Nauka | Histoire1. Un module de rechange pour ZariaLe 15 août 1995, Boeing signe un contrat de $215M avec le GKNPTs Khrounitchev pour le développement du premier module de la Station Spatiale Internationale (MKS), appelé Module de Fret Fonctionnel (FGB) ou Zaria. 
Fig. 1.1 : Assemblage du module Zaria chez Khrounitchev. De sa propre initiative, Khrounitchev décide de construire un second exemplaire de ce module en cas d'échec du lancement du premier. Appelé FGB-2 (77KM n°17502), il est financé sur fonds propres par Khrounitchev et sa construction commence à peu près simultanément avec celle de Zaria, en 1995 [1]. Au total, environ 160M₽ sont investis par Khrounitchev dans la construction du FGB-2 [8]. Mais si Khrounitchev tient à construire ce module de secours, l'entreprise réfléchit très tôt à l'utilisation qu'elle pourra en avoir dans le cas (probable) du succès du lancement de Zaria. 2. Un module pour assurer l'intérimEn 1996, le lancement de Zaria est prévu pour le 17 novembre 1997. Une fois sur orbite, il devra rapidement être rejoint par un autre module, Zvezda car, sans lui, il ne peut pas être ravitaillé en vol par un vaisseau Progress ou Soyouz. Ainsi, quand il aura épuisé ses réserves d'ergols, il ne pourra plus rehausser son orbite et finira par rentrer dans l'atmosphère de façon non contrôlée. Or, la construction de Zvezda prend énormément de retard, ce qui conduit la NASA à proposer de construire un module appelé ICM (Interim Control Module) pour assurer le contrôle de l'orbite dans l'intervalle entre le lancement de Zaria et celui de Zvezda. 
Fig. 2.1 : Le module américain ICM. Au début du mois de décembre 1996, une équipe de Khrounitchev propose à la NASA de lancer le FGB-2 après Zaria. Ce second module apporterait une réserve d'ergols supplémentaire qui permettrait à l'ensemble de rester sur orbite suffisamment longtemps pour attendre le lancement de Zvezda [17]. Cette proposition est faite sur l'initiative de Khrounitchev et contourne RKK Energuia, qui est pourtant le maître d'œuvre du Segment russe de la station. Quand RKK Energuia apprend l'affaire, elle mène une analyse technique de la proposition et apporte une conclusion négative. En effet, elle considère que l'ajout du FGB-2 à la configuration de la station remettrait en cause toutes les études techniques réalisées depuis plusieurs années. Par ailleurs, l'envoi du FGB-2 nécessiterait de produire de nouveaux équipements à la ZEM, l'usine de RKK Energuia, ainsi que la conception d'un nouveau programme de vol de la station par RKK Energuia, ce qui entraînerait inévitablement des retards dans la préparation de Zvezda [17]. 
Fig. 2.2 : Le FGB-2 amarré à l'arrière de Zaria. Courant décembre 1996, des équipes de la NASA consultées sur la question sont d'accord avec les conclusions de RKK Energuia et ne sont pas favorables à l'envoi du FGB-2 [17]. Mais en janvier 1997, Anatoli KISSELIOV, le constructeur principal de Khrounitchev, rencontre des représentants de Boeing lors d'une réunion aux Etats-Unis. Il profite que Youri SEMIONOV, le constructeur principal de RKK Energuia, est à Baïkonour à l'occasion du lancement de Soyouz TM-25 pour proposer son FGB-2 à Boeing, et il assure que le module pourra être prêt dans un délai très court et n'entraînera pas de retard sur Zvezda [17]. Ces discussions conduisent la RKA et la NASA à signer un protocole d'accord le 6 février 1997 au sujet du FGB-2. Il n'engage toutefois pas les deux parties à grand chose mais précise que, si le FGB-2 est choisi comme module intérimaire, sa préparation ne devra pas engendrer de retard sur celle de Zvezda. Il fixe aussi à fin mars 1997 l'échéance pour le choix du FGB-2 [17]. Le 14 février 1997, les dirigeants de la RKA, de RKK Energuia et de Khrounitchev se rencontrent et élaborent une position commune à présenter aux Américains. Ils s'accordent sur le fait que l'envoi du FGB-2 sur la station provoquera inévitablement des retards sur Zvezda. Trois jours plus tard, le 17 février 1997, des représentants de RKK Energuia et Khrounitchev rencontrent les Américains à Houston et l'équipe de Khrounitchev continue de soutenir la proposition du FGB-2, ignorant ainsi la position commune élaborée avec la RKA [17]. Du 18 au 20 février 1997, trois Représentants des Etats-Unis, Jim SENSENBRENNER, Dana ROHRABACHER et Dave WELDON, sont en visite officielle à Moscou pour évaluer les avancées russes sur les différents modules de la station. Youri SEMIONOV en profite pour rappeler que, conformément à la position commune russe, l'envoi du FGB-2 sur la station n'est pas pertinent [17]. 
Fig. 2.3 : La délégation américaine chez RKK Energuia, 18 février 1997. Le lendemain, 19 février 1997, les Représentants visitent Khrounitchev. Suite à cette visite, Jim SENSENBRENNER déclarera lors de son audition du 9 avril 1997 devant le Comité Scientifique du Congrès des Etats-Unis que « les Russes seront incapables de remplir leurs engagements à cause de leurs problématiques politiques et économiques internes » [17][18]. 
Fig. 2.4 : La délégation américaine chez Khrounitchev, 19 février 1997. En mars 1997, la RKA annonce officiellement qu'elle rejette la proposition du FGB-2. Elle lui préfère une solution qui consiste à modifier Zaria pour lui permettre d'être ravitaillé sans la présence de Zvezda [2][8]. A la fin de l'année 1997, le FGB-2 est recouvert de son revêtement noir et reçoit ses seize réservoirs d'ergols. L'objectif est de le maintenir dans un état de préparation qui lui permettrait d'être lancé dans un délai d'un an en cas d'échec de Zaria [3]. 3. Le FGB-2 proposé comme USML'Agence Spatiale Russe (RKA), prévoit de lancer vers la station internationale un module appelé USM (Универсальный Стыковочный Модуль) développé par RKK Energuia et mis sur orbite au moyen d'un lanceur Zenit-2 fourni par l'industriel ukrainien KB Youzhnoïe. Mais le 29 janvier 1996, quelques mois seulement après la décision de construire Zaria et sa doublure FGB-2, la RKA décide de se passer de Zenit-2 pour la construction et l'exploitation de la station, principalement en raison de son prix et de l'absence d'un pas de tir de secours qui ne permet pas de fiabiliser le planning des lancements [4]. L'architecture du module USM doit alors être complètement revue et, à l'été 1997, Khrounitchev propose de le construire sur la base du FGB-2, et donc de la lancer sur Proton-K. L'avant-projet technique est terminé en 1997 et le lancement est prévu en décembre 2000 [4][8]. 
Fig. 3.1 : Le projet de module USM basé sur le FGB-2. Mais plus tard en 1997, Khrounitchev abandonne finalement l'idée d'utiliser le FGB-2 pour construire l'USM, en raison des trop nombreuses modifications qui devraient être apportées. Le Compartiment Hermétique (GA) devrait notamment être percé pour accueillir trois pièces d'amarrage SSVP supplémentaires, et il sera plus simple de construire l'USM à partir de rien [4]. 4. Le FGB-2 comme ravitailleur lourdDébut 1998, Khrounitchev propose de fournir un vaisseau de ravitaillement lourd pour la station internationale basé sur le FGB, et dont le FGB-2 serait le premier exemplaire. Un tel vaisseau serait capable de transporter neuf tonnes de fret, donc six tonnes d'ergols. Le 17 janvier 1998, Anatoli KISSELIOV, le directeur de Khrounitchev, fait une proposition dans ce sens à Royce MITCHELL, le directeur du programme FGB chez Boeing [3]. 
Fig. 4.1 : Schéma de la station avec un vaisseau GTK-FGB amarré sur Zvezda. Le vaisseau basé sur le FGB-2 serait appelé GTK-FGB (Грузовой Транспортный Корабль) [6]. Boeing est effectivement intéressé, mais la NASA ne souhaite pas financer le projet [8]. Ce projet est par ailleurs vivement critiqué par RKK Energuia qui y voit un concurrent pour ses vaisseaux Progress M, sachant que le budget de la RKA ne permettra pas de financer les deux ravitailleurs [7]. 5. Le projet de module MSSDébut 1998, la RKA, Khrounitchev et Energuia se mettent d'accord pour réduire le format du segment russe de la station. Dans un document conjoint signé le 21 avril 1998, les trois entités s'accordent pour supprimer les modules MZhO-1, MZhO-2, MSS-1 et MSS-2, qui devaient tous être construits par RKK Energuia sur la base du module d'amarrage de Mir (316GK), et pour les remplacer par un unique module plus imposant appelé MSS (Модуль Стыковочно-Складской) [5][19]. 
Fig. 5.1 : Schéma du segment russe avec le MSS. Celui-ci serait fourni par Khrounitchev et basé sur le FGB-2, auquel il faudrait toutefois ajouter une quatrième pièce d'amarrage et de nombreuses autres modifications. C'est notamment ce module qui abritera les roues de réaction pour le contrôle de l'orientation de la station. Le lancement du MSS est programmé pour le second semestre 2001 [5], mais fin 1998 il est déjà reporté à la fin de l'année 2002, après le lancement de l'USM [6]. 
Fig. 5.2 : Assemblage du FGB-2 chez Khrounitchev, en janvier 1998. Toutefois, les premières études techniques montrent que, encore une fois, l'adaptation du FGB-2 pour remplir la fonction de MSS sera extrêmement complexe et, en 1999, Khrounitchev décide finalement de construire le MSS à partir de rien [7][21]. 6. Les projets de modules MTsM et CSMParallèlement au projet russe de module MSS, Boeing cherche à augmenter le potentiel scientifique de la station internationale avant l'arrivée du module américain Destiny, dont le développement prend du retard. Khrounitchev propose son FGB-2 comme Module Polyvalent MTsM (Многоцелевой Модуль) pour assurer l'intérim, et un accord est signé en ce sens avec Boeing le 21 novembre 1998 [7]. Modifier le FGB-2 en MTsM coûterait $40M [8][20]. Mais en mai 1999, RKK Energuia propose pour le MTsM un vaisseau dérivé de son Progress M2 qui aurait la particularité d'être mis sur orbite par un lanceur Zenit-3SL tiré depuis la plate-forme Sea Launch. Or, Boeing est l'un des principaux actionnaires de Sea Launch et voit donc un intérêt à l'utiliser pour la station spatiale internationale. Le projet de MTsM est toutefois annulé en juillet 1999 quand Boeing annonce qu'il n'y aura pas de budget [7]. 
Fig. 6.1 : Le FGB-2 chez Khrounitchev en mai 1999. Mais Khrounitchev n'abandonne pas l'idée et signe le 27 juillet 2000, pendant le salon de Farnborough, un accord avec Boeing pour la création d'un module appelé CSM (Commercial Space Module) basé sur le FGB-2. Il sera lancé avec trois tonnes de fret en 2002 et offrira ensuite 20m3 de volume utile qui pourront être exploités commercialement [8][9]. En février 2001, Aleksandr MEDVEDEV remplace Anatoli KISSELIOV à la tête de Khrounitchev. Le 16 février 2001, coup de théâtre : RKK Energuia signe un contrat similaire avec l'entrepris américaine SPACEHAB pour construire également un module à vocation commerciale. Baptisé Enterprise, il sera amarré sur la pièce nadir de Zaria, là où le CSM devait s'installer [10]. Mais la RKA, devenue Rosaviacosmos, signe le 13 avril 2001 un accord avec Boeing pour lancer et exploiter le CSM, basé sur le FGB-2. Il y aura donc deux modules russes commerciaux en concurrence : l'Enterprise de RKK Energuia et SPACEHAB, et le CSM de Khrounitchev et Boeing. Ce dernier pourra être lancé en 2003 [11][12]. 7. Le FGB-2 redevient l'USM, reste le CSM, et finit en MFM !Le 28 août 2001, RKK Energuia approuve officiellement un nouvelle architecture pour le Segment russe de la station, qui tient compte des restrictions budgétaires extrêmement rigoureuses imposées par la situation économique de la Russie. Selon ce nouveau programme le module USM, que Khrounitchev avait décidé en 1997 de construire à partir de rien, sera finalement basé sur le FGB-2 [13] et il sera amarré sur la pièce nadir du module Zvezda [14]. 
Fig. 7.1 : Schéma du segment russe avec le FGB-2 sous Zvezda en tant qu'USM. Son utilisation comme CSM dans le cadre du partenariat avec Boeing n'est toutefois pas remise en cause [13]. Le FGB-2 sera donc à la fois appelé USM et CSM. En décembre 2001, Khrounitchev et Boeing signent un accord sur le CSM : le groupe américain apportera $50M pour modifier le module, dont le lancement est envisagé pour la fin de l'année 2003 [14][15]. Le FGB-2 devra en effet être lourdement modifié car la structure NEP qui soutient les huit grands panneaux solaires du Segment russe est elle aussi modifiée dans le cadre de la nouvelle architecture, et elle perd son compartiment pressurisé. Certains des équipements que ce dernier devait accueillir seront donc déportés sur l'USM, auquel il faut notamment supprimer huit de ses seize réservoirs d'ergols pour faire de la place, en particulier pour un jeu de batteries et un radiateur [13]. Par ailleurs, l'USM devra accueillir les deux modules scientifiques IM1 et IM2, et il a donc besoin d'une pièce d'amarrage radiale supplémentaire [15]. En août 2002, le module est rebaptisé Module Polyvalent, ou MFM (Многофункциольнальный Модуль), et son lancement n'est plus espéré avant fin 2004 [16]. 8. Le FGB-2 devient le MLMMais il apparaît très vite que les ambitions commerciales de Khrounitchev et de RKK Energuia ne se concrétisent pas. Les modules CSM et Enterprise ne trouvent pas de clients et, le 1er février 2003, l'accident de la navette spatiale américaine Columbia vient complexifier encore la situation en mettant un terme aux vols touristiques sur les vaisseaux Soyouz, privant ainsi la RKA d'une source de revenus non négligeable [22]. L'Agence Spatiale Russe publie une décision le 16 février 2004 sur la simplification du Segment russe de la Station Spatiale Internationale, qui donne lieu le 20 juillet 2004 à une nouvelle décision qui demande la création d'un Module Laboratoire Polyvalent, ou MLM (Многофункциональный Лабораторный Модуль) [23]. L'objectif est de donner une capacité scientifique au Segment russe, qui n'en a toujours pas : les modules Zvezda, Zaria et Pirs offrent différentes fonctions, mais ne sont pas conçus pour abriter des instruments de recherche. Ce sera amarré sur la pièce nadir du module Zaria, là où devait se trouver Enterprise [22][23]. RKK Energuia propose d'ailleurs de construire le MLM sur la base d'Enterprise, tandis que Khrounitchev propose son FGB-2 [22]. 
Fig. 8.1 : La configuration adoptée en 2004, C'est cette dernière proposition qui est retenue le 26 août 2004 par la RKA, devenue entre temps Roscosmos. Le MLM basé sur le FGB-2 reçoit la désignation 77KML. Par ailleurs, le bras manipulateur européen ERA (European Robotic Arm), qui devait être lancé avec la structure NEP sur une navette spatiale américaine, sera finalement installé sur le MLM [22]. Le MLM devra être mis sur orbite avant 2007. Cette date devra impérativement être respectée car, au-delà, l'amarrage sur la pièce nadir de Zaria sera techniquement impossible du fait de la présence en vis-à-vis du module américain Tranquility, qui sera apporté par le vol STS-130 prévu en mai 2008 [22]. Le financement du MLM n'est toutefois pas fourni par Roscosmos jusqu'en juin 2005, date à laquelle trois milliards de roubles sont investis dans le projet. Aleksandr MEDVEDEV déclare à cette occasion que, depuis 1998, pas un rouble n'avait été dépensé jusque-là et aucun travail n'avait été réalisé sur le module [24]. En 2007, toutefois, le lancement du MLM est reporté à 2009. Le module sera par ailleurs amarré à Zvezda et non pas à Zaria [25]. 
Fig. 8.2 : Le modèle d'essais 3Kh77KML arrive chez RKK Energuia, 8 novembre 2011. En 2009, le lancement est reporté à 2011, puis il glisse à 2013 [26]. Le 8 novembre 2011, le modèle 3Kh77KML (3Х77КМЛ) pour les essais statiques est livré chez RKK Energuia [32]. Il servira aux essais électriques et hydrauliques [34]. La transformation du module en MLM nécessite de nombreuses modifications. En mars 2012, Vladimir POPOVKINE, le directeur général de Roscosmos, fait la déclaration suivante à la presse :
9. Le faux départ de 2013Au cours de l'année 2012, la préparation du module avance considérablement. En septembre 2012, Khrounitchev annonce que le bras ERA a été installé, que le réseau de câble est agencé, que les essais du système de régulation thermique et du système hydropneumatique sont terminés, et que l'installation des panneaux solaires est soldée [27]. Par ailleurs, cinq modèles d'essais ont été construits :
- B77KML pour les essais des mécanismes, 
Fig. 9.1 : Le simulateur T77KML du MLM au TsPK, vu en octobre 2011. 
Fig. 9.2 : Le simulateur EU1222 au TsPK et le
modèle d'essais A77KML au TsNIIMach. 
Fig. 9.3 : Ce qui semble être le modèle d'essais V77KML au TsNIIMach. Le 24 septembre 2012, le module est assemblé avec son adaptateur et sa coiffe afin de réaliser des essais mécaniques et électriques [28]. Dans la nuit du 6 au 7 décembre 2012, il est convoyé chez RKK Energuia à Koroliov où ses essais seront terminés [29]. Les opérations de déstockage durent jusqu'au 14 décembre 2012, et les essais commencent ensuite [30]. Le lancement du MLM est alors prévu pour le 11 décembre 2013 [31]. 
Fig. 9.4 : Le MLM peu après son arrivée chez RKK Energuia, le 11 décembre 2012. Mais le 28 mai 2013, lors d'un essai du système de propulsion, les équipes de RKK Energuia détectent une fuite au niveau de la vanne EKOD2. Les analyses montrent que le problème est causé par la présence de particules métalliques de 0,2 à 0,8mm dans l'ensemble du système de propulsion. Il est nécessaire de nettoyer ou de remplacer presque tous les composants, ce qui va prendre au moins dix mois [33][35]. Le 11 juillet 2013, Roscosmos créé une commission d'enquête pour déterminer l'origine d'une telle non-qualité. Il s'avère que, lors des travaux réalisés il y a plusieurs années pour supprimer huit des seize réservoirs d'ergols, les mesures nécessaires pour protéger le circuit n'ont pas été appliquées [33]. 
Fig. 9.5 : Le MLM chez RKK Energuia, le 11 juin 2013. Le MLM est renvoyé chez Khrounitchev le 31 décembre 2013. Là, les équipes décident de démonter entièrement le système de propulsion et de remplacer presque tous ses composants : vannes, tuyauteries et moteurs [33]. Début 2014, Roscosmos estime que les réparations et la préparation du module vont durer trois années, ce qui conduira à un lancement début 2017. Une fois sur orbite, le MLM sera équipé d'une plate-forme externe appelée SKKO (Средств Крепления Крупногабаритных Объектов) qui permettra d'accueillir des équipements scientifiques. L'ensemble formé par le MLM et le SKKO est appelé MLM-U, pour « amélioré » (усовершенствованный) [36]. Mais en 2017, le problème de la contamination des réservoirs n'est toujours pas résolu. Ils ne peuvent pas être changés car leur production a cessé, et il est donc nécessaire de les nettoyer. Mi-2017, le lancement est repoussé à fin 2018 mais, mi-2018 il est encore repoussé à fin 2019. 10. Dernière ligne droiteFinalement, le MLM est convoyé à Baïkonour sans repasser par la RKK Energuia : Roscosmos a décidé que les essais et l'aménagement seront réalisés directement sur place, dans le MIK-254. Le module est expédié à Baïkonour par voie ferrée le 11 août 2020, et il arrive à destination le 19 août 2020. 
Fig. 10.1 : Mise en container de Nauka chez Khrounitchev, 5 août 2020. Bibliographie
[1] GOROKHOV, A., Филевские орбиты, Moscou, 2006, tome 2, p. 226 Dernière mise à jour : 25 février 2021 |
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