1/ HISTORIQUE

L'idée d'avion spatial est apparu dès les années 20 en URSS. Les premières ébauches sont dues à Friedrich Tsander et tout en poursuivant la course à la Lune, une part non-négligeable de l'effort spatial soviétique fut consacrée à la conception et à la réalisation de navettes spatiales réutilisables. Le concept d'avion spatial connût une avancée dans les années 30 grâce à l'ingénieur autrichien Eugen Sänger. Avec son assistante, Irene Brendt, il dessina dès 1933 de nombreux plans d'avions-fusées et, à Peenemünde, développa l'idée d'un bombardier-fusée sur la base d'un V-2. A la fin du second conflit mondial, les ingénieurs soviétiques mirent la main sur trois exemplaires des plans de Sänger et, en dépit de leurs doutes quant à la faisabilité du concept, Staline ordonna de poursuivre les recherches en ce sens. Les plans furent soumis aux ingénieurs et techniciens allemands passés à l'Est qui, à leur tour, émirent de grandes réserves. Les projets d'avions spatiaux devaient en rester là quelques temps.

En 1958, le plan de développement à long terme des Forces aériennes soviétiques comportait la réalisation d'avions spatiaux (kosmolyot, en russe) pouvant voler à dix fois la vitesse du son, à plus de 60 km d'altitude. Deux projets furent entamés, en collaboration avec le bureau d'étude de Korolev : le VKA-23 de Vladimir Miassichtchev et le projet de Pavel Tsybine, tous deux basés sur un lancement à l'aide de la fusée Semiorka. Le projet VKA-23 atteint un niveau avancé de recherche théorique et une étude poussée fut menée sur les matériaux résistants à la chaleur. Les deux projets furent abandonnés au début des années 60, suite à la restructuration des Forces aériennes. En 1960, Vladimir Tchelomei entama, à son tour, l'étude et la réalisation d'un avion spatial pouvant intercepter des satellites. Il pouvait voler à 290 km d'altitude et rester en orbite une journée entière. Contrairement aux deux projets précédents, celui de Tchelomei atteint la phase d 'essai en vol. L'avion spatial, baptisé MP-1, effectua un vol suborbital le 27 décembre 1961, atteignant une altitude de 405 km et une portée de 1760 km. Ce test fut renouvelé en mars 1963 et les préparatifs furent entamés pour une mission habitée prévue en 1965. En octobre 1964, cependant, le projet fut annulé par décision ministérielle.

 SPIRAL
L'annulation du projet de Tchelomei ouvrit la voie à un nouveau programme conçu par le bureau d'étude MiG. Le projet Spiral (ou VKS) reçut le feu vert en juin 1966. Il s'agissait d'un intercepteur biplace, devant être placé sur orbite à l'aide d'un transporteur hypersonique, non d'une fusée. , mesurant 8 mètres de long, 7,4 mètres d'envergure et pesant 10,3 tonnes. En 1967, l'avancement du projet permit de passer à la phase des tests suborbitaux. Au cours des années 1967-70, plusieurs maquettes à l'échelle 1/2 furent lancées de Plesetsk à l'aide de fusées classiques, pour être récupérées à Kasputin Yar, à 2000 km de là. Ces tests furent baptisés BOR-1, BOR-2 et BOR-3 (Becpilotniye Orbitalnie Raketoplan, ou avion-fusée orbital non-piloté). En pleine course à la Lune, le projet Spiral fut suspendu, faute de moyens, en 1969. Des tests limités reprirent au cours de la période 1976-78 avec une maquette à l'échelle 1. En mai 1976, des tests de lancement et d'atterrissage furent conduits. En novembre 1976, un premier largage dans les airs eut lieu. Au total, cinq largages furent effectués, avant que Spiral ne soit équipé de ses propres moteurs. L'avion spatial vola alors cinq fois, aux mains de pilotes d'essais. Mais le projet fut définitivement enterré après que l'avion fut endommagé au cours d'un vol d'essai en septembre 1978.

LKS
En 1974, Valentin Glouchko devenu responsable du programme spatial soviétique, annula le programme de fusée N-1, puis celui des stations almaz. Sous la pression des autorités, il reçut l'ordre de développer un système de transport spatial à l'image de ce que préparaient les Américains. Il proposa plusieurs études et, en fin de compte, un concept très proche de la navette spatiale américaine fut enteriné en février 1976. Cependant, Tchelomei refusait de baisser les bras. Considérant que l'approche de Glouchko était lourde, onéreuse et nécessitait le développement de lanceurs qui n'existaient pas, il reprit ses études d'avion spatial et, de 1975 à 1981, conçu un petit avion spatial, le LKS (ou jet cosmique léger), destiné à être lancé par une fusée Proton. D'un dessin similaire au projet Hermes qui devait apparaître plus tard, le LKS, conçu en version habitée ou non-habitée, pouvait emporter une charge utile de 4,5 tonnes. Son retour s'effectuerait en planant à partir de 50 km d'altitude et l'avion se poserait à la vitesse de 300 km/h. Pour parvenir à ses fins, Tchelomei contourna le Politburo, dont Glouchko était membre, et s'adressa directement à Brejnev. Mais, il n'obtint pas gain de cause. Il décida alors de se passer d'autorisation. Ses équipes mirent le LKS en état de vol en moins d'un mois et Tchelomei persuada le secrétaire du Comité Central du PCUS, le général Dimitri Oustinov, de venir l'inspecter. Tchelomei et Oustinov s'enfermèrent vingt minutes dans le cockpit du LKS et le constructeur plaida sa cause. Mais l'affaire fit grand bruit et Tchelomei fut convoqué au Ministère de la Construction Mécanique et fut vertement réprimandé pour avoir dépensé plus de 140 000 roubles sur le projet sans la moindre autorisation.

URAGAN

Au milieu des années 80, le nouveau visage de la Guerre Froide, avec le programme américain de Guerres des Etoiles, conduisit les Soviétiques a ressusciter le projet Spiral. Ordre fut en effet donné de construire un avion de combat spatial, baptisé Uragan ("Ouragan"), devant être lancé par une fusée Zenith. Equipé d'un canon, il devait pouvoir abattre une navette spatiale ou tout autre cible ! Plusieurs maquettes à échelle réduite furent préparées pour des tests en vol. Elles ressemblaient fortement au dessin de Spiral. Elle avait les caractéristiques suivantes : longueur 3.4 m, envergure: 2.6 et une masse de 1074 kg en orbite et 795 kg au retour sur Terre. Entre 1982 et 1984, 6 essais furent effectués à l'aide de fusées Cosmos et les navette recevaient le nom générique de Cosmos. Pour que la maquette ne soit pas endommagée à l'atterrissage, il convenait de la ramener sur l'eau. Il a suffi d'un petit parachute pour amortir l'impact. Ces tests furent ultérieurement baptisés BOR-4. Pour des raisons de secret, il était préférable de faire revenir l'engin sur des zones maritimes soviétiques. Mais c'était la première fois qu'un véhicule soviétique devait revenir de l'espace en mode automatique. Or, les systèmes de gestion et de navigation n'étaient pas fiables à 100 %. C'est pourquoi la décision fut prise de poser Bor4 dans l'Océan Indien, après une orbite un quart.

Lors du premier essai le 3 ou 4 juin 1982 (selon les versions) et pour ne pas avertir l'opinion publique, l'agence TASS a annoncé sèchement le lancement de Cosmos 1374 afin de poursuivre des études spatiales. Mais compte tenu de la trajectoire originale, car il fallait avertir le monde entier qu'un espace maritime, au large de l'Australie, était interdit pour des raisons de sécurité, le monde occidental comprit qu'un retour de navette était expérimenté. Dans cette zone, sept navires de la Marine de guerre de l'URSS croisaient aux abords de l'Australie et il était aussi difficile de les cacher. Lors du retour, le plasma entourant l'appareil fut visible jusqu'à une altitude de 4 km. Le parachute s'ouvrit harmonieusement et Cosmos 1374 toucha doucement l'Océan Indien à 560 km de l'archipel des Cocos, avec son cône phare de repérage sur le dos. Les coordonnées de l'atterrissage furent donner avec une imprécision de 200 km. Au deuxième vol le 16 mars 1983, celui de Cosmos 1445, les soviétiques furent désagréablement surpris de constater que les Australiens occupaient en permanence la zone d'atterrissage, avec un avion patrouilleur R-3S. Au moment de l'atterrissage, hélicoptères et patrouilleurs maritimes Australiens étaient rassemblés autour des navires soviétiques. Des photos furent faîtes et données aux journalistes. Elles furent publiées dans plusieurs éditions de la presse occidentale. Mais pour autant, elles ne révélèrent pas l'essentiel, à savoir que Uragan ressemblait au Shuttle, car Bor4 ressemblait à la Navette européenne: Hermès.

La zone initiale pour un retour dans l'océan Indien fut remplacée, après ces deux lancements, par la Mer Noire en raison de dépenses causés par les moyens mis en œuvre pour la récupération au large de l'Australie et la persistance des occidentaux à vouloir découvrir la future navette. Une maquette fut perdue par l'équipe de récupération dans la Mer Noire. Il est intéressant de remarquer, la trajectoire de descente des mini navettes Bor4, car pour un atterrissage dans les eaux territoriales soviétiques de la Mer Noire, Bor4 passait à une altitude de 60-80 km au-dessus des territoires des principaux pays membres de l'OTAN (la Grande Bretagne et la Allemagne). C' était, juridiquement, une violation de leur espace aérien. C'est pourquoi, chaque vol de Bor-4 avec atterrissage près des frontière soviétiques avait une résonance politique et diplomatique.Mais, à la suite du drame de Challenger, les Américains abandonnèrent les missions militaires. La menace ayant disparu, Uragan fut simplement abandonné

BOURANE

La construction de la navette conçu par Glouchko fut entamée à la fin des années 70. Une longue série de tests fut conduite avant le premier vol. Tout d'adord, six maquettes à l'échelle 1/8 furent lancées en vols suborbitaux entre 1983 et 1988. Ces tests reçurent l'appellation BOR-5. La maquette pesait 1,4 tonnes et vola à des vitesses atteignant mach 16. Six maquettes à l'échelle 1 furent également réalisées. L'une d'entre elles fut équipée de quatres moteurs (deux réacteurs et deux ramjets) et utilisée pour tester les caractéristiques aérodynamique et le profil d'atterrissage. Elle vola 25 fois entre novembre 1985 et avril 1988, aux mains de pilotes d'essais spécialement recrutés pour le programme. Une nouvelle fusée fut également conçue pour permettre le lancement de Bourane. D'une conception radicalement différente, elle devait être l'ultime et suprême réalisation de Glouchko. Appelée Energya, elle avait recours au seul carburant que Glouchko avait juré ne jamais utiliser et qui fut la cause de sa rupture avec Korolev et de l'échec du programme lunaire, l'oxygène liquide. Energya était prête au printemps 1987. Pour son premier vol, elle reçut une nouvelle charge utile, Polyus ("Pôle"), prototype d'une nouvelle génération de station orbitale pouvant être appelée à succéder à Mir. Le tir inaugural eut lieu le 15 mai 1987 et fut parfait du point de vue du lanceur. Seul Polyot, qui devait effectuer lui-même la manœuvre finale d'insertion sur orbite, ne put être correctement orienté au moment de la mise à feu et fut précipité accidentellement dans l'Océan Indien. Néanmoins, l'URSS disposait enfin de son lanceur lourd.

 L'existence de Bourane fut rendue publique en janvier 1988 et son lancement fut annoncé pour un "futur proche". Les premières images furent produites en septembre et, si la navette soviétique semblait posséder des dimensions assez semblables à celles de son homologue américaine, la différence principale résidait dans son système de propulsion. Celui-ci ne servait aucunement au décollage, Bourane reposant alors entièrement sur la fusée Energya, mais pour les manœuvres orbitales et l'atterrissage

Cette solution permettait d'embarquer une charge utile plus importante et d'avoir plus de souplesse de vol au retour. La première tentative de lancement, le 26 octobre 1988, échoua à cause d'un bras d'alimentation de la tour de lancement qui refusait de se rétracter. Le 8 novembre suivant, l'ensemble Energya-Bourane fut ramené sur le pas de tir et les opérations de lancement reprirent. Le remplissage des réservoirs s'acheva tard dans la nuit du 14 et lancement intervint à 3 h 00 le matin du 14. Il fallut huit minutes à Energya pour placer Bourane sur une orbite provisoire à 160 km. Utilisant ensuite ses propres moteurs, la navette finalisait une orbite à 260 km d'altitude. Au-dessus des îles Fidji, les contrôleurs au sol activèrent les caméras embarquées pour filmer l'intérieur de la cabine vide et, à travers les hublots, le bleu du Pacifique. A la fin de la deuxième révolution, Bourane abaissa son orbite à 100 km. Les rétro-fusées furent alors mises à feu et Bourane rentra au-dessus de la Méditerrannée à mach 25. La navette effectua, toujours en mode automatique, une série de virages destinés à la ralentir avant l'approche finale de la piste de Baïkonour. Bourane toucha le sol à plus de 300 km/h. Un parachute de freinage de 75 mètres carrés se déploya et la navette s'immobilisa après 2 km de roulage La mission, entièrement conduite en mode automatique, avait été un triomphe. Energya avait fonctionné à merveille et seules cinq des 38000 tuiles de protection thermique s'étaient décollées. Pour les officiels soviétiques, l'heure était à l'optimisme.

Une deuxième navette, Pchitka ("Petit Oiseau"), était en cours de construction et l'on prévoyait déjà quatre à cinq missions par an pour chacun des deux engins. Au programme de ces missions, des réparations de satellites, l'acheminement de nouveaux modules de stations orbitales et le retour d'équipement devenus inutiles. Le 10 janvier 1989, Valentin Glouchko disparût à l'age de 81 ans. Il ne vécut donc pas les désillusions qui suivirent. Fondamentalement, Bourane manquait d'une véritable raison d'être. Certes, le futur module Kristall du complexe orbital Mir devait être équipé d'une pièce d'amarrage permettant d'accueillir la navette, mais il n'y avait pas vraiment de missions ne pouvant être réalisées par les lanceurs et vaisseaux conventionnels

De 1989 à 1993, la date du premier vol habité ne cessa d'être repoussée. L'équipement de la navette pour cette mission (instruments de pilotage, système de support de vie, piles à combustible, etc.) représentait de lourds investissements. Finalement, en juin 1993, le Conseil des Constructeurs décida de laisser le programme Energya-Bourane en suspens. Les fonds réunis pour préparer le premier vol habité n'atteignait que 1 % du budget nécessaire ; il était donc ridicule de prétendre pouvoir continuer le programme. Deux navettes ont donc été construites, Bourane et Pchitka, et remisées, ainsi que six exemplaires complets du lanceur Energya. L'ensemble du programme a coûté plus de 150 milliards de francs. De la douzaine de cosmonautes recrutés spécialement, seuls deux (Anatoli Levtchenko et Igor Volk) volèrent dans l'espace, à bord de la vénérable capsule Soyouz. Le pas de tir Energya, laissé à l'abandon, a été reconquis par la nature. Ainsi se sont achevées, quarante années d'études et de projets d'avions orbitaux. Les Soviétiques pouvaient tout juste se consoler avec la pensée qu'ils avaient réussi à concevoir et à faire voler une navette pouvant rivaliser avec la navette américaine. Mais, l'expertise, les compétences, la maîtrise développées dans ce domaine par les ingénieurs soviétiques et, aujourd'hui, russes, pourraient bien servir de base à de nouveaux projets avancés pour le XXIe siècle.

 

2/ CARACTERISTIQUES :

Le lanceur Energya

Il avait un corps central de 58,765 m de long pour 7,7 m de diamètre, flanqué de 4 boosters de 39,46 m de haut pour un diamètre de 3,92 m. Ce diamètre des boosters était dicté par des possibilités des transports ferroviaires. La base du lanceur s'inscrivait dans un rectangle de 23,9 m pour l'envergure des ailes et 24,52 de l'extrémité de la dérive à la cote hors tout des boosters. Energia avait une masse totale de 2266,7 tonnes, y compris les 105 tonnes de Bourane . Le premier étage était composé de 4 boosters ayant une masse à vide de 65,6 tonnes chacun. Les boosters furent dérivés de la fusée Zénith, qui pouvait donner une accélération de 4 à 5 g (g = la force de pesanteur). Cet étage avait une masse totale de 1490,5 tonnes avec 886,8 tonnes d'oxygène liquide à - 186°C et 341,2 tonnes de kérosène refroidi. Le corps d'un booster était soudé. Il y avait 4 moteurs RD-170 (oxygène liquide et kérosène refroidi) à 4 chambres assurant chacun une poussée de 740 tonnes. Le deuxième étage est constitué du corps central d'une masse à vide de 72,56 ou 40 tonnes (selon les documents) contenant 602,775 tonnes d'oxygène liquide pour un volume de 552 m3 et 100,868 tonnes d'hydrogène à - 255°C, pour un volume de 1523 m3. 4 moteurs RD-0120 (hydrogène et oxygène liquides) à une chambre sur le corps central assuraient 147,6 tonnes de poussée chacun. Poussée totale au décollage: 3550 tonnes [(147,6 x4) + (740 x 4)]. Accélération maximale: 3 g. L'impulsion spécifique des boosters étaient de 308,5 secondes au niveau de la mer et pour le bloc central de 353,2 secondes au niveau de la mer. L'impulsion spécifique, c'est la durée de fonctionnement d'un moteur de fusée alimenté par 1 kg de carburant pour fournir 1 kg de poussée. Elle est exprimée en secondes. Le but de ce nouveau lanceur étant la réutilisation pendant des dizaines de vol. Des parachutes équipèrent les 4 boosters pour une récupération après séparation du corps central. Des problèmes de normalisation sont vite apparus entre différentes unité de production et ont eu des incidences sur le déroulement du programme.

La réalisation du corps central fut une étape très difficile. Les dimensions gigantesques, la quantité importante de tuyaux, de joints, de câbles se sont présentés comme autant d'obstacles compte tenu du délai de réalisation de 18 mois. L'usine Progress de Kuibyshev fut choisie pour assurer sa fabrication et son intégration. De grandes structures du corps central furent transportées pour l'assemblage final, du lieu de fabrication au lieu de lancement, à l'aide de l'avion modifié 3M-t (photo ci-dessous). Sur ces bases, des modifications de An124 furent entreprises afin de transporter des charges plus élevées et c'est ainsi que fut conçu l'An225 Mriya capable de transporter 225 tonnes. Pour la 1ère fois, en décembre 1988 il transporta la Navette soviétique Bourane, puis on vit une démonstration en vol en 1989 lors du salon du Bourget et ensuite lors de quelques expositions en Europe et aux USA

Pour concevoir et faire décoller ce nouveau lanceur, il fut décidé de modifier le complexe de lancement conçu pour la fusée lunaire N1L3 et de prévoir des pistes de secours à employer pour un atterrissage d'urgence. En outre, pour fournir et assembler le système Energia - Bourane, de nouveaux dispositifs d'assemblage, de déplacement, de levage et de redressement ont été développés, fabriqués et montés, des routes de transport ont été construites ou améliorées, des canaux et des ponts aménagés. - Bourane, de nouveaux dispositifs d'assemblage, de déplacement, de levage et de redressement ont été développés, fabriqués et montés, des routes de transport ont été construites ou améliorées, des canaux et des ponts aménagés.

Il traditionnelle, chez les soviétiques. Energia arriverait couchée sur un train spécial pouvant rouler jusqu'à 5 km/h, avec Bourane acollée sur le flanc. La navette se trouvait ainsi en position horizontale sur Energia. L'ensemble serait amené sur des rails, tracté par 4 locomotives réparties 2 à 2 sur 2 voies parallèles, sur une longueur de 5 km. On trouva ainsi une locomotive devant et derrière (ou bien toutes devant) sur 2 voies, large de 1,524 m, qui encadraient une plate-forme portant les 2 engins, dont la masse fut de 2756 tonnes, lors des préparatifs du 15 novembre 1988. La longueur de cette plate-forme mobile: 90 m avec les locomotives, pour une largeur de 29,5 m et une hauteur de 21,2 m.

L'orbiteur Bourane (tempête)

Il fut le seul et unique véhicule spatial réutilisable soviétique. Il fut conçu pour le vol automatique (décollage et atterrissage compris), revenir d'une orbite terrestre et se poser sur un aérodrome. Les débuts du vol automatique débutèrent lors du 5e vol avec le premier atterrissage automatique du 10 novembre 1985. Ses prédécesseurs ne pouvaient jouer que des rôles séparés: Vostok et Soyouz étaient destinés à transporter des équipages et le Progress est un cargo qui emporte des charges en orbite. Les Soviétiques se sont posés les mêmes questions que les américains à savoir que la taille moyenne des fusées ne leur permettait que d'emporter des charges moyennes. Attendu que les charges en orbite s'accroissent, le développement d'un véhicule utilisable leur était devenu évident.

Les quatre premiers vols de Bourane (lancement par Energia) devaient être automatiques. Lors du 2e vol, il avait été envisagé de faire une approche suivi d'un arrimage automatique avec la station orbitale "Mir". À partir du cinquième vol, la 3e navette devait être utilisée, équipée du système de "support vie" et de deux fauteuils. Les vols de 5 à 8 étaient considérés aussi comme vols d'essais, c'est pourquoi l'équipage aurait dû comprendre deux cosmonautes. Ils étaient envisagés pour 1994-95. Le premier équipage devait être composé de P.Volk et de A.S.Ivanchenkov.

Bourane devait mettre en orbite des charges utiles de 30 tonnes max sur une orbite à 200 km, inclinée à 50,7° et ramener sur Terre des charges de 20 tonnes max, pour une masse maximale de l'Orbiter de 87 tonnes à l'atterrissage, compte tenu de la vitesse, des freins et du train d'atterrissage. Sa soute avait des dimensions impressionnantes: 17 m de long pour 4,5 m de diamètre lui permettant d'emporter de grandes structures. Elle était équipée d'un bras manipulateur. L'équipage composé de 2 à 4 membres prenait place dans une cabine de 73 m3, tandis que 6 à 7 passagers pouvaient faire partie du voyage. Il avait été prévu de construire 3 navettes pour le vol automatique. Déjà avec le 2ème vol, un arrimage avec Mir était prévu. 5 vols furent programmés, mais 1989 marqua la fin du monde soviétique et le début des ennuis pour l'industrie spatiale russe. Le vol de 2 cosmonautes n'avait été envisagé qu'en 1994 - 1995.

1206 organismes et 100 ministères et agences ont participé au développement du système spatial Energia-Bourane.