Progress (en russe  : ≪  Прогресс  ≫ , signifiant ≪  progres  ≫) est un vaisseau cargo developpe pour ravitailler la station spatiale Saliout 6 dans le cadre du programme spatial sovietique et qui a ete par la suite successivement utilise pour ravitailler les equipages sejournant a bord des stations spatiales Saliout 7 , Mir et de la Station spatiale internationale . Il effectue son premier vol en 1978 et c'est le premier vaisseau de ce type : il a permis le prolongement du sejour des equipages dans l'espace en apportant les consommables (vivres, eau, ergols , oxygene) et les pieces de rechange. En 2018 il est utilise avec d'autres vaisseaux cargo a ravitailler l'equipage permanent de la Station spatiale internationale. L'engin est toujours operationnel ; a la date du 1 ^er decembre 2022 , 170 exemplaires se sont amarres a l'ISS ou a Mir, a cela il faut ajouter vingt-cinq missions pour les stations sovietiques precedentes.

Le vaisseau Progress est largement derive du vaisseau spatial Soyouz destine au transport des equipages en orbite basse . Il est lance par une fusee Soyouz decollant du cosmodrome de Baikonour . Il a une masse d'environ 7 tonnes pour une longueur de 7,9 metres et sa capacite d'emport est d'environ 2,5 tonnes. Il peut transporter a la fois du fret pressurise et des gaz, ergols et liquides mais n'est pas concu pour ramener du fret sur Terre. Comme le vaisseau Soyouz, il est equipe d'un systeme d'amarrage automatique Kours . Plusieurs variantes du vaisseau Progress ont ete developpees au fil des decennies avec des capacites croissantes.

Historique [ modifier | modifier le code ]

Des le debut de l'ere spatiale est evoquee l'idee qu'une plateforme spatiale puisse etre ravitaillee periodiquement par de petits vaisseaux. La transformation des vaisseaux Gemini puis Apollo est etudiee par la NASA mais ne connait pas de suite lorsque les americains decident de la realisation de leur navette spatiale . Les sovietiques de leur cote mettent au point le vaisseau spatial habite Soyouz a la fin des annees 1960 en realisant une serie de vols sans equipage. Les ingenieurs sovietiques se rendent compte a l'epoque qu'il serait facile et peu couteux de developper a partir de Soyouz un vaisseau sans equipage permettant de ravitailler la future station spatiale. En supprimant les composants du vaisseau Soyouz lies a la presence d'un equipage humain (tour de sauvetage, bouclier thermique, systeme de support de vie), on pouvait obtenir une capacite de transport significative.

Le developpement du vaisseau Progress est decide au debut des annees 1970 et les premiers travaux debutent mi-1973. En fevrier 1974 , les specifications du nouveau vaisseau sont figees. Le constructeur du vaisseau, qui est egalement celui du vaisseau Soyouz, TsKBM , designe le nouveau vaisseau sous l'appellation 7K-TG (en russe  : ≪ 7К-ТГ ≫ , pour ≪ 7Kораблей - Tранспортных Грузовыx ≫ , Korabley Transportnyy Gruzovoi , signifiant ≪  vaisseau transporteur de fret n ^o  7  ≫) et l' indice GRAU associe est 11F615A15.

Caracteristiques techniques [ modifier | modifier le code ]

La structure du vaisseau Progress est tres proche de celle du vaisseau Soyouz ^{[ 1 ]}  : il comprend le module cargo ( module orbital de Soyouz), rempli de fret pressurise, le module reservoir (module de descente de Soyouz), contenant les differents reservoirs de liquides et de gaz, et le module de service, qui contient les servitudes (energie...) et le systeme de propulsion.

Le module cargo [ modifier | modifier le code ]

Le module cargo (≪  Progress GO  ≫, en russe  : ≪ Прогресс Грузовой Oтсек ≫ ) transporte le fret (nourriture, bouteilles d'eau ou d'oxygene, pieces detachees, experiences scientifiques) dans une enceinte pressurisee. Le fret est range dans des casiers ou solidement attache aux cloisons. Le systeme d'amarrage sonde-cone et l'ecoutille sont situes a l'avant de ce module. C'est la partie active (avec sonde) du systeme d'amarrage (type ≪ SSWP-M 8000 ≫) qui est installee a bord de Progress ^{[ 2 ] , [ 3 ]} .

Le module reservoir [ modifier | modifier le code ]

Le module reservoir (≪  Progress OKD  ≫, en russe  : ≪ Прогресс Отсек Компонентов Дозаправки ≫ ) est le module de descente de la version Soyouz profondement modifie : il est debarrasse du bouclier thermique, qui permet habituellement le retour sur Terre de la capsule Soyouz, et sa structure est fortement allegee car il n'est pas pressurise. Ces deux modifications permettent de faire tomber la masse a vide de 2 900  kg a 800  kg . Le module comporte 6 petits propulseurs, utilisant du peroxyde d'azote decompose par un catalyseur, qui servent au controle d'attitude. Le module comprend des reservoirs d'eau, d'air et d'ergols. Ces differents fluides sont transferes dans la station spatiale via une tuyauterie qui passe a l'exterieur du module cargo, pour eviter toute contamination ^{[ 2 ] , [ 3 ]} .

Le module de service [ modifier | modifier le code ]

Le module de service (≪  Progress PAO  ≫, en russe  : ≪ Прогресс Приборно-Aгрегатный Oтсек ≫ ) est prolonge pour recevoir l'electronique qui, dans la version Soyouz, est installee dans le module de descente. Contrairement a ce qui passe pour le vaisseau Soyouz, il ne se separe pas du module de descente, aussi il ne comporte pas le treillis de tubes qui relie les deux modules pour faciliter leur separation. Le module, d'une masse de 2 654  kg , est equipe du systeme de propulsion integre complet KTDU-80   (en) , qui comprend le propulseur principal S5.80, produisant une poussee de 3,92  kN ^{[ 2 ]} .

Systeme d'amarrage [ modifier | modifier le code ]

Des la premiere version, le vaisseau Progress est concu pour s'amarrer automatiquement. La premiere generation utilise le systeme de rendez-vous automatique Igla qui est remplace a partir de la version Progress M par le systeme Kours (en russe  : ≪ Курс ≫ ). Ces deux systemes reposent sur l'emission d'ondes radio a bord du vaisseau abordeur (le Progress) qui sont reflechis par des antennes installees a la peripherie de l'ecoutille de la station spatiale. Les caracteristiques des ondes radio reflechies permettent de determiner la distance et le vecteur vitesse par rapport a la cible. Pour le ravitaillement de la Station spatiale internationale un systeme de secours, baptise TORU, permet de remplacer le systeme Kours si celui-ci est defaillant. Installe a bord du module Zvezda il permet a un operateur de guider le vaisseau cargo en utilisant l'image retransmise par une camera installee pres de l'ecoutille du Progress ainsi que des donnees telles que la vitesse et la position. Apres l'eclatement de l'Union sovietique le producteur du Kours se retrouve en Ukraine. Le prix du Kours ayant fortement augmente le constructeur russe des Progress decide que l'amarrage se fera desormais manuellement, guide par les cosmonautes a bord de la station Mir. Le premier Progress sans systeme Kours est le M-33. L'amarrage se passe mal et le vaisseau cargo manque percuter a grande vitesse la station spatiale. Une deuxieme tentative avec le Progress M-34 tourne a la catastrophe : le vaisseau percute le module Spektr qui est tellement endommage qu'il doit etre par la suite abandonne. Tous les Progress suivants seront equipes du systeme Kours . La Russie developpe une version russifiee ^{[ 3 ]} .

Retour sur Terre [ modifier | modifier le code ]

Pour pouvoir transporter plus de fret, le vaisseau Progress ne dispose d'aucun module capable de redescendre sur Terre ce qui permet de supprimer le bouclier thermique massif. Une fois le transfert du ravitaillement dans la station effectue, l'equipage charge le vaisseau Progress de dechets, puis celui-ci manœuvre de maniere a effectuer une rentree atmospherique au cours de laquelle il se desintegre. Toutefois, entre 1990 et 1993, les vaisseaux Progress ont ete lances a neuf reprises equipes avec une capsule VBK-Raduga  : celle-ci permet de ramener jusqu'a 150  kg de fret a Terre. Le materiel a ramener a Terre est charge dans la capsule lorsque le vaisseau Progress est amarre a la station spatiale. La capsule est ejectee au cours de la rentree atmospherique du vaisseau Progress et utilise un parachute pour effectuer un atterrissage en douceur. La capsule Raduga mesure environ 1,5  m de long, 60  cm de diametre, et a une masse d'environ 350  kg a vide ^{[ 2 ] , [ 3 ]} .

Les differentes versions du vaisseau Progress [ modifier | modifier le code ]

Progress 7K-TG (1978-1990) [ modifier | modifier le code ]

La premiere version du cargo de ravitaillement automatique Progress, le Progress 7K-TG , aussi appele simplement Progress (designation 11F615A15), etait destinee a ravitailler les stations orbitales sovietiques Saliout 6 , Saliout 7 puis Mir . Son developpement debuta en 1973 et le premier lancement, Progress 1 , eut lieu le 20 janvier 1978 a bord d'une fusee Soyouz . Cette version etait derivee du vaisseau Soyouz 7K-T concu pour le programme Saliout . Le module de descente contenant normalement les cosmonautes a ete remplace par un module nomme Otsek Komponentov Dozapravki , ou OKD , qui contenait le carburant utilise pour ravitailler la station spatiale a laquelle il etait amarre. Cette variante se caracterisait des autres par l'absence de panneaux solaires, le cargo etant alimente en electricite par des batteries.

Cette premiere version du cargo Progress possedait une masse de 7 020  kg et pouvait transporter jusqu'a 2 300  kg , il mesurait le meme diametre que les vaisseaux Soyouz, soit 2,2  m , mais etait plus long, 8  m . Le vol autonome depuis le sol jusqu'a la station durait trois jours. Les premiers Progress 7K-TG pouvait rester jusqu'a 30 jours amarres et les derniers (a partir de Progress 38 ) pouvaient rester jusqu'a 75 jours. Au total, 43 Progress 7K-TG furent fabriques et lances ^{[ 4 ]} .

Progress M (1989-2009) [ modifier | modifier le code ]

La version amelioree Progress M (designation 11F615A55) fut lancee pour la premiere en aout 1989 . Les 43 premiers vols de cette version etait destines a ravitailler la station Mir. A la suite de la desorbitation de cette derniere (desorbitation realisee par le Progress M1-5 ), les vaisseaux Progress furent charges de ravitailler la Station spatiale internationale . En janvier 2013 , plus de 40 vols a destination de l'ISS furent accomplis.

Le Progress M est, pour resumer, une version modernisee du Progress dotee des caracteristiques des versions T et TM du vaisseau Soyouz. Ces changements ont notamment lieu au niveau du systeme propulsif et des dispositifs de telecommunication. Cette version est reconnaissable a ses deux panneaux solaires et est capable de passer jusqu'a 30 jours en vol autonome et est capable de transporter 100  kg de plus. Contrairement a la premiere version Progress, Progress M peut retourner du fret (150  kg ) sur Terre en utilisant la capsule Raduga . Cette capsule fut employee a 10 reprises entre 1990 et 1994. Il utilise le systeme de rendez-vous et d'amarrage automatique Kours , le meme que les vaisseaux Soyouz.

Progress M1 (2000-2004) [ modifier | modifier le code ]

Le Progress M1 (designation 11F615A55) est une version modifiee du Progress M dans le but de transporter plus de carburant pour ravitailler la Station spatiale internationale au detriment d'autres ressources, comme l'eau. Un Progress M1 peut transporter 1 700  kg de carburant ^{[ 5 ]} a comparer avec les 850  kg de carburant que peut transporter un Progress M. Cette variante effectua son premier vol, Progress M1-1 , le 26 avril 2000 et son dernier vol, Progress M1-11 , fut desorbite en juin 2004 . Une seconde variante du Progress M1, designee 11F615A70, dotee de controles de vols numeriques et destinee a etre lancee par une fusee Soyuz-2 , a ete concue mais n'a pour l'instant effectue aucune mission.

Progress M + M (2008-2015 ) [ modifier | modifier le code ]

La version M+M (aussi appelee M-M) a effectue son premier vol en 2008. Cette nouvelle variante du Progress M, dotee d'un ordinateur de vol numerique TsVM-101 et d'un systeme de telemetrie numerique MBITS a ete lancee pour la premiere fois le 26 novembre 2008 ^{[ 6 ]} . Le principal changement porte sur l'electronique. L'Argon-16 utilise sur les versions precedentes depuis 1974 est remplace par un ordinateur dont le processeur est une version spatialisee du MIPS R3000 de la societe IDT   (en) . Ce processeur, cadence a 40  MHz , a ete utilise dans l'espace pour la premiere fois sur le satellite Clementine et est remplace depuis plus annees aux Etats-Unis par des puces plus rapides. Il est neanmoins des milliers de fois plus rapide que l'Argon-16 qui mettait 5 ms a faire une addition et 45 ms pour realiser une multiplication. Plusieurs autres systemes electroniques passent avec cette version de l'analogique au numerique. Globalement, il en resulte une reduction de masse de 75  kg de l'electronique et une forte diminution de la consommation electrique qui permet de limiter a son tour la taille des batteries. La masse a vide resultante est de 150  kg inferieure a celle des vaisseaux cargo de la generation precedente ^{[ 3 ]} .

Cette variante est designee 11F615A60. Le premier vaisseau de cette variante est le Progress M-01M en novembre 2008 . 29 vaisseaux de cette version sont lances entre 2008 et 2015 avant d'etre remplaces par la version MS. Deux de ces vaisseaux cargos echouent dont Progress M-12M victime d'une defaillance de son lanceur Soyouz U et Progress M-21M victime d'une explosion du dernier etage de son lanceur Soyuz-2-1a. Les ameliorations apportees avec cette variante sont reprises pour la conception du vehicule spatial habite Soyouz TMA-M ^{[ 7 ]} .

Progress MS (2015-) [ modifier | modifier le code ]

La version Progress MS effectue son premier vol en 2015. Les modifications apportees seront reprises sur le futur vaisseau cargo PTK NP en cours de developpement avec le vaisseau Federatsia . Le vaisseau Progress MS-04 est victime d'une defaillance de son lanceur Soyouz-U en decembre 2016 . Cette version se caracterise par une mise a niveau importante touchant principalement son avionique ^{[ 8 ]}  :

• Nouvelle version du systeme de rendez-vous spatial automatique Kours qui doit ameliorer la fiabilite et la securite du processus d'amarrage
• Nouveau systeme de controle en vol qui pour la premiere fois utilise le systeme de positionnement par satellites russe GLONASS pour determiner la position du vaisseau
• Nouveau systeme de communication radio (EKTS) qui remplace l'emetteur Kvant-B et permet de contacter le controle au sol en passant par les trois satellites relais Loutch situes en orbite geostationnaire . Ce systeme permet les contacts avec la station de controle meme lorsque les antennes receptrices au sol ne sont pas visibles. Selon le constructeur, le taux de couverture atteint 83%. Toutefois les commandes envoyees par la station de controle et les telemesures transmises par le vaisseau continuent de transiter directement par les antennes au sol.
• Nouveau systeme de television interne numerique remplacant l'ancien systeme analogique Klest et permet les communications entre le vaisseau et la station spatiale en utilisant l'emetteur radio
• L'ancien systeme de controle de secours est remplace par un systeme numerique BURK developpe par RKK Energia .
• Le revetement anti-meteorites est renforce
• Nouvel eclairage utilisant des LED
• Le vaisseau Progress permet desormais de transporter 4 containers permettant de mettre en orbite des nano-satellites de type CubeSat . La capacite totale est de 24 satellites CubeSat au format 1U.

Principales caracteristiques des differentes versions de Progress(maj avril 2018 ) ^{[ 3 ]}

Caracteristique	Progress	Progress M	Progress M1	Progress M-M Progress MS
Periode d'utilisation	1978-1990.	1989-2009	2000-2004	M + M : 2008-2015 MS : 2015-
Longueur	7,48  m .	7,23  m .	7,40  m .	7,20  m .
Masse au lancement	7 020 kg	7 450 kg	7 150 kg	7 150 kg
Fret	2 315 kg	2 350 kg	2 230-2 500 kg	2 260-2 677 kg
dont fret pressurise	1 340 kg	< 1 800 kg	< 1 800 kg	< 1 320 kg
Eau	-	< 420  kg	-	420  kg
Air	-	< 50  kg	< 40  kg	< 50  kg
ravitaillement en ergols	975  kg	850  kg	1 700-1 950 kg	80  kg
ergols utilise pour rehaussement de l'orbite	-	250  kg	185 ? 250   kg	>250  kg
capacite emport dechets	-	1 400-2 000 kg	1 000-1 600 kg	< 2 000 kg
Nombre vols vers la Station spatiale internationale	0	23	9	M-M : 29 MS : 8 ( avril 2018 )
Nombre vols Saliout / Mir	Saliout 6 : 12 Saliout 7 : 13 Mir : 18	Mir : 44	Mir : 2	0

Proposition d'un successeur : le vaisseau cargo TGK PG [ modifier | modifier le code ]

A la demande de l'agence spatiale russe Roscosmos , RKK Energia a fourni fin 2016 une premiere etude de conception du remplacant du vaisseau cargo, baptise TGK PG   (en) , qui ne devrait pas voler avant 2020. Le vaisseau, place en orbite par une fusee Soyouz 2.1 B pourra emporter 3 400  kg soit 900  kg de plus qu’un vaisseau Progress-MS ^{[ 9 ]} . En 2018, la construction de cargo n'est pas acte ^{[ 10 ]} .

Le Progress et les autres vaisseaux cargo [ modifier | modifier le code ]

De nouveaux vaisseaux cargo ont ete developpes : le vaisseau cargo automatique (ATV) europeen lance pour la premiere fois en 2008 et pour la derniere fois en 2014 apres avoir effectue 5 vols, ainsi que l' H-II Transfer Vehicle (HTV) japonais qui a effectue son vol inaugural en 2009. Ces vaisseaux ont des capacites nettement superieures au Progress mais sont beaucoup plus couteux. De nouveaux vaisseaux americains d'une capacite egalement superieure a celle du Progress sont egalement apparus entre 2010 et 2013. Ces vaisseaux ont remplace la navette spatiale americaine qui n'assure plus le ravitaillement de la station spatiale depuis 2011 et le vaisseau cargo automatique (ATV) europeen qui ne l'assure plus depuis 2014. Les vaisseaux Progress continuent par ailleurs a assurer le transport du ravitaillement de la partie russe de la station.

Comparaison des capacites et prix des engins de ravitaillement de la station spatiale internationale

Vaisseau	Fret total	Fret pressurise (m 3 )	Eau, oxygene et carburant	Fret non pressurise	Retour a terre	Ergols pour rehaussement ISS	Type ecoutille	Lancements prevus ou realises	Cout (cargo + lanceur)
En activite
Progress	2,2  t a 2,3  t	1,8  t (7,6  m 3 )	-300 L d'eau -47  kg d'air ou d'oxygene -870  kg de carburant	non	non	250  kg	Russe	4 par an	25  M€ + 25  M€ = 50  M€
Cygnus	3,2  t a 3,5  t	3,2  t a 3,5  t (27  m 3 )		non	non	non	CBM	10 lancements (de 2013 a 2019)	190  M$
Dragon 2	6  t (theorique)	3,3  t (11  m 3 )		3,3  t (14  m 3 )	oui	non	NDS	20 lancements (2 a 3 par an)	133  M$
Retires du service
Navette spatiale	16,4  t	9,4  t (31  m 3 ) 16 × racks ISPR		16 tonnes (300  m 3 )	oui	non	APAS & CBM	4 a 6 vols par an Retire en 2011	1,2 Md$
ATV	7,7  t	5,5  t (46,5  m 3 )	-840 L d'eau -100  kg d'air ou d'oxygene -860  kg de carburant	non	non	4 700  kg	Russe	5 lancements (1 tous les 18 mois) Retire en 2014	150  M€ + 180  M€ = 330  M€
HTV	6,2  t	5,2  t (14  m 3 ) 8 × racks ISPR	-300 L d'eau	1,9  t (16  m 3 )	non	non	CBM	9 lancements Retire en 2020	92  M€ + 90  M€ = 182  M€
SpaceX Dragon	6  t (theorique)	3,3  t (11  m 3 )		3,3  t (14  m 3 )	oui	non	CBM	20 lancements (3 a 4 par an) Retire en 2020	133  M$

Galerie [ modifier | modifier le code ]

• 
  Partie interne du systeme d'amarrage
• 
  Lancement d'un vaisseau Progress par une fusee Soyouz.
• 
  Un Progress quitte l'ISS en 2010.

Notes et references [ modifier | modifier le code ]

Voir aussi [ modifier | modifier le code ]

Sources et bibliographie [ modifier | modifier le code ]

• (en) Rex D. Hall et David J. Shayler, Soyuz A universal Spacecraft , London ; New York, Springer Praxis, coll.  ≪ astronomy and space sciences ≫, 2003 , 459  p. ( ISBN   978-1-852-33657-8 et 1-852-33657-9 , OCLC   50948699 , presentation en ligne )

Articles connexes [ modifier | modifier le code ]

• Saliout
• Vehicule automatique de transfert europeen (ATV)
• H-II Transfer Vehicle (HTV)
• Liste des vols inhabites vers l'ISS

Lien externe [ modifier | modifier le code ]

• (de) Page sur Progress sur le site de Berndt Leitenberger

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