DOS | Première génération

1. Généralités

1.1. Informations générales

Les stations DOS de première génération (11F715) ont été développées par le TsKBEM en utilisant les structures des stations Almaz du TsKBM. Deux exemplaires ont été construits :

- DOS n°1 (17K n°12101), baptisée Saliout, qui a été visitée par deux équipages.
- DOS n°2 (17K n°12201), qui a été perdue au lancement.

Les stations sont constituées d'un unique module qui a une masse au lancement de 18900kg, ce qui inclut 1200kg de matériel scientifique. Leur longueur est de 14,450m, leur diamètre maximal de 4,15m et leur envergure une fois les panneaux solaires déployés est de 11m [1]. le volume habitable est de 82m3 [6]. Elles sont constituées de trois compartiments, décrits aux paragraphes suivants.

Fig. 1.1.1 : Schéma d'une station DOS de première génération.
Crédit : RGANTD.

La mise sur une orbite basse inclinée à 51,6° est assurée par un lanceur Proton-K. La station n'est pas recouverte intégralement par une coiffe. Seuls certains éléments fragiles comme les panneaux solaires et les hublots sont protégés par des capots qui sont largués pendant le lancement, une fois l'altitude suffisante atteinte. La zone de grand diamètre du Compartiment de Travail (RO) est recouverte d'une coiffe de protection non largable [1].

Fig. 1.1.2 : Schéma d'une station DOS de première génération.
1 - Vaisseau Soyouz (7K-T). 2 - Antenne du système Igla. 3 - Télescope Orion.
4 - Système de régénération d'air. 5 - Appareil photo. 6 - Cabine de repos.
7 - Moteur d'orientation. 8 - Réservoirs d'ergols. 9 - Panneau solaire.
10 - Compartiment ONA. 11 - Poste de commande. 12 - Ballons du système de pressurisation.
Crédit : BATOURINE.

Fig. 1.1.3 : Schéma d'une station DOS de première génération.
Crédit : RKK Energiya.

Fig. 1.1.4 : Schéma des capots de protection pour le lancement.
Crédit : RGANTD.

Fig. 1.1.5 : Schémas de la station DOS de première génération.
Crédit : RGANTD.

1.2. Le Compartiment de Transfert

Le Compartiment de Transfert PKhO (Переходный Отсек) se présente sous la forme d'un cylindre de 3m de long et de 2,1m de diamètre, qui offre un volume habitable de 8,1m3 [1][6]. A son extrémité se trouve la pièce d'amarrage SSVP qui accueille les vaisseaux Soyouz. De l'autre côté, une écoutille permet d'accéder au Compartiment de Travail (RO). Le pupitre de commande du télescope Orion est situé dans le PKhO. Il en est de même pour certaines expériences biologiques et certains appareils photo [1].

Fig. 1.2.1 : Le pupitre du télescope Orion avec son hublot (à gauche)
et l'écoutille donnant sur le RO (à droite).
Sur la photo de droite, la sphère qu'on voit au plafond est le compartiment d'Orion.
Crédit : Крутые дороги космоса.

Sur la surface externe du PKhO, on trouve le télescope Orion à l'intérieur d'un container sphérique jouxté par un petit sas qui permet de récupérer les cassettes du télescope, deux des quatre panneaux solaires, les antennes du système Igla, une caméra vidéo, des éléments du système de régulation thermique, les capteurs d'orientation ioniques et les capteurs de micrométéorites [1].

Fig. 1.2.2 : Le compartiment sphérique d'Orion avec son sas (à gauche),
et une vue du sas à moitié ouvert (à droite).
Crédit : Крутые дороги космоса.

Sur le flanc bâbord du PKhO, une écoutille de 80cm de diamètre destinée aux sorties dans l'Espace est présente [6]. Aucune sortie n'était prévue sur les stations DOS de première génération, qui n'embarquaient d'ailleurs pas de scaphandre. L'écoutille avait été prévue pour les stations Almaz, dont la structure des DOS est héritée.

Fig. 1.2.3 : Vues du PKhO lors de la préparation de Saliout.
Crédit : Крутые дороги космоса.

1.3. Le Compartiment de Travail

Le Compartiment de Travail RO (Раьочий Отсек) est constitué de deux cylindres reliés par une jupe conique, dont les dimensions sont données dans le tableau ci-dessous. Afin de faciliter l'orientation des cosmonautes, les parois sont peintes de couleurs différentes [1].

Longueur Diamètre
Zone de petit diamètre 3,8m 2,9m
Jupe 1,2m -
Zone de grand diamètre 4,1m 4,15m

La zone de petit diamètre abrite la table où sont pris les repas, avec le système de réchauffage des aliments et les réserves d'eau, ainsi que les objets dédiés aux loisirs (livres, cassettes audio). La surface extérieure est presque entièrement occupée par les radiateurs du système de régulation thermique [1].

Fig. 1.3.1 : La zone de petit diamètre du RO.
Crédit : Крутые дороги космоса.

Dans la zone de grand diamètre, on trouve deux réfrigérateurs pour conserver la nourriture, ainsi que deux cabines individuelles où deux des trois cosmonautes dorment. Le troisième peut dormir dans le Compartiment de Vie (BO) du vaisseau Soyouz. Les toilettes SGU (Санитарно-Гигиенический Узел) sont situées au fond de cette zone. La zone conique abrite le tapis roulant pour l'exercice physique ainsi que le matériel pour les examens médicaux [1].

Fig. 1.3.2 : L'une des cabines individuelles et le tapis roulant.
Crédit : Крутые дороги космоса.

La section de grand diamètre abrite également un grand cône non pressurisé ONA (Отсек Научной Аппаратуры) qui renferme notamment le télescope OST-1. Ce cône est hérité des stations Almaz, et il n'apparaissait jamais sur les schémas publiés à l'époque.

Fig. 1.3.3 : Le cône ONA pendant son intégration et à bord de Saliout.
Crédit : Крутые дороги космоса.

Sept pupitres, répartis dans tout le RO, permettent de contrôler les différents systèmes de la station.

Fig. 1.3.4 : A bord du RO, en regardant vers l'AO.
Crédit : Крутые дороги космоса.

1.4. Le Compartiment des Machines

Le Compartiment des Machines AO (Агрегатный Отсек) est la seule zone non pressurisée de la station. Il est constitué d'un premier cylindre de 4,15m de diamètre et de 1,4m de long, prolongé d'un second cylindre de 2,1m de diamètre et de 1,8m de long [6]. Il contient les réservoirs et les moteurs du système d'orientation et de correction d'orbite. Deux panneaux solaires sont fixés sur sa surface externe, ainsi que plusieurs antennes et les capteurs ioniques du système d'orientation [1].

Fig. 1.4.1 : Vue de l'arrière de l'AO.
Crédit : Крутые дороги космоса.

2. Contrôle des mouvements

Le Système d'Orientation et de Contrôle des Mouvements SOUD (Система Ориентации и Управления Движением) permet de contrôler l'orientation de la station soit en mode automatique, soit en mode manuel. En régime normal, l'orientation se fait en tournant autour de l'axe perpendiculaire au plan des panneaux solaires, de façon à maintenir leur orientation vers le Soleil. Le SOUD permet aussi d'orienter la station pendant les phases de rendez-vous avec les vaisseaux Soyouz, et de réaliser des corrections d'orbite tout en maintenant la stabilisation. Le système est constitué de plusieurs capteurs qui permettent de déterminer à tout instant l'orientation de la station [1] :

- des capteurs de concentration ionique,
- des capteurs infrarouge de verticale locale,
- des capteurs solaires,
- des capteurs de vitesse angulaire selon les trois axes.

Les corrections d'orbite sont réalisées au moyen de l'ensemble moteur KTDU-66, dérivé du KTDU-35 du vaisseau Soyouz. Il est constitué de réservoirs d'ergols dont la capacité est doublée par rapport à ceux du Soyouz, du moteur principal monochambre S5.66 de 417kgf de poussée et d'un moteur de secours bichambre de 411kgf de poussée [7][6]. Les ergols utilisés sont l'UDMH et l'AK-27I.

L'orientation est assurée par trente-deux moteurs 11D428 du NII Mach [8]. Ils fournissent une poussée de 10kgf et sont réparties en deux voies redondantes. Il y a seize moteurs sur chaque voie (six en tangage, six en lacet, quatre en roulis), dont les réservoirs sont placés dans la section de grand diamètre de l'AO [6][9].

Fig. 2.1 : Le moteur 11D428.
Crédit : NII Mach.

3. Habitabilité

Plusieurs systèmes permettent d'assurer la vie de l'équipage à l'intérieur de la station. Le système de contrôle de l'atmosphère maintient une concentration d'oxygène à une valeur donnée et compense les fuites. La pression atmosphérique est comprise entre 760 et 960mmHg, la pression partielle en dioxygène est comprise entre 160 et 280mmHg, et la pression partielle en dioxyde de carbone est comprise entre 0 et 9mmHg [1].

La fourniture d'O2 et l'élimination du CO2 sont réalisées par des régénérateurs chimiques Kolos [12]. Des filtres permettent d'éliminer les particules ne suspension dans l'atmosphère. Des analyseurs de gaz surveillent en permanence la composition de l'air. L'eau n'est pas recyclée [1].

4. Alimentation électrique

Le système d'alimentation électrique de la station est constitué de quatre panneaux solaires fournis par le VNIIIT, identiques à ceux du vaisseau Soyouz, et d'une surface totale de 42m2 [2]. Ils sont capables de fournir une puissance de 2kW sous une tension de 28V [6]. Le système comprend également des batteries Ni-Cd, des convertisseurs DC-AC et un boîtier de commande. Quand un Soyouz est amarré, la puissance produite par ses propres panneaux est également utilisable par la station [1].

Fig. 4.1 : L'un des panneaux solaires lors des essais au sol.
Crédit : Крутые дороги космоса.

Les panneaux solaires ne sont pas orientables, et c'est donc toute la station qui doit maintenir son orientation face au Soleil pour assurer la production d'énergie électrique [1].

5. Rendez-vous et amarrages

Les stations DOS de première génération ne sont équipées que d'une seule pièce d'amarrage, et ne peuvent donc recevoir qu'un seul vaisseau Soyouz à la fois. La pièce d'amarrage est de type SSVP, développée en interne par le TsKBEM.

Les rendez-vous sont assurés par le système Igla du NII-648. Comme la fiabilité de ce dernier n'est pas optimale, le TsKBEM a demandé à l'OKB TK de développer un système de secours, baptisé Ars-1 (Аварийная Рентгеновская Система), fonctionnant en rayons X [13]. Le premier exemplaire n'a cependant pas pu être prêt à temps pour le lancement de Saliout le 19 avril 1971, et la première station n'en était donc pas équipée. La seconde, en revanche, possédait bien un système Ars-1 [13].

Fig. 5.1 : Les éléments du système Ars-1.
Crédit : TsNII RTK.

6. Contrôle-commande

Les stations DOS de première génération sont équipées du système de contrôle Delta, développé par le TsKBEM. Il est conçu autour de l'ordinateur Saliout-1, conçu à l'origine pour le vaisseau lunaire 7K-L1 et fourni par le NII MP (ex NII-335) de Zelenograd. Le Saliout-1 a une masse de 15kg, consomme 56W et peut réaliser 500 opérations par seconde [4].

Fig. 6.1 : L'ordinateur Saliout-1.
Crédit : NOSKINE.

Le système Delta comporte également [11] :

- un sextant,
- le viseur optique LV-1, fourni par UOMZ qui l'avait développé pour le vaisseau LK du complexe L3,
- l'altimètre ORV,
- six capteurs d'occultation solaire DK-13 qui permettent de mesurer la période exacte de l'orbite et ses variations dans le temps.

L'interface de commande Sirius-17K est dérivée de celle du vaisseau Soyouz et comporte sept postes [1][5] :

- Le poste n°1 est le poste principal de commande de la station. Il est situé dans la zone de grand diamètre du RO et est constitué du pupitre des instruments, des deux consoles du Système de Commande et de Signalisation KSU, du pupitre PAS-1 pour commander le système de rendez-vous Ars, du pupitre de contrôle de l'ordinateur Saliout-1 et des instruments optiques pour viser la Terre.

Fig. 6.2 : Le pupitre des instruments et les consoles KSU.
Crédit : TIAPTCHENKO.

Fig. 6.3 : Le poste n°1.
Crédit : "Салют" на орбите.

- Le poste n°2, situé dans la zone de petit diamètre du RO, permet de réaliser l'orientation manuelle de la station en se basant sur les étoiles. Il est constitué d'un hublot, d'un joystick de commande et d'un pupitre.

Fig. 6.4 : Le poste n°2.
Crédit : Крутые дороги космоса.

- Le poste n°3 permet de commander le télescope submillimétrique. Il est constitué d'un pupitre et d'un hublot.

- Le poste n°4 permet de commander certains instruments scientifiques, notamment ceux destinés aux études médicales. Il est situé dans la partie inférieure de la section conique du RO, et est constitué d'un pupitre, d'un hublot et d'un siège.

- Le poste n°5 permet de commander le télescope Orion. Il est situé dans le PKhO.

- Le poste n°6 permet, comme le poste n°2, de réaliser l'orientation stellaire. Mais il dispose d'un siège et d'une zone sombre qui permet de s'isoler du reste de la station. Il est situé dans la zone de petit diamètre du RO.

Le poste n°7 permet de commander les systèmes d'observation de la Terre. Il est situé dans le RO, en face du poste n°6.

7. Régulation thermique

Le système de régulation thermique permet de maintenir l'habitacle et les instruments dans des conditions de températures et d'hygrométrie acceptables : de 15 à 25°C et de 20 à 80%, respectivement. Le système assure également la circulation de l'air, avec une vitesse de 0,1 à 0,8m/s [1].

Le système est constitué de deux boucles indépendantes : la boucle de refroidissement et la boucle de chauffage. Chacune d'elles comporte une partie interne avec un fluide caloporteur non toxique, et une partie externe avec un fluide caloporteur toxique mais capable de rester à l'état liquide entre -70°C et 100°C. Les calories de la boucle externe sont évacuées au moyen de radiateurs d'une surface totale de 21m2. Celles de la boucle interne sont évacuées au travers d'échangeurs appelés réfrigérants-dessiccateurs, ou KhSA (Холодильно-Сушильный Агрегат), qui sont au nombre de six, dont trois en secours [1].

8. Communications

Afin de communiquer avec le sol, les stations DOS de première génération sont équipées de plusieurs systèmes, tous hérités du vaisseau Soyouz [1][6] :

- du système de télémesure RTS-9, fourni par le SKB-567 [10],
- du système de communication audio Zaria fourni par le NII-695,
- du système de télécommande DRS fourni par le NII-885,
- du système de mesure de l'orbite Rubin fourni par l’OKB MEI,
- du système de télévision Kretchet avec deux caméras internes et deux externes, qui permettent de vérifier l'orientation de la station [12].

9. Instruments scientifiques

La station est équipée de 27 hublots pour permettre des observations de la Terre [1]. Elle abrite un grand nombre d'instruments scientifiques qui ont une masse cumulée de 1500kg :

- onze instruments pour les recherches médicales (Polinom-2M, Rezeda-2M, Amak-3, Lievkoï-2M, Tonometr, Palma-2M, Impoulss, Vertikal-M, Radouga, Kreslo et Plotnost),

- onze instruments d'astronomie (les télescopes OST-1, RT-2, ITS-K et Orion, le spectromètre Anna-3, les détecteurs Riabina et FEK-7A, les instruments Kalina et MMK-1, le photomètre Fakel, la caméra stellaire BA-ZK),

- huit instruments pour l'observation de la Terre (RSS-2, AFA-M-31, AFA-41/20, KFA-21, le spectromètre Ion, les appareils ERA, OD-4 et VPA-1),

- un instrument de biologie (Oazis)

De plus, l’expérience militaire Sviniets du NII-2 des PVO permettait d'observer les lancements de missiles.

Bibliographie

[1] VASSILIEV, M., "Салют" на орбите, Moscou, 1973
[2] Film Крутые дороги космоса
[3] SEMIONOV, Y., РКК « Энергия » им. С.П. Королева 1946-1996, pp. 267-269
[4] NOSKINE, H., Первые БЦВМ космического применения
[5] TIAPTCHENKO, Y.,Системы отображения информации пилотируемых космических аппаратов, pp. 439-446
[6] BATOURINE, Y., Мировая Пилотируемая Космонавтика, p. 225
[7] ZAVIALOV, V., О работе в КБХМ им. А.М.Исаева и не только об этом
[8] MAKAROV, A., Наземные испытания ракетно-космической техники, p. 280
[9] PERVOV, M., История развития отечественных ракетно-космических двигательных установок, p. 233
[10] TIOULINE, A., История создания и развития АО «Российские Космические Системы»
[11] GAUCHOUSS, E., Рассказы об управлении, Moscou, 2012, pp. 77-92
[12] MICHINE, V., Дневники Записи и воспоминания


Dernière mise à jour : 3 septembre 2025