Soyouz (fusée) - Définition
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Quatrième étage
Pour que la fusée Soyouz puisse mettre en orbite des satellites commerciaux et des sondes spatiales, un quatrième étage a été développé. Cet étage est enveloppé par la coiffe avec la charge utile.
L'étage Soyouz-Ikar
L'étage Ikar a été développé à partir du système de propulsion du satellite d'observation Komet et a été utilisé sur une Soyouz-U pour mettre en orbite des satellites Globalstar. Vingt-quatre satellites Globalstar ont été ainsi mis en orbite en 1999 par six lanceurs à raison de quatre satellites par vol. L'ensemble SoyouzU/Ikar pèse 308 tonnes et fait 47,285 mètres de haut. À compter de l'année 2000, Ikar a été remplacé par l'étage Fregat.
L'étage Fregat
L'étage Fregat a été développé à partir du système de propulsion des sondes spatiales Phobos et Mars 96 ; il est équipé d'un système de commandes de vol numérique moderne et d'un propulseur qui peut être rallumé jusqu'à vingt fois. Il a été développé par la société russe Lavotchkine. Ses caractéristiques sont optimales pour le lancement de plusieurs satellites qui doivent être placées sur des orbites différentes. Le premier vol a permis de placer les satellites de l'ESA de la mission Cluster. Deux autres vols ont permis de valider les capacités de l'étage Fregat. Depuis, cet étage a été utilisé pour le lancement de sondes spatiales (Mars Express) et de satellites commerciaux. Depuis 2006 l'étage Fregat est utilisé conjointement avec la nouvelle version Soyouz-2. L'ensemble Soyouz/Fregat pèse 306 tonnes et est haut de 46,645 mètres ; il peut placer en orbite de transfert géostationnaire depuis Baïkonour une charge utile de 2 100 kg et en orbite de transfert pour Mars 1 260 kg.
Soyouz-2/ST
A compter de 1992, la Russie lance le développement d'une nouvelle version de la version Soyouz-U surnommée Rus (russe Русь) qui doit permettre de placer en orbite basse une charge utile de 7,5 tonnes. La Rus devait disposer d'un système de commandes de vol numérique destiné à remplacer le vieux système analogique des années 1960. Cette modification devait permettre d'apporter plus de souplesse au plan de lancement et d'optimiser l'utilisation du carburant ce qui devait augmenter la capacité d'emport. Un nouveau moteur devait être installé sur le troisième étage (RD-0124 avec une poussée de 30 kN, une impulsion spécifique de 3 522 N.s/kg et une durée de combustion de 359 secondes) et les moteurs des premier et second étage devaient être remplacés par des RD-107A et de RD-108A plus puissants. La Rus fut renommée par la suite Soyouz-2. Mais l'aéronautique russe disposait à l'époque de moyens réduits et le développement de la Soyouz-2 se faisait au ralenti.
La création d'une structure commune avec Arianespace - la société Starsem - chargée de commercialiser le lancement de satellites commerciaux occidentaux par la fusée Soyouz permit de lever les contraintes financières. L'argent des premiers contrats permit de relancer le développement de la nouvelle version de la Soyouz. A l'origine Starsem prévoyait de mettre sur le marché à compter de 2002 une Soyouz-U avec un système de commandes de vol numérique et les moteurs RD-107A et RD-108A sous l'appellation Soyouz-ST. Le nouveau modèle devait disposer d'une nouvelle coiffe (type ST) d'une taille équivalente à celle de la fusée Ariane 4. Une variante équipée au niveau du troisième étage d'un moteur RD-0124 recevait l'appellation Soyouz-ST+.
Finalement une version Soyouz-FG, moins ambitieuse, est développée en 2001, qui ne se distingue de le version U que par ses moteurs RD-107A et RD-108A. Elle est initialement utilisée pour lancer les vaisseaux spatiaux habités ou de ravitaillement. Parallèlement l'étage Fregat est développé et utilisé avec succès sur la Soyouz-U puis la Soyouz-FG. Par la suite une nouvelle coiffre (de type S) est mise au point et utilisée par exemple sur les lanceurs des sondes spatiales Mars Express et Venus Express.
Le 8 novembre une Soyouz-2.1a, modèle intermédiaire, est lancée avec succès. Cette version dispose d'un système de commande de vol numérique et son troisième étage, bien que toujours propulsé par l'antique RD-0110, est modifié pour recevoir un moteur RD-0124. Un second lancement intervient le 19 octobre 2006 pour placer en orbite le satellite météorologique européen METOP pour lequel sont utilisés le quatrième étage Fregat et une coiffe de type ST. La Soyouz-2.1b, qui reprend les spécifications initiales de la Soyouz-2, est lancée pour la première fois à Baïkonour le 27 décembre 2006 : il place en orbite polaire le télescope spatial Corot.
La Soyouz-2.1a peut placer une charge utile de 7 020 kg sur une orbite de 200 km depuis Baïkonour; depuis le cosmodrome de Plesetsk une charge de 6 830 kg peut être envoyée sur une orbite de 220 km. La Soyouz-2.1b peut placer une charge utile de 8250 kg sur une orbite de 200 km depuis Baïkonour; depuis le cosmodrome de Plesetsk une charge de 7020 kg peut être envoyée sur une orbite de 220 km. La capacité d'une Soyouz-ST utilisée depuis Kourou est encore bien supérieure. Depuis le CSG, la version Soyuz ST peut placer une charge de 4,900kg en orbite base, la capacité est portée à 5,500kg avec l'ajout de l'étage Soyuz Fregat.
En 2006 un nouveau développement est envisagé sous la dénomination Soyouz 2-3. Cette version comporte un étage central propulsé par un moteur Kouznetzov NK-33 (le moteur de la fusée N1). Ce modèle pourrait mettre en orbite basse une charge utile de 11 tonnes depuis Baïkonour et de 12,7 tonnes depuis Kourou.
