Starsem, le lanceur Soyouz

LE LANCEUR SOYOUZ

Le lanceur Soyouz reprend la base du R7 développé depuis 1957 en URSS pour lancer les Spoutnik, Vostok, et Soyouz habités.
Le composite inférieur comprend un étage central entourant 4 boosters (bloc B, V, G et D) de 19,2 m de long de forme conique pesant 170 tonnes et d'un diamètre de base de 2,68 m. Ils sont équipé chacun de 4 moteurs RD-107 (8D74) fonctionnant 120 s.
L'étage central (block A) mesure 28 m de haut pour 2,95 m de diamètre, 93,36 tonnes rempli de carburant (kérosène et oxygène). Il est équipé de 4 moteurs RD 108 (8D75) fonctionnant 300 s.
Le composite de base pèse à lui seul 280 tonnes avec le carburant dont 27 de structure.
L'étage supérieur appelé BloK I mesure 7,92 m de long pour 2,58 à 3,2 m de diamètre. Il contient 21 tonnes de propergols (kérosène et LOX) alimentant un moteur RD-0110 à 4 tuyères.

SOYOUZ U IKAR

La version U est utilisée depuis 1973 pour lancer les Cosmos et les Soyouz, Progress, Soyouz T, Soyouz TM et Progress M. Une version U2 a été utilisé entre 1983 et 1995 se différenciant par l'utilisation d'un nouveau kérosène.

Elle reprend les étages de base du Soyouz, Block B,V,C,D, A et I avec un 4eme étage appelé IKAR.

L'étage supérieur IKAR est développé par TsSKB Progress à Samara là où sont assemblé les lanceurs. Il est dérivé d'un module de satellite "Kometa" (30 missions réalisées). Le maximum de systèmes et composants ont été réutilisés, seuls certains mécanismes de contrôle et de commande, les interfaces avec les CU ont été modifiés. La motorisation est développé par le KB KhimMach. Le moteur 17 D 61 réallumable 50 fois consomme de l'UDMH et du péroxyde d'azote créant une poussée de 3000 kg dans le vide. 16 moteurs verniers complètent l'ensemble et assurent la direction du vol. L'étage pèse à vide 2352 kg et emporte 900 kg de carburant. Une coiffe de 3,3 m de diamètre et 8,3 m enveloppe les charges utiles.

Le lanceur complet mesure 44,4 m pour 304 tonnes au décollage. La capacité de lancement est de 4100 kg en LEO inclinée à 51,6° ou 3300 kg à 1400 km. Le Soyouz peut être stocké rempli de carburant 30 jours et 2 heures suffisent pour le rendre opérationnel.

SOYOUZ U FREGAT

C'est un Soyouz U équipé d'un 4eme étage FREGAT.

L'étage Fregat est développé par le NPO Lavochkine. Il a à son palmarès 30 missions spatiale dont les sondes Phobos vers Mars.
Bâti autour des 6 réservoirs de carburant, il pèse 5350 kg rempli de carburant UDMH et péroxyde d'azote alimentant un moteur KB KhimMach S5.92 de 2000 kg de poussée. Il est assisté de 4 moteurs verniers à hydrazine. Ses mensurations sont 1,5 m de haut pour 3,3 m de diamètre.
La coiffe mesure 7,7 m de long pour un diamètre de 3,7 m.

Le lanceur complet mesure 43,25 m pour 308 tonnes. La capacité de lancement est de 5000 kg en LEO et 1800 kg en GTO.

SOYOUZ FG "Fregat"

Le lanceur Soyouz FG remplace le Soyouz U depuis mai 2001. Il lance les Progress M1 et les vaisseau TMA vers ISS. La motorisation des étages de base a été modernisé et les structures renforcées. Il reprend les éléments du Soyouz U, les 4 boosters, le corps central et le troisième étage.

La structure des étages de base du FG est renforcée, le troisième étage a de nouveau réservoirs mais garde sa motorisation. Les moteurs du composite inférieur se voient modernisés avec une poussée et IPS accrue. Ainsi le RD 117A passe à 85 tonnes au sol, 103 tonnes dans le vide avec 319 s d'IPS. Le RD 118A lui passe à 80 tonnes de poussée au sol, 103 dans le vide et 318 s d'IPS.

Le troisième étage BloK I mesure 6,7 m de long pour 2,6 m de diamètre. Il pèse 25200 kg chargé en propergol (kérosène et LOX). Son moteur 4 tuyère RD 01110 délivre 29 tonnes de poussée dans le vide durant 240 secondes. Le troisième étage de la version ST possède un réservoir LOX plus gros que celui de kérosène et un moteur RD 0124.

L'étage Fregat reste le même. Il permet d'atteindre des orbites très variés ce que ne peut pas faire le 3eme étage classique. Il est constitué de 6 réservoirs sphériques en aluminium (4 de propergols N2O4 et UDMH et deux d'avionique) entourant le système de moteur. Ce moteur S5-92 de 2 tonnes de poussée est rallumable une vingtaine de fois. Huit petits moteurs assurent le contrôle d'attitude en vol. L'étage mesure 1,5 m de haut pour 3,3 m de diamètre. Pesant 1000 kg à vide, il atteint 5350 kg chargé en carburant.

1 - moteur S5.92
2 - Réservoirs de carburant
3 - Bouteilles d'hydrazine
4 - Tuyère ACS
5 - Réservoir oxydant
6 - Antenne télémétrie
7 - Système de contrôle
8 - Radiateur et couvercle du système électronique
9 - Système de télémétrie et de poursuite
10 - Bouteilles d'hélium
11 - Battereis

	Ce qui différencie les deux versions du Soyouz est la coiffe. La coiffe du ST a un diamètre externe de 4,11 m et 11, 43 m de longueur. La coiffe "normale" de type S mesure 3,7 m de diamètre pour 7,7 m de longueur.

La version "classique" mesure 42,5 m de hauteur pour 10,3 m de diamètre à la base. La masse au lancement est de 308 tonnes. La version ST mesure 46,2 m de hauteur pour une masse de 308 tonnes aussi.

SOYOUZ 2

Dans les plans initiaux de la Russie au début des années 1990, le Soyouz 2 (projet "rus" n°14A14, Soyouz 2K ou Soyouz M) devait être équipé d'un nouveau moteur RD 0124 pour son troisième étage et d'un système de guidage et de contrôle de vol numérique. Les étages de base seraient équipés de moteur améliorés (14D21 et 14D22). Toutes ses combinaisons devant permettre de lancer 1200 kg de plus par rapport aux version de base. Le manque de fond font abandonné le projet. En 1996, Starsem investit dans le Soyouz et propose le Soyouz U Ikar, Fregat puis le Soyouz FG Fregat. La modernisation du lanceur russe fait ressortir le projet Soyouz 2 ST.

Lancé de Baikonour, le Soyouz 2 est capable de placer 8500 kg en LEO et 2350 kg vers la lune. Il peut être aussi lancé de Plesetsk et de Guyane. Des retards dans le développement du moteur RD 0124 repousse le premier lancement du Soyouz 2-1b à 2006. Elle utilisera une coiffe de 4 m de diamètre.
Le premier vol du Soyouz 2-1a est prévu pour 2004 depuis la base de Plesetsk avec le satellite Oblik. Des retards et des problèmes financiers retardent sa fabrication et c'est un modèle destiné aux test acoustiques qui prend le relais. Des problèmes sur le pad de tir retardent le vol d'octobre à novembre. Le 8, le nouveau lanceur s'envole de Plesetsk et place sa charge sur son orbite puis retombe après une trajectoire balistique, conformément au plan prévu.
Les capacités du Soyouz 2 sont de 7020 kg en LEO depuis Baikonour (6830 kg depuis Plesetsk) avec la version 2-1a et 8250 kg en LEO depuis Baikonour (7850 kg depuis Plesetsk) avec la version 2-1b.
Le Soyouz 2 a été aussi utilisé par Starsem en 2006 en version 2-1b "Fregat" (avec le nouveau moteur RD0124 sur le 3eme étage) pour lancer le satellite Corot.

Le Soyouz 2-1a en version Fregat lance le satellite météo de l'ESA Metop le 19 octobre 2006. Le 31 janvier, Roscosmos procède à une répétition générale du lancement avec l'assemblage du lanceur dans les locaux de Starsem et sa mise en place sur le pad 31. Le lanceur dans sa version ST est recouvert d'une coiffe de type Ariane 4 de 4,1 m de diamètre pour 11 m de long. La plateforme du pad 31 a subit quelques modifications notamment l'augmentation du diamètre des trois dernières plateformes de service de la tour de service.

Pour son second lancement, Starsem utilise le Soyouz 2.1b le 27 décembre 2006 et envoie la sonde Corot sur orbite polaire à 800 km d'altitude.

SOYOUZ ST

Cette nouvelle version, dénommée Soyouz STK (STKA en version du tri étage 2-1A) sera lancé depuis le CSG en Guyane. Le nouveau site de lancement obligera les concepteurs à prendre en compte des nouvelles trajectoires et les modifications associées du logiciel de vol ainsi que la tenue à l'environnement naturel en Guyane, l'utilisation d'un système de télémesure compatible avec les fréquences et le réseau de stations du CSG et un système de neutralisation du lanceur conforme au règlement de sauvegarde du CSG.

Pour les lancements depuis le CSG, il sera ajouté au système de traitement automatique d'avarie du lanceur ("fonction AVD"), la capacité de télécommander depuis le sol l'arrêt de la propulsion si le lanceur est jugé dangereux. Le lanceur sera équipé des équipements embarqués (répondeurs, récepteurs. antennes) pour permettre d'une part son suivi en vol par radar et d'autre part recevoir, traiter et rendre compte des ordres venant du sol.

La mise en oeuvre sera modifié. Comme à Baikonour le lanceur sera assemblé et amené à l'horizontale. L'assemblage vertical préconisé dès le début des études à été abandonné. Seul la charge utile sera assemblé au lanceur verticalement sur le pad dans une chambre blanche.
Les règles de sécurité en vol seront changées: Au Kazakstan, les lanceurs quand ils s'écartent de leur trajectoire de vol voient leurs moteurs coupés et leur carcasses retombées simplement au sol. En Guyane, le lanceur sera équipé de cordons pyrotechniques permettant de découper le lanceur et le détruire en vol.

Le lanceur adopte une coiffe de type Ariane 4 construite par Contraves en Suisses. Elle permet l'emport de charge plus volumineuse. Le Soyouz 2 ST permet de placer 9000 kg en LEO et 4900 kg en orbite 450 km. Avec l'étage Fregat, elle passe à 5500 kg. Il sera utilisé à partir de 2007 depuis le CSG pour lancer Optus D2. La capacité de lancement depuis le CSG sera de 2760 kg en GTO, 1190 kg en GEO et 4340 kg en Orbite héliosynchrone pour la version ST-A.