier avantage, l'effet de fronde : plus une base de lancement est proche de l'équateur, plus elle tourne vite du fait de la rotation de la Terre (1.662 km/h à Kourou, contre 1.168 à Baïkonour). Second avantage : si la base de lancement est éloignée de l'équateur, le lanceur, puis le satellite devront corriger leur trajectoire en vol pour se placer sur le bon plan, ce qui nécessite plus d'énergie. En combinant effet de fronde et inclinaison, on gagne 30 % d'efficacité. Autrement dit, la position géographique du CSG fournit à Soyouz la possibilité d'accéder plus facilement au marché des satellites de télécommunications et d'augmenter considérablement ses performances en orbite de transfert géostationnaire, passant de 1,7 tonne à Baïkonour à près de 3 tonnes au CSG.

Trois zones distinctes

À l’entrée du site se trouve une zone support comprenant une centrale de production d'énergie équipée de quatre groupes électrogènes (chacun de 1,5 KVa, kilovolts-ampères), une centrale de production d'eau chaude et d'eau froide pour la climatisation des bâtiments et un local de charge batterie et enfin une réserve incendie.

Cette zone abrite également le Centre de lancement, un bunker en béton armé de deux étages équipé d'un toit composé de deux dalles en béton armé. La première, d'une épaisseur de 1,5 m est conçue pour résister à l'impact causé par la chute d'un élément du lanceur (le moteur par exemple). Quant à la seconde (50 cm), elle protège les biens et les personnes à l'intérieur du bâtiment. Ces deux dalles sont séparées par un espace de 30 cm recouvert d'une couche de Kevlar dont le but est d'absorber les débris causés par l'impact.

Au milieu du site, se situe la zone de préparation avec le bâtiment d'intégration lanceur (MIK). Ce bâtiment est relié à la Zone de lancement par une voie ferrée d’environ 600 mètres qui permet le transfert du lanceur vers son pas de tir, en position horizontale d'où il sera érigé en position verticale pour la fin de la campagne. Les trois premiers étages du lanceur sont assemblés dans ce bâtiment, à l'horizontale sur un chariot équipé d'un bras élévateur.

Troisième zone du site, le pas de tir comprend le massif (structure enterrée en béton armé destinée à accueillir le lanceur), le carneau, le portique mobile et les quatre mats antifoudre pour protéger le lanceur. Le portique mobile a pour fonction de protéger le lanceur des conditions climatiques. Avec ses neuf plateformes, il permet l'accès aux divers niveaux du lanceur, notamment pour l'intégration à la verticale du composite supérieur composé de l'étage supérieur Fregat, des charges utiles et de la coiffe de type Ariane 4.

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Cet énorme bâtiment mobile vient protéger la fusée Soyouz une fois qu'elle est dressée sur son pas de tir. Il sert alors à installer au sommet du lanceur le quatrième étage, appelé Fregat, abritant les deux satellites. Cette réalisation unique, et caractéristique du lancement de Soyouz en Guyane, ne s'est pas faite sans mal.

À Kourou, le portique mobile différencie l’Ensemble de lancement Soyouz (ELS) des installations qu’utilisent les Russes pour lancer le Soyouz depuis Baïkonour au Kazakhstan ou Plesetsk dans le Nord de la Russie. Il est essentiel au lanceur car l’intégration de l’étage supérieur Fregat ne se fait pas à l’horizontale, la fusée étant couchée, comme le font les Russes dans leurs cosmodromes, mais à la verticale, comme c’est de tradition pour la famille Ariane.

Cette adaptation du système de lancement de Soyouz ne s’est pas faite sans bousculer la susceptibilité des Russes qui s’appuient sur la longévité exceptionnelle d’un système fort d’environ 1.800 missions ! Sa construction a souffert d’un retard significatif qui a provoqué un report dans la livraison du site à Arianespace. La société russe qui devait initialement le construire a fait faillite.

Un portique qui protège aussi la fusée

Haut de 45 mètres et d'une masse de 800 tonnes, ce portique est situé à environ 80 mètres de la table de lancement et se déplace le long d’une voie ferrée. Les trois premiers étages du Soyouz sont assemblés en position horizontale dans le bâtiment d’intégration (MIK) puis le lanceur est relevé à la verticale, à l'extérieur du MIK, sur sa table de lancement pour recevoir l’étage supérieur Fregat.

Ce quatrième étage, qui contient les satellites, est préparé dans le bâtiment F3 du CSG et transporté en camion jusqu’au pied du lanceur, alors à l’abri dans le portique mobile. L'étage est ensuite hissé et intégré sur le lanceur. Quant au portique mobile, il est retiré environ une heure avant le lancement.

Ce portique sert également à protéger le lanceur des intempéries pendant les opérations en zone de lancement et à sécuriser l’accès en hauteur aux étages du lanceur, en adéquation avec la législation européenne.

Pour travailler aux opérations d’intégration, les équipes disposent grâce à ce portique de 13 plateformes amovibles donnant accès aux différents niveaux du lanceur, dont un pour intervenir sur la charge utile si nécessaire.

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La fusée russe aux 1800 lancements a décollé pour la première du Centre spatial guyanais aujourd'hui 21 octobre 2011, à 12 h 30, heure légale française. À son bord, les deux premiers satellites de la constellation Galileo, l’équivalent européen du GPS.



Une adaptation réussie

Malgré un retard de plusieurs mois sur le programme prévu, la version la plus puissante du lanceur Soyouz a finalement décollé sans encombre de Guyane. Ce lanceur mythique conçu dans les années 1950 n’avait jusque-là décollé que du Kazakhstan ou de la Russie.

Il a dû être adapté pour pouvoir décoller de Guyane, qui se trouve en zone équatoriale. En particulier, le taux d’humidité de l’air, très important, impose d’intégrer le satellite au lanceur en position verticale, d’où la construction d’un hangar mobile.

Un Soyouz plus performant

En décollant de Guyane, à 5° de latitude nord, le même lanceur peut satelliser 3 tonnes, au lieu de 1,7 tonne quand il part de Baïkonour, à 45° nord. Ce surplus de performance est dû à la vitesse de rotation de la Terre, qui est de l’ordre de 1600 km/h à l’équateur contre seulement 1100 km/h à la latitude de Baïkonour.

Le système Galileo sur orbite

Les deux satellites dans la coiffe de Soyouz sont les deux premiers du système de géolocalisation européen, concurrent mais aussi complémentaire du GPS américain.

Une fois dans l’espace, ils doivent encore rejoindre leur orbite à 23200 km d’altitude. C’est le quatrième étage de la fusée, baptisé Fregat, qui doit les amener à bon port quatre heures après le décollage, soit à 16 h 20 (heure légale française).

Baptisés IOV 1 et 2 (pour In Orbit Validation), ces deux satellites de 700 kg vont s’ajouter aux Giove A et B lancés en 2005 et 2006 pour tester le système.

D’ici 2015, quatorze satellites du système Galileo devraient être sur orbite.

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Le premier lancement d’une fusée russe Soyouz depuis la Guyane, le 21 octobre dernier, signe le succès d’une coopération entre l’Europe et la Russie. Arianespace devrait exploiter ce lanceur mythique pendant une dizaine d’années avant que le remplaçant d’Ariane 5 le pousse hors de Guyane.

Vous l'avez suivi en direct sur Futura-Sciences : malgré un report de 24 heures, Soyouz a réussi sa première mission en Guyane. Le lanceur a décollé vendredi 21 octobre à 10 h 30 (TU) depuis sa nouvelle base de lancement du CSG, un Ensemble de lancement construit par le groupe Vinci.

Le lanceur russe a mis sur l’orbite visée les deux premiers satellites de la constellation Galileo, le système de navigation et de positionnement par satellites conçu par l’Europe pour s'assurer l'indépendance en matière de géolocalisation et concurrencer le GPS américain.

Le Soyouz guyanais annonce-t-il d'autres coopérations ?

Comme le souligne la presse européenne, il s’agit d’un « véritable succès pour tous les acteurs du projet », qui a suscité un réel enthousiasme en Europe et en Russie. C’est la première fois qu’un lanceur russe Soyouz décolle d’une autre base que celles de Plessetsk en Russie ou de Baïkonour au Kazakhstan. Ce premier très grand projet mené en coopération entre l’Agence spatiale européenne et la Russie pourrait en appeler d’autres. D’ici quelques semaines, l’Esa et Roscosmos pourraient dévoiler un projet commun d’exploration, comme l’a annoncé Vladimir Popovkine, le chef de Roscosmos, lors du Salon aérospatial international Maks 2011, qui s’est tenu cet été près de Moscou.

Pour l’Esa, responsable du programme Soyouz en Guyane, ce lancement avec la mise à poste réussie des deux premiers satellites de la constellation Galileo « est un double événement historique, qui illustre bien les avancées de la coopération : entre l’Esa et la Russie d'une part, avec une contribution de la France d'une importance capitale, mais aussi entre l’Esa et l'Union européenne dans le cadre d'une initiative commune », a souligné Jean-Jacques Dordain à la fin de la mission. Quant au Cnes, maître d’œuvre système du projet et responsable du développement et de la qualification technique de l’Ensemble de lancement Soyouz en Guyane, ce succès « démontre la maturité de ses équipes en Guyane qui garantissent à Arianespace des installations au sol fiables et disponibles pour lancer dans les délais impartis ».

En Guyane, Soyouz ne durera pas ad vitam aeternam

Pour Arianespace, qui a assuré la fourniture des systèmes russes, coordonné les activités des entreprises russes et commercialisé le lanceur, ce succès élargit son offre commerciale. Elle peut ainsi mieux répondre aux besoins actuels de lancements de satellites, quelles que soient la masse à lancer et l’orbite à atteindre. « Avec ce lancement, nous ouvrons un nouveau chapitre de notre propre histoire, celle d’une Europe qui réussit, d’une Europe qui s’affirme dans le domaine spatial et d’une Europe ouverte qui sait coopérer », s’est exprimé Jean-Yves Le Gall, P-DG d’Arianespace.

Reste que tout le monde ne partage pas cet enthousiasme. En Russie, des responsables politiques fustigent l’utilisation du lanceur Soyouz hors des frontières russes et kazakhes. D’autres personnalités, en Europe, sont dubitatives sur son avenir en Guyane et s’étonnent qu’au final un Soyouz lancé depuis la Guyane revienne pratiquement aussi cher qu’une Ariane 4, dont les performances étaient supérieures et que l’on avait abandonné en 2003 en raison de son coût !

Bien qu’Arianespace ait d’ores et déjà signé 14 contrats de lancement, et en signera d’autres car un satellite de 3 tonnes pourra être lancé soit par Soyouz soit par Ariane 5 en lancement double, son utilisation depuis la Guyane va progressivement être freinée. En cause, la nouvelle politique de l’Esa et de l’Union européenne qui ont clairement fait le choix de la préférence européenne pour le lancement des satellites européens et de l’arrivée, à l’horizon 2025, du remplaçant d’Ariane 5 qui devrait pousser le lanceur russe hors de Guyane.

Ce futur lanceur (NGL) vise les missions institutionnelles couvrant une plage de performance à partir d’un équivalent à 3 tonnes en orbite géostationnaire (incluant ainsi le segment 4 tonnes en orbite héliosynchrone), jusqu’à un équivalent de près de 8 tonnes en orbite de transfert géostationnaire.

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