Une nouvelle orientation pour Soyouz
Le 18 août 1965, la Commission militaro-industrielle a signé le décret n°180 intitulé « Sur l'ordre des travaux sur le complexe Soyouz » qui approuvait pour la première fois un calendrier pour l'exécution du projet, légitimant ainsi le nouveau projet Soyouz. Les tests finaux en air et en mer de la descente de l’appareil ont été programmés pour les troisièmes et quatrièmes trimestres de 1965, tandis que le début des essais de vol en orbite terrestre pour les versions automatisées était prévu pour le premier trimestre de 1966. Au total, sept engins spatiaux Soyouz 7K-OK ont été validés pour la fabrication au deuxième trimestre sur 1966.
La réorientation du programme Soyouz en 1964 et 1965 a jeté les bases du vaisseau spatial piloté soviétique le plus prolifique de son histoire.
Dans les premiers mois de 1964, le département n°11 d'OKB-1, sous la direction du concepteur en chef adjoint Kryukov, avait redessiné le vaisseau spatial 7K Soyouz de base pour emmener non pas deux, mais trois cosmonautes. La documentation technique du véhicule avait été préparée au début de 1964. Au printemps, une première maquette était sortie de l'usine de Kaliningrad. Lorsque Korolev a découvert le vaisseau spatial, il aurait dit à toutes les personnes présentes que « c'était la machine du futur ». Les ingénieurs d'OKB-1 ont lancé la maquette le 26 septembre 1964 pour tester les qualités aérodynamiques de la capsule, mais le carénage de la charge utile s’est rompu entre T + 33 et T + 39 secondes en raison de charges aérodynamiques excessives.
Mais en août 1964, comme on l’a vu, le Parti communiste soviétique et le gouvernement ont choisi Chelomey pour mener à bien le programme circumlunaire, ralentissant nettement le projet Soyouz. L’OKB-1 s’est concentré à l’époque sur le projet Voshkod, sur les projets d’explorations lunaires pilotés. Les travaux d’OKB-1 sont passés des projets circumlunaires au projet d'atterrissage lunaire, plus précisément au projet N1-L3. Dans la seconde moitié de 1964, le programme Soyouz était pratiquement paralysé et prêt à rejoindre les nombreux autres projets de l'époque dans les archives de l'histoire spatiale soviétique.
Une vue en coupe de la version originale du Soyouz (le 7K-OK) qui a volé entre 1966 et 1970. Visibles sont les trois principaux segments du vaisseau spatial. À partir de la gauche, le compartiment de vie, le module de descente et le compartiment des instruments.
A l'automne 1964, Korolev a créé un petit groupe sous la direction de Chertok pour présenter des propositions sur l'utilisation potentielle du vaisseau spatial 7K Soyouz de base. A la fin de 1964, l'équipe de Chertok a suggéré que l'amarrage de deux véhicules 7K en orbite terrestre devait être considéré comme l'objectif prioritaire d'un programme Soyouz révisé. Une telle mission aiderait au développement de systèmes de rendez-vous et d'amarrage. Dans les premières conceptions du projet d'atterrissage N1-L3, les ingénieurs proposaient un schéma élaboré de transfert d'équipage d'un vaisseau spatial à l'autre en orbite lunaire via une sortie extravéhiculaire. Le 7K Soyouz pourrait tester cette manœuvre compliquée en orbite terrestre avant de réaliser ces opérations en orbite lunaire.
Au début de 1965, tous les travaux sur le vaisseau spatial Soyouz ont été transférés au département n°93 à OKB-1. Selon les recommandations de Chertok, le programme Soyouz serait réduit au développement d'un seul vaisseau spatial, le produit 7K-OK, avec le « OK » pour l'acronyme russe de « vaisseau orbital ». Les deux vaisseaux restants, le pétrolier 9K et le bloc d'injection translunaire 11K, qui auraient été développés par d'autres bureaux d'études ont été éliminés du programme. Les ingénieurs ont livré le projet du vaisseau 7K-OK en mai ; en raison de retards, ce n'est que le 23 octobre qu'ils ont achevé une version finale, permettant ainsi aux concepteurs de publier la documentation technique pour la fabrication du vaisseau spatial.
Le schéma de conception général du 7K-OK était assez similaire à la variante 7K originale destinée aux missions circumlunaires. Comme son prédécesseur, le vaisseau spatial avait trois compartiments principaux de l'extrémité avant à l'extrémité arrière, le compartiment de vie, l'appareil de descente et le compartiment des agrégats d'instruments ou module de service. L'appareil de descente et le compartiment des instruments-agrégats conservaient leurs formes antérieures, mais le compartiment de vie avait été redessiné pour offrir un meilleur rapport masse-volume. La longueur totale du vaisseau spatial était légèrement supérieure à sept mètres et demi et sa masse totale est de 6,460 à 6 560 kilogrammes par rapport aux modestes 4 800 kilogrammes du Vostok. Une mission nominale durerait de trois à dix jours.
Le programme de développement Soyouz, du 7K au 7K-OK, a duré plus d'une demi-décennie. Au cours de cette période, les ingénieurs ont apporté un certain nombre de changements évolutifs à la suite de tests et de recherches. Pour la première fois dans un projet spatial piloté par les Soviétiques, les concepteurs ont introduit un véritable système d'évacuation de lancement, un peu comme celui utilisé sur l'engin spatial Mercury de la NASA. Le système consistait en une tour fixée au sommet du carénage Soyouz avec un seul moteur-fusée à propergol solide de soixante-seize tonnes de poussée. Pendant la période allant de T-20 minutes à T + 160 secondes, en cas d'accident d’un propulseur, le carénage de charge utile se diviserait en deux, l'appareil de descente et le compartiment de vie du Soyouz se sépareraient du compartiment instrument-agrégat, et le moteur de la tour se déclencherait.
L’une des tâches les plus difficile pour l’OKB-1 était de développer tous les systèmes embarqués. Le département n°27 de l'OKB-1, sous la direction de Boris V. Raushenbakh, était responsable de la conception du système d'orientation et du contrôle du mouvement, qui permettait à l'engin de s'orienter en orbite, d'effectuer des manœuvres, de réaliser des profils d'approche de rendez-vous et d'orienter les panneaux solaires vers le Soleil. Le système se composait de quatre éléments : Les capteurs de contrôle d'attitude, le dispositif de visée du périscope Vzor, un ordinateur électronique, et le système radar Igla pour la recherche et le repérage d'autres véhicules. Le système radar lgla a été développé par le NII-648 basé à Moscou, dirigé par le designer en chef Armen S. Mnatsakanyan. Igla était un système radio qui permettait de guider un vaisseau spatial vers un autre vaisseau Soyouz pour réaliser un rendez-vous spatial qui s'achèverait avec l'amarrage des deux engins. Le système contrôlait à la fois le mouvement relatif et l'orientation des deux vaisseaux jusqu'à l'amarrage des deux.
Les ingénieurs ont consacré aussi beaucoup de temps et d’efforts pour le développement du système d’atterrissage. Finalement, après diverses études, c’est le système des parachutes, le plus conserva-
Boris V. Raushenbakh
teur, qui a été retenu. Les ingénieurs ont dû répondre à une exigence de base : que la vitesse d'atterrissage avec le système primaire soit réduite au maximum à six mètres et demi par seconde. Pour ce faire, la taille du parachute principal a été portée de 574 à 1000 mètres carrés. Un ensemble de quatre petits moteurs à propergol solide était placé au bas de l'appareil de descente et serait allumé après le largage de la protection thermique extérieure. Les moteurs étaient extrêmement compacts et capables de fonctionner après un long séjour dans le vide. Les parachutes étaient activés à une altitude de neuf kilomètres et demi.
Le Soyouz et toutes ses variantes utiliseraient un lanceur de type 11A57 qui avait lancé le vaisseau spatial Voskhod en 1964-65. Le nouveau booster, connu sous le nom de 11A511 était spécialement développé pour le programme Soyouz, cas extrêmement rare d’un lanceur soviétique développé d'abord à des fins civiles. Avec un vaisseau spatial Soyouz, la longueur du booster était de 49,91 mètres. La poussée totale de lancement au niveau de la mer était de 411. 1 tonnes. La fusée, qui était elle-même également appelée Soyouz, pouvait lancer une charge utile de 6900 kilogrammes sur une orbite de 200 kilomètres sur 450 kilomètres.
Soyouz était un lanceur à trois étages :
Décollage d'un lanceur 11A511 avec un vaisseau spatial Soyouz à la fin des années 1960
