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Un instrument scientifique est installé à bord du Foton M №4

16 juillet 2014

Les opérations d’installation de l’instrument scientifique à bord du Foton M №4 ont été terminées à Baïkonour le 16 juillet; les contrôles de son fonctionnement ont été réalisés après son installation à bord.

En tout, 22 jeux d’instruments ont été installés sur le satellite. Parmi les concepteurs, on trouve les principaux organismes de recherche scientifique de Russie: Centre National de recherche IMBP RAN, TsNIIMach, NIISK – Filiale de TsENKI, Université aérospatiale S.P.Koroliov de Samara, IPUSS RAN et autres.

Il est prévu plusieurs grandes lignes de recherches à mener à bord du satellite:

étude des fondements physico-techniques de la technologie spatiale et de la production spatiale;

qualification des procédés et des installations opérationnelles;

obtention, à l’issue des expériences, de matériaux et de substances dans les conditions du vol spatial;

réalisation des expériences en technologie biologique;

étude de l’impact de l’espace sur les organismes vivants.

D’une façon traditionnelle, une bonne partie des instruments installées sur Foton M №4 est destinée aux expériences en technologie spatiale. Le programme des expériences sur les organismes vivants sera poursuivi également. Les geckos, les drosophiles, les microorganismes et les grains des plantes supérieures partiront dans l’espace. Les études en physiologie gravitationnelle, en exobiologie, en technologie biologique, en radiobiologie et en dosimétrie de rayonnement seront effectuées.

Les commentaires sur l’importance scientifique des expériences sont donnés par le Directeur adjoint de l’Institut des problèmes médico-biologiques de l’Académie des Sciences de Russie V.A. Sytchiov: «Les expériences en cours permettent d’avoir plus de connaissances sur les influences auxquelles est soumis un homme dans les conditions du vol spatial, et de comprendre comment on peut protéger les cosmonautes contre de telles influences. Ces nouvelles données sont indispensables en fin de compte pour que l’homme puisse sortir au-delà de la Terre pour aller dans l’espace lointain. Les vols sur Bion et sur Foton, c’est une contribution dans l’avenir».

Note sur le satellite Foton M № 4

Dès le début de l’ère spatiale, on s’est retrouvé devant le besoin d’approuver en conditions réelles les nouveaux matériaux de structure, équipements, sous-ensembles et systèmes entiers, afin de valider leur aptitude au fonctionnement lorsqu’ils sont soumis à l’ensemble des influences du vol spatial. D’autre part, il est nécessaire d’étudier les caractéristiques du milieu dans lequel sont réalisés les vols spatiaux, et pour cela, une étude approfondie est requise dans le domaine des rayons cosmiques, des rayonnements radio et gamma, des variations des champs électriques et des mécanismes de leur apparition...

Ainsi, on a vu se former une nouvelle direction des recherches scientifiques dans les années 70 du siècle passé, celle de la technologie spatiale. Les contributeurs tels que l’impesanteur et le vide, sont devenus un milieu unique présentant des possibilités d’améliorer les matériaux existants et d’en obtenir de nouveaux. On a vu apparaître la possibilité d’utiliser l’espace et les conditions physiques du vol spatial pour obtenir les cristaux, les métaux, les matériaux composites et biologiques aux propriétés qu’il est impossible d’atteindre sur Terre.

Pour aboutir à la résolution de ces tâches, les spécialistes de TsSKB et de l’usine Progress ont créé un satellite automatique, Foton.

Ce satellite automatique utilisé en tant que laboratoire de recherche, a certains avantages par rapport aux stations orbitales. Grâce à l’absence de perturbations générées par l’équipage à bord du satellite automatique, on assure le niveau de microgravité plus stable et plus optimal pour les expériences durant tout le vol; jusqu’à 700 kg d’équipement et d’échantillons obtenus sont retournés à Terre dans la capsule de descente; le satellite automatique permet aussi de satisfaire au mieux les exigences des réalisateurs des expériences, tandis que le système de télémesure contemporain permet de contrôler et de corriger depuis le sol le déroulement des expériences. Outre cela, les expériences sur le satellite automatique peuvent commencer sur Terre, juste avant le lancement ou après le décollage, elles peuvent se dérouler lors de la descente comme par exemple l’expérience Météorite sur le Foton M № 4.

Le premier Foton a été lancé en 1985, il a vécu en orbite pendant 13 jours. Les résultats des expériences étaient très demandés, si bien que, entre 1985 et 1999, 12 Fotons ont fonctionné avec succès sur orbite, donc les lancements étaient réalisés pratiquement une fois l’an. La durée des vols était de 13 à 18 jours. Les modules de descente atterrissaient dans une zone prévue, en utilisant le système d’atterrissage en douceur. Pendant ce temps, un programme de recherches a été réalisé dans le domaine d’obtention de semi-conducteurs et de matériaux optiques, de technologie biologique, de biologie cellulaire, dans le domaine de l’étude de l’influence de l’espace sur les échantillons récupérables à Terre, et dans d’autres domaines de la science. Les résultats des expériences réalisées sur les satellites de la série Foton ont enrichi la science avec les nouvelles connaissances sur les particularités de déroulement des processus technologiques dans l’espace et ont trouvé leur utilisation au niveau des technologies appliquées au sol.

Dès le début du projet, les satellites de type Foton et Foton M sont développés et fabriqués par le Centre spatial PROGRESS, les ensembles des moyens techniques bord sont créés par le Bureau d’étude pour les constructions mécaniques générales (actuellement NIISK, Filiale de TsENKI), par TsNIIMach et par d’autres organismes. L’assemblage et les essais électriques du satellite sont réalisés à Samara, chez le RKTs PROGRESS, ici sont déroulés également les essais de l’instrument scientifique. La mise en oeuvre finale et le montage des instruments se font sur la base de lancement.

A partir du Foton №5, les savants et spécialistes d’autres pays ont pris part au déroulement des expériences. Un satellite modernisé, Foton M №1, aux caractéristiques techniques de besoin améliorées, a vu le jour en 2002. Les satellites de la série Foton M, № 2 et 3, lancés respectivement en 2005 et 2007, ont accompli leur mission avec succès.

Les satellites Foton étaient lancés depuis Plessetsk. Les Fotons M № 2 et № 3 ont été lancés depuis Baïkonour.

Le Foton M №4 diffère beaucoup de ses prédécesseurs. En fait, c’est la seule structure du module de descente qui est restée, elle a été adaptée pour prendre en compte la composition modifiée des appareils de servitude et des instruments scientifiques. Structurellement, le Foton M №4 est pareil au Bion M №1, sauf le système de vie qui avait été implanté sur le satellite biologique pour les «passagers» vivants. Un tel système est absent sur Foton M №4: ls organismes vivants vont utiliser une réserve d’oxygène telle qu’elle est contenue dans le module de descente.

Les concepteurs du satellite avaient pour objectif d’augmenter la durée de vie et d’améliorer les caractéristiques de microgravité à bord. Pour y arriver, le système d’alimentation électrique et le groupe propulseur ont été remplacés.

Auparavant, c’étaient les sources chimiques qui étaient utilisées sur les Fotons pour une alimentation électrique, et une fois épuisées, le vol se terminait. En général, la durée de vol était de 20 jours maximum. A bord du Foton M №4, les accumulateurs sont chargés par l’intermédiaire des panneaux solaires ce qui augmente la durée de vie du satellite sur orbite, en fonction du programme des expériences. Dans ce cas, la durée de vie sera 60 jours. De la même façon, par basculement sur les panneaux solaires, l’approvisionnement en énergie moyen journalier du satellite est augmenté à 1400 W (celui des appareils de servitude s’est accru jusqu’à 500 W, et celui de l’instrument scientifique – jusqu’à 900 W).

La deuxième différence significative par rapport aux Fotons précédents consiste en l’utilisation du système propulsif intégré. A l’aide de ce système propulsif, il est possible de faire varier les paramètres de l’orbite du satellite après sa séparation du lanceur. Auparavant, le satellite ne pouvait fonctionner que sur l’orbite sur laquelle il avait été placé par le lanceur (environ 300 km d’altitude), et maintenant on a la possibilité de modifier l’altitude de l’orbite. Après que le Foton M №4 sera séparé du lanceur, un groupe propulseur sera mis en marche pour injecter le satellite sur une orbite circulaire plus haute (575 km d’altitude, inclinaison: 64,90), ce qui permettra d’améliorer le niveaux de microgravité jusqu’à 10-6.

Par ailleurs, en profitant de la possibilité de corriger l’orbite, le système propulsif assure un atterrissage plus précis dans une zone assignée, où seront avancés les moyens de recherche et de sauvetage. Cette logique est plus opérationnelle qui permet de réduire le temps de livraison des résultats aux clients.

Par sa structure, le Foton M №4 est composé du module de descente, de la case à équipements et du module de service.

Le module de descente est la partie missionisée du satellite. Il représente un compartiment étanche qui abrite les instruments scientifiques et les moyens permettant la descente et l’atterrissage. Les expériences terminées, l’instrument scientifique sera retourné sur Terre dans son module de descente. Ce dernier représente une sphère de 2,2 m de diamètre, avec une protection thermique appliquée à l’extérieur pour protéger le module de descente contre le réchauffement en phase atmosphérique. Sur le corps du module de descente, il existe des trous de réservation destinés au montage de l’instrument et des appareils de servitude et à leur maintenance en entreprise constructeur, sur la base de lancement et sur le lieu d’atterrissage. L’instrument scientifique est situé tant à l’intérieur qu’à l’extérieur du module de descente. La masse totale de l’instrument récupérable installé à l’intérieur du module de descente atteint 421 kg.

La case à équipements renferme les appareils qui assurent le fonctionnement du satellite. Il s’agit de la ligne de commande hertzienne, des systèmes de télémesure, de pilotage et d’alimentation électrique.

Le module de service contient le système propulsif intégré et les batteries accumulateurs du système d’alimentation électrique. 

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