SAS «Soyuz» : principes du sauvetage d'urgence

Systèmes d'évacuation d'urgence Soyuz : évolution et fonctionnement

Le 11 octobre 2018, à 121 secondes de vol de la fusée Soyuz-FG emportant le vaisseau Soyuz MS-10, une défaillance s'est produite lors de la séparation du premier étage. Un détachement anormal d'un propulseur latéral a provoqué une collision avec l'étage central, rompant un réservoir de carburant et entraînant une perte de stabilité. Le Système d'Évacuation de Lancement (SEL) s'est activé automatiquement, éloignant le module d'équipage — avec le cosmonaute Alexeï Ovtchinine et l'astronaute Nick Hague — de la fusée défaillante. L'équipage a atterri en toute sécurité dans les steppes kazakhes sans blessures graves.

Le SEL assure la sécurité de l'équipage pendant toute la phase active de montée, du pas de tir à l'injection en orbite. C'est un ensemble sophistiqué de moteurs à propergol solide, d'automatisation et de mécanismes de séparation, éprouvé lors d'urgences réelles et d'essais au sol.

Premiers développements : de Vostok à Voskhod

Les premiers vaisseaux habités exigeaient des solutions immédiates pour la sécurité de l'équipage. Vostok utilisait des sièges éjectables : jusqu'à 40 secondes par commande sol, 40–150 secondes après coupure moteur à 7 km d'altitude, 150–700 secondes pour la séparation du module, et 700–730 secondes pour l'ensemble du véhicule. Les 20 premières secondes n'offraient aucune protection.

Pour le Voskhod multi-places, les sièges éjectables ne convenaient pas à la configuration. Les 44 premières secondes dépendaient uniquement du lanceur. Suivaient l'éjection de l'ogive avec des poussoirs à ressort et quatre propulseurs à propergol solide sur la tour d'évacuation, puis la séparation du module.

Principales différences entre les systèmes :

• Vostok : Sièges éjectables individuels, couverture de trajectoire limitée.
• Voskhod : Éloignement complet du module, mécanismes de séparation de l'ogive renforcés.

Création du SEL pour Soyuz : choix de conception

Dès 1961, l'OKB-1 (devenu TsKBM, aujourd'hui RSC Energia) développait le vaisseau 7K. Les options incluaient un ensemble d'évacuation de lancement séparable (EEL) ou une éjection totale. Ils optèrent pour l'EEL à stabilité statique et ailerons en treillis pour minimiser les forces g. Les moteurs du SEL provenaient du KB Khimavtomatiki « Iskra » et du Centre de recherche sur les propergols solides Soyuz.

Les essais utilisaient des maquettes et des bancs d'essai. Les scénarios couvraient trois cas :

• Défaillance au pas de tir.
• Perte de stabilité en début de vol.
• Zone de pression dynamique maximale.

La première unité, E1498, a réussi les tests en décembre 1966. Des corrections ont résolu les problèmes de résonance et d'incendies d'iso-octane — passage à l'antigel du vaisseau à partir du véhicule n° 8. Une activation intempestive du SEL le 14 décembre 1966 a prouvé son efficacité : le module a atterri en sécurité pendant que le lanceur explosait.

Une sauvegarde réussie du bloc 7K-L1 sur Proton en 1967 a évité des essais coûteux en zone de pression dynamique.

SEL moderne sur les vaisseaux Soyuz MS

La surveillance des menaces commence 30 minutes avant le lancement. Le SEL se déclenche via les signaux de contrôle du lanceur, les données des capteurs g ou une commande radio. La montée est divisée en quatre phases avec des programmes EEL adaptés.

Composants principaux :

• Propulsion 855M pour éloigner l'EEL1 du lanceur.
• Moteurs-fusées 860M sur l'ogive pour l'EEL1A (après largage du SEL jusqu'à la chute de l'ogive).
• Automatisation du SEL (ASAS).
• Ensembles sur l'unité d'assemblage-protection.

Programmes de fonctionnement :

• Programme 1 (EEL1) : Défaillances précoces, éloignement complet avec moteur central.
• Programme 1A (EEL1A) : Mi-montée, moteurs 860M.

L'ASAS gère la séquence : détection d'anomalie → séparation → décélération → stabilisation → parachutes.

Essais au sol et fiabilité

Les tests incluaient :

• Simulations E1498 : panaches de moteurs, protection du bouclier thermique cylindrique.
• Lancements réels : déclenchement intempestif de 1966, défaillance Proton.

Les charges g pour l'équipage culminent à 15–20 g brièvement, puis chutent grâce aux stabilisateurs. Le SEL Soyuz MS a sauvé des équipages en 1983 (Soyuz T-10-1), 1986 (Soyuz TM) et 2018 (MS-10).

Points clés

• Le SEL couvre toute la montée sauf les 20–44 premières secondes dans les versions anciennes.
• L'automatisation réagit aux charges g, signaux du lanceur ou commandes.
• L'EEL utilise des ailerons en treillis pour réduire les charges latérales.
• Moteurs à propergol solide 855M/860M fournissent une impulsion de 100–200 m/s.
• Fiabilité confirmée par plus de 5 activations réelles sans pertes d'équipage.

— Editorial Team