MKS-8 | Chronologie1. Lancement du vaisseau Soyouz TMA-3Le 7ème lanceur Soyouz-FG (11A511U-FG n°Д15000-007) décolle du pas de tir n°5 (17P32-5) de la zone n°1 du cosmodrome de Baïkonour le 18 octobre 2003 à 05h38'03,087" GMT. 
Fig. 1.1 : Décollage de Soyouz TMA-3. La charge utile est constituée du vaisseau spatial Soyouz TMA-3 (11F732A17 n°213), qui est placé avec succès sur une orbite basse (194,1km x 244,4km x 51,66°) à 05h46'51" GMT. Sa masse est de 7270kg et son équipage comprend le commandant Aleksandr KALIERI, l'ingénieur de bord n°1 Pedro DUQUE et l'ingénieur de bord n°2 Michael FOALE.
Soyouz TMA-3 utilise le profil de rendez-vous en trente-quatre orbites pour rejoindre la Station Spatiale Internationale. Il réalise pour cela plusieurs manœuvres après sa mise sur orbite, à l'aide de la voie 2 du système de l'ensemble moteur KDU. Mais entre deux manœuvres, la pression d'hélium dans une section de tuyauterie isolée par des vannes chute, ce qui signifie qu'elle est l'objet d'une fuite. L'équipage bascule sur la voie 1, et l'approche se poursuit normalement. La phase finale commence sous la direction du système automatique Kours, et l'amarrage sur le module Pirs est réalisé le 20 octobre 2003 à 07h15'58" GMT. 
Fig. 1.2 : Amarrage de Soyouz TMA-3. KALIERI, FOALE et DUQUE retrouvent l'équipage MKS-7, constitué de Youri MALENTCHENKO et Edward LU. A ce moment, le vaisseau Soyouz TMA-2 est amarré sur le module Zaria, et le vaisseau Progress M-48 est amarré sur le module Zvezda. Les deux équipages travaillent ensemble pendant une semaine, puis MALENTCHENKO, LU et DUQUE embarquent à bord de Soyouz TMA-2 et se séparent du module Zaria le 27 octobre 2003 à 23h17'09" GMT. Quelques heures avant leur départ, pour une raison inconnue, la station a réalisé un mouvement de rotation intempestif. La compensation par les moteurs a consommé 18kg d'ergols. Les analyses montreront qu'il s'agissait d'une erreur de commande de l'équipage de Soyouz TMA-2. 2. Les premiers mois à bordQuelques jours après l'amarrage, le réfrigérant-dessiccateur KhSA du vaisseau Soyouz TMA-3 ne fonctionne plus normalement du fait de la panne de l'un de ses deux ventilateurs. RKK Energiya analyse la situation et conclue que le vaisseau peut continuer son vol en ne fonctionnant qu'avec un seul ventilateur, mais qu'il devra rentrer sur Terre d'urgence en cas de perte de ce dernier. Un ventilateur de rechange sera envoyé sur le prochain vaisseau de ravitaillement pour rétablir une situation normale. Le 31 octobre 2003, le vélo d'exercice du module Zvezda tombe en panne. Le 9 novembre 2003, un capteur montre que la pression dans le réservoir de peroxyde d'hydrogène du vaisseau Soyouz TMA-3 est en augmentation. Le TsUP conclut toutefois que le problème vient du capteur. Le 11 novembre 2003, le TsUP réalise un test d'efficacité des panneaux solaires de Zvezda en les orientant successivement vers le Soleil. La manœuvre consomme 39,3kg d'ergols. Une sortie dans l'Espace est au programme de la mission MKS-8. Elle sera réalisée depuis le module Pirs, alors que le vaisseau Soyouz TMA-3 y est amarré. Le 18 novembre 2003, KALIERI revêt le scaphandre Orlan-M n°23 pour tester sa capacité à pénétrer dans le vaisseau Soyouz et à refermer son écoutille dans le cas où la repressurisation de Pirs serait impossible. 
Fig. 2.1 : KALIERI passe de Pirs au Soyouz TMA-3. Le 21 novembre 2003, l'ordinateur TVM-1 cesse de fonctionner. Le 22 novembre 2003, KALIERI parvient à réparer le vélo du module Zvezda. Mais le 23 novembre 2003, c'est le système d'exercices physiques TVIS qui ne fonctionne plus correctement, car il fait vibrer excessivement la station. Ce problème est réglé le 4 décembre 2003. Le 9 décembre 2003, la pompe principale du système Elektron tombe en panne. La pompe de secours prend le relais, mais elle tombe également en panne et tout le système est à l'arrêt. Les cosmonautes le redémarrent le 10 décembre 2003 en mode 18A. Le 12 décembre 2003, les cosmonautes changent le bloc d'échangeurs thermiques BTA du système d'air conditionné SKV2, et doivent pour ce faire vidanger le khladon. 
Fig. 2.2 : KALIERI avec le système SKV2. Le 13 décembre 2003, la pompe principale du système Elektron déclenche à nouveau, suivie de la pompe de secours. Les cosmonautes redémarrent le système, mais les pompes déclenchent encore le 14 décembre 2003. Elektron fonctionne de nouveau sans incident le 19 décembre 2003 après plusieurs redémarrages. Le 23 décembre 2003, KALIERI remplace un composant dans le système de recyclage de l'eau SRV-K2M. Quand il tente de redémarrer le système, une alarme apparaît pour signaler la mauvaise qualité de l'eau, mais elle n'empêche pas son fonctionnement. Le 24 décembre 2003, le TsUP teste le système de navigation ASN. Elektron cesse de nouveau de fonctionner le 25 décembre 2003, et un redémarrage n'y fait rien. L'équipage utilise rehausse la pression partielle en oxygène en utilisant les réserves du vaisseau Progress M-48. A partir du 26 décembre 2003, les cosmonautes utilisent des cartouches TGK car les ballons de Progress M-48 sont vides. C'est la première fois que les TGK sont utilisées sur la Station Spatiale Internationale (FOALE était présent à bord de la station Mir en février 1997, quand l'une d'elle a provoqué un départ de feu). Elektron est redémarré plus tard dans la journée du 26 décembre 2003, mais il déclenche de nouveau dès le 27 décembre 2003. Il est redémarré dans la foulée, et déclenche le 28 décembre 2003. Le TsUP réalise plusieurs tentatives de redémarrage le 30 décembre 2003, mais sans succès. Le 2 janvier 2004, KALIERI injecte de l'air et de l'eau dans les tuyauteries. Après redémarrage, le système déclenche après 3h10 de fonctionnement, contre moins de 10 minutes auparavant. Le 3 janvier 2004, l'équipage constate que la pression est passée de 744mmHg à 732mmHg en deux jours, ce qui signifie qu'il y a une fuite d'air sur la station. Le 8 janvier 2004, une tentative de redémarrage d'Elektron ne dure pas plus de douze minutes. Les cosmonautes continuent d'utiliser des cartouches TGK. Huit des moteurs DPO du vaisseau Progress M-48 sont mis en service le 8 janvier 2004 à 19h59'30" GMT pour rehausser l'orbite de la station (dV=1,47m/s). La manœuvre elle-même consomme 92kg d'ergols, et le maintien de l'orientation en consomme 48,9kg supplémentaires. Le 9 janvier 2004, KALIERI redémarre Elektron en isolant le capteur de pression, mais le système déclenche après 2h40 de fonctionnement. La pression de l'atmosphère de la station est descendue à 723,8mmHg. Le 11 janvier 2004, KALIERI trouve l'origine de la fuite d'air, qui s'avère être située sur le hublot WORF du module Destiny. Le 12 janvier 2004, les deux cosmonautes changent le bloc liquide (BZh) du système Elektron et installent le n°6. Le 16 janvier 2004, ils ferment l'écoutille entre le module Unity et le PMA-1 afin de s'assurer que la fuite du WORF est la seule. Ils la rouvrent le 18 janvier 2004 et, quelques heures plus tard, le système Elektron bascule sur sa pompe de secours. 3. Arrivée du vaisseau Progress M1-11Le 23 janvier 2004, les ergols restant dans les réservoirs du vaisseau Progress M-48 sont transférés dans les réservoirs du module Zvezda (105kg d'UDMH et 190kg de N2O4. Le 25 janvier 2004, le TsUP regonfle de 11mmHg l'atmosphère de la station avec l'oxygène restant dans les ballons de Progress M-48. Le vaisseau se sépare de Zvezda le 28 janvier 2004 à 08h35'56" GMT. Le vaisseau Progress M1-11 décolle de Baïkonour le 29 janvier 2004, et il s'amarre sur le module Zvezda le 31 janvier 2004 à 13h13'11" GMT. Habituellement, après l'amarrage d'un vaisseau Progress, le vestibule qui le sépare de la station est pressurisé par les réservoirs de la station, ce qui permet d'ouvrir l'écoutille. Mais cette fois-ci, la procédure a dû être modifiée car Progress M1-11 transporte l'instrument HEAT qui contient de l'ammoniac. Un test de présence d'ammoniac a donc été placé dans le vestibule, et c'est l'air du vaisseau qui est utilisé pour pressuriser ce dernier. Les cosmonautes peuvent donc contrôler visuellement que le test est négatif avant d'ouvrir l'écoutille. 
Fig. 3.1 : Arrivée du vaisseau Progress M1-11. Le 3 février 2004, le système d'air conditionné SKV1 bascule de sa boucle nominale KOB2 vers sa boucle de secours KOB1, puis s'arrête automatiquement après l'atteinte d'une température limite de khladon. Le 5 février 2004, des essais réalisés par le TsUP montrent que le problème vient de la pompe n°2. Plus tard dans la journée, le TsUP réalise un essai des moteurs DPO du vaisseau Progress M1-11. Le 11 février 2004, les deux cosmonautes isolent le hublot WORF du module Destiny pour stopper la fuite d'air. Plus tard, le système Elektron déclenche de nouveau, mais il est redémarré avec succès après avoir été rempli en eau. Le système SKV1 bascule encore une fois de sa boucle KOB2 vers la KOB1. Le 12 février 2004, Elektron déclenche encore, et les cosmonautes ne parviennent pas à le redémarrer. Le 13 février 2004, KALIERI installe un nouveau régulateur de pression RPD, mais cela ne règle pas le problème. Les cosmonautes utilisent l'oxygène du vaisseau Progress M1-11 pour enrichir l'atmosphère de la station. Le 16 février 2004, les cosmonautes réalisent un essai des moteurs du vaisseau Soyouz TMA-3. La fuite de la boucle d'hélium n°1 (DN1), qui sert à pressuriser le circuit, est confirmée. La ligne d'hélium, normalement pressurisée à 20atm, s'est entièrement purgée 30 heures après la fermeture de ses vannes d'isolement. Sur la boucle n°2 (DN2), la purge complète a pris 10 jours. Le TsUP n'est pas inquiet : seulement 20L d'hélium ont été perdus sur un total de 15000L, et la désorbitation pourrait être réalisée même si les ballons étaient complètement vidangés, le ciel d'hélium restant dans les réservoirs étant suffisant. Le 19 février 2004, les deux cosmonautes réalisent une répétition générale de leur sortie dans l'Espace, prévue pour la semaine suivante. Ils s'entraînent encore une fois à évacuer dans le BO de Soyouz TMA-3 avec leurs scaphandres Orlan-M. Le 20 février 2004, KALIERI travaille sur Elektron et, ensuite, le système fonctionne douze heures d'affilée. Mais il finit quand même par déclencher. Le 23 février 2004, les cosmonautes changent la batterie n°8 du module Zvezda, et ils placent l'ancienne dans le siège de droite du vaisseau Soyouz TMA-3, afin de servir de lest en cas de retour anticipé. Le 24 février 2004, ils isolent le vaisseau Progress M1-11 afin qu'il puisse être désamarré par le TsUP au cas où la station serait évacuée à l'issue de la sortie dans l'Espace. 4. La sortie dans l'EspaceLa 10ème sortie dans l'Espace réalisée depuis le Segment russe (VKD-9) débute le 26 février 2004 à 21h17 GMT, quand les cosmonautes Aleksandr KALIERI (Orlan-M n°23) et Michael FOALE (Orlan-M n°14) ouvrent l'écoutille VL-1 du module Pirs. Dès qu'il sort, FOALE démonte la cassette d'échantillons SKK n°1-SO, qui avait été installée sur Pirs lors de la sortie du 25 janvier 2002, et il la remplace par la nouvelle cassette SKK n°2-SO. KALIERI lui transmet ensuite l'instrument Matriochka-E et sort à son tour. Les deux cosmonautes se dirigent vers le module Zvezda où ils démontent le panneau n°2 de l'instrument MPAC&SEED (dont ils tournent aussi le panneau n°3), puis ils installent Matriochka-E sur la section de grand diamètre de Zvezda. KALIERI fait alors état d'un problème avec le système de refroidissement de son scaphandre. Le TsUP lui demande de démarrer la pompe de secours, mais le cosmonaute ne sent pas d'amélioration. De la buée commence à apparaître sur sa visière. Vladimir SOLOVIOV, directeur des vols, demande aux cosmonautes de rentrer à bord. KALIERI et FOALE se trouvaient déjà près de la cassette d'échantillons SKK n°1-SM, qu'ils doivent remplacer par la cassette SKK n°3-SM. Ils réalisent cette opération puis retournent dans le module Pirs. Ils referment l'écoutille à 01h13 GMT, à l'issue d'une sortie de 3h56. Les cosmonautes pressurisent le module Pirs et sortent de leurs scaphandres. Ils inspectent celui de KALIERI et découvrent que le tuyau d'eau de refroidissement est tordu, ce qui empêchait la circulation même avec les deux pompes en fonctionnement. Pendant la sortie, les moteurs d'orientation de Zvezda étaient inhibés pour la sécurité des cosmonautes, et les CMG américains ont subi plusieurs perturbations d'origine inconnue (cette problématique récurrente sera surnommée le couple fantôme, et on découvrira par la suite qu'elle est due aux sublimateurs des scaphandres Orlan-M). 5. Poursuite de la missionLe 27 février 2004, les cosmonautes remettent la station en configuration normale et ouvrent les différentes écoutilles. Le 1er mars 2004, ils changent trois câbles sur le système Elektron, situés entre le BZh et le Bloc de Synchronisation des Commandes BSSK. Elektron redémarre mais déclenche quelques heures après. Huit des moteurs DPO du vaisseau Progress M1-11 sont mis en service le 2 mars 2004 à 22h40'00" GMT pour rehausser l'orbite de la station (dV=2,21m/s). La manœuvre et le maintien de l'orientation consomment 144kg d'ergols. Le 4 mars 2004, l'oxygène des réservoirs de Progress M1-11 est utilisé pour enrichir l'atmosphère de la station de 8mmHg, Elektron étant toujours à l'arrêt. Le 5 mars 2004, le TsUP réalise un test d'efficacité des panneaux solaires de Zvezda et modifie pour cela l'orientation de la station, ce qui consomme 50,4kg d'ergols. Le 6 mars 2004, 88mmHg d'oxygène sont encore prélevés sur les réserves de Progress M1-11. Les journées des 9 et 10 mars 2004 sont entièrement consacrées à des réparations sur le tapis roulant TVIS. Le 14 mars 2004, l'actionneur gyroscopique CMG-2 s'arrête, et redémarre après deux minutes. On rappelle que le CMG-1 ne fonctionne plus depuis longtemps. KALIERI actionne deux cartouches TGK, car Elektron ne fonctionne toujours pas. Le 15 mars 2004, le CMG-2 déclenche à deux reprises. Le 17 mars 2004, le TsUP décide de changer le Bloc Liquide (BZh) d'Elektron dès que cela sera possible. Les cosmonautes s'y attèlent dès le 18 mars 2004 : ils mettent trois heures à démonter le BZh n°006 et à installer à sa place le BZh n°007. Le système est redémarré le 20 mars 2004, et fonctionne correctement. Le 29 mars 2004, KALIERI tente de réparer le réfrigérant-dessiccateur KhSA du vaisseau Soyouz TMA-3, mais sans succès. Il y consacre de nouveau du temps les 12 et 13 avril 2004, notamment pour remplacer le bloc de ventilateurs, et tout rentre dans l'ordre. Le 14 avril 2004, les deux cosmonautes réalisent un test des moteurs de Soyouz TMA-3, aucun incident n'est constaté. Le 17 avril 2004, le CMG-2 tombe de nouveau en panne, et le contrôle de l'orientation est basculé automatiquement vers le Segment russe. Il revient ne fonctionnement normal quarante minutes plus tard. 6. Arrivée du vaisseau Soyouz TMA-4 et retour sur TerreLe vaisseau Soyouz TMA-4 décolle de Baïkonour le 19 avril 2004 à 03h19'00,080" GMT avec l'équipage MKS-9, constitué de Guennadi PADALKA et de Michael FINCKE, et avec l'astronaute européen Andre KUIPERS qui vole dans le cadre de la mission de visite EP-6. Soyouz TMA-4 s'amarre sur le module Zaria le 21 avril 2004 à 05h01'03" GMT. Les deux équipages travaillent ensemble pendant une semaine. Le 29 avril 2004, KALIERI, KUIPERS et FOALE embarquent à bord du vaisseau Soyouz TMA-3 et se séparent du module Pirs à 20h52'09" GMT. Le vaisseau a alors une masse de 6660kg. Ses moteurs DPO sont mis en service (dt=15") à 20h55'11" GMT pour s'éloigner de la station. 
Fig. 6.1 : KALIERI après l'atterrissage de Soyouz TMA-3. Le moteur SKD est mis en service à 23h20'04" GMT (dt=255,8", dV=115,2m/s) pour amorcer la rentrée dans l'atmosphère. La manœuvre ne se déroule pas conformément aux prévisions. L'ordinateur Argon-16 a bien donné une consigne de 115,2m/s, mais l'ordinateur du SA, le KSO20-M, a envoyé la valeur de 116,1m/s. Les deux ordinateurs font leurs calculs en fonction des données du Bloc de Mesure des Accélérations Linéaires (BILU), mais le premier n'utilise que trois des six axes de mesure des capteurs. RKK Energiya conclura que le BILU a envoyé des informations imprécises, ce qui a conduit à des valeurs différentes selon qu'on prenait en compte trois ou six capteurs. Des analyses montreront que le signal envoyé par le BILU avec une accélération nulle est 6 à 8 fois supérieur à la valeur autorisée. PO Korpous, le constructeur du BILU, conclura que le problème vient des vibrations subies par l'instrument pendant le vol. La descente est toutefois amorcée normalement, et les trois compartiments sont ensuite séparés. Le parachute primaire s'ouvre, mais un choc se produit sur son container, qui se dépressurise. L'enquête montrera qu'il s'agit probablement d'un choc de l'émerillon contre la paroi lors du déploiement. Le Compartiment de Descente (SA) atterrit le 30 avril 2004 à 00h11'15" GMT à 59km au nord-est d'Arkalyk, au Kazakhstan. Le vol de KALIERI et FOALE a duré 194 jours 18 heures 33 minutes 12 secondes, et le vol de KUIPERS a duré 10 jours 20 heures 52 minutes 15 secondes. Lors de la descente sous parachute, les réservoirs de peroxyde d'hydrogène du système d'orientation SIOS n'ont pas été éventés comme prévu, ce qui aurait pu représenter un risque pour les cosmonautes et les équipes de récupération. Les deux réservoirs étaient encore pressurisés à 16,8kgf/cm² et 4,6kgf/cm², respectivement.
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