Progresso

Cargueiro espacial Progress
Descrição desta imagem, também comentada abaixo Progresso na abordagem da estação espacial internacional Registro de identidade
Organização Rússia União Soviética
Tipo de embarcação Nave de carga espacial
Lançador Soyuz
Base de lançamento Baikonur
Primeiro voo 20 de janeiro de 1978
Número de voos 300 (abril de 2020)
Status Em serviço
Versão descrita em
Características
Altura 7,2  m
Diâmetro 2,72  m
Massa total 7.250  kg
Ergols Hidrazina / UDMH
Propulsão Propulsão de propelente líquido
Fonte de energia Painéis solares
Performances
Destino Órbita baixa
Equipe técnica 0
Frete total 2.350  t
Frete pressurizado 1.800  t
Volume pressurizado 6,6 m³
Energia elétrica 1000 watts
Tipo de hachura russo

Progress ( russo  : "  Прогресс  " , que significa "  progresso  ") é um navio de carga desenvolvido para abastecer a estação espacial Salyut 6 como parte do programa espacial soviético e que foi subsequentemente usado para abastecer as tripulações que permaneciam a bordo da Salyut 7 , Mir estações espaciais e a Estação Espacial Internacional . Fez seu primeiro vôo em 1978 e foi a primeira embarcação desse tipo: estendeu a permanência das tripulações no espaço fornecendo insumos (comida, água, propelentes, oxigênio) e peças de reposição. Em 2018, é usado com outras embarcações de carga para abastecer a tripulação permanente da Estação Espacial Internacional. Cerca de 160 exemplares foram usados ​​(2018) e ainda está operacional.

A espaçonave Progress é amplamente derivada da espaçonave Soyuz , destinada ao transporte de tripulações em órbita baixa . É lançado por um foguete Soyuz decolando do Cosmódromo de Baikonur . Tem uma massa de cerca de 7 toneladas por um comprimento de 7,9 metros e sua capacidade de carga é de cerca de 2,5 toneladas. Pode transportar carga pressurizada e gases, propelentes e líquidos, mas não foi projetado para trazer carga de volta à Terra. Como a espaçonave Soyuz, ela está equipada com um sistema de acoplamento automático Kours . Diversas variações do navio Progress foram desenvolvidas ao longo das décadas com capacidades crescentes.

Histórico

Desde o início da era espacial, a ideia de que uma plataforma espacial poderia ser periodicamente abastecida por pequenas embarcações foi mencionada. A transformação do Gemini em naves Apollo é estudada pela NASA, mas não se sabe imediatamente quando os americanos decidem construir seu ônibus espacial . Os soviéticos, por sua vez, desenvolveram a espaçonave tripulada Soyuz no final dos anos 1960 , produzindo uma série de voos não tripulados. Os engenheiros soviéticos perceberam na época que seria fácil e barato desenvolver uma nave não tripulada da Soyuz para abastecer a futura estação espacial. Ao remover os componentes da nave Soyuz relacionados com a presença de uma tripulação humana (torre de resgate, escudo térmico, sistema de suporte de vida), pode-se obter uma capacidade de transporte significativa.

O desenvolvimento do navio Progress foi decidido no início dos anos 1970 e o primeiro trabalho começou em meados de 1973. DentroFevereiro de 1974, as especificações do novo navio são congeladas. O construtor do navio, que também é o construtor do navio Soyuz, TsKBM , refere-se ao novo navio como 7K-TG (em russo  : "7К-ТГ" , para "7Kораблей - Tранспортных Грузовыx" , Korabley Transportnyy Gruzovoi , que significa "  navio de carga n o  7  ') e o índice GRAU parceiro é 11F615A15.

Características técnicas

A estrutura da espaçonave Progress é muito semelhante à da espaçonave Soyuz: inclui o módulo de carga ( módulo orbital Soyuz), preenchido com carga pressurizada, o módulo tanque (módulo de descida Soyuz), contendo os diversos reservatórios de líquidos e gás, e o módulo de serviço, que contém as servidões (energia, etc.) e o sistema de propulsão.

O módulo de carga

O módulo de carga (“  Progress GO  ”, em russo  : “Прогресс Грузовой Oтсек” ) transporta carga (garrafas de comida, água ou oxigênio, peças sobressalentes, experimentos científicos) em um compartimento pressurizado. A carga é armazenada em armários ou amarrada com segurança às anteparas. O sistema de amarração da sonda ao cone e a escotilha estão localizados na frente deste módulo. É a parte ativa (com sonda) do sistema de amarração (tipo “SSWP-M 8000”) que se instala a bordo do Progress.

O módulo do tanque

O módulo do tanque ("  Progress OKD  ", em russo  : "Прогресс Отсек Компонентов Дозаправки" ) é o módulo de descida da versão Soyuz profundamente modificado: é despojado do escudo térmico, que geralmente permite o retorno à Terra da cápsula Soyuz, e sua estrutura é muito mais leve porque não está pressurizada. Essas duas modificações permitem reduzir a massa vazia de 2900  kg para 800  kg . O módulo possui 6 pequenos propulsores, usando peróxido de nitrogênio decomposto por um catalisador, que são usados ​​para controle de atitude. O módulo inclui tanques de água, ar e propelente. Esses diferentes fluidos são transferidos para a estação espacial por meio de uma tubulação que passa fora do módulo de carga, para evitar qualquer contaminação.

O módulo de serviço

O módulo de serviço ("  Progress PAO  ", em russo  : "Прогресс Приборно-Aгрегатный Oтсек" ) é estendido para acomodar a eletrônica que, na versão Soyuz, está instalada no módulo de descida. Ao contrário do que acontece com a nave Soyuz, ela não se separa do módulo de descida, portanto não possui a malha de tubos que conecta os dois módulos para facilitar sua separação. O módulo, com massa de 2.654  kg , está equipado com o sistema de propulsão integrado KTDU-80  (in) completo , que inclui o propulsor principal S5.80, produzindo um impulso de 3,92  kN .

Sistema de amarração

Desde a primeira versão, o navio Progress foi projetado para atracar automaticamente. A primeira geração usa o sistema de nomeação automática Igla , que é substituído da versão Progress M pelo sistema Kours (em russo  : “Курс” ). Esses dois sistemas contam com a emissão de ondas de rádio a bordo do navio que se aproxima (o Progress), que são refletidas por antenas instaladas na periferia da escotilha da estação espacial. As características das ondas de rádio refletidas permitem determinar a distância e o vetor velocidade em relação ao alvo. Para reabastecer a Estação Espacial Internacional, um sistema de backup, chamado TORU, pode ser usado para substituir o sistema Kours se ele falhar. Instalado a bordo do módulo Zvezda, permite ao operador guiar o cargueiro utilizando a imagem transmitida por uma câmera instalada próxima à escotilha do Progress e também dados como velocidade e posição. Após a dissolução da União Soviética, o produtor de Kours foi parar na Ucrânia. Com o preço do Kours subindo fortemente, o fabricante russo Progress decide que a amarração agora será feita manualmente, guiada pelos cosmonautas a bordo da estação Mir. O primeiro Progress sem sistema Kours é o M-33. A atracação correu mal e a nave de carga quase colidiu com a estação espacial em alta velocidade. Uma segunda tentativa com o Progress M-34 se transformou em um desastre: a nave atingiu o módulo Spektr, que foi tão danificado que teve que ser abandonado posteriormente. Todos os Progress subsequentes serão equipados com o sistema Kours . A Rússia está desenvolvendo uma versão russificada.

De volta à Terra

Para poder transportar mais carga, a nave Progress não possui nenhum módulo capaz de retornar à Terra, o que elimina o enorme escudo térmico . Uma vez concluída a transferência de suprimentos para a estação, a tripulação carrega o navio Progress com resíduos, em seguida, ele manobra para efetuar uma reentrada atmosférica durante a qual se desintegra. No entanto, entre 1990 e 1993, os navios Progress foram lançados nove vezes equipados com uma cápsula VBK-Raduga  : ela pode trazer até 150  kg de carga para a Terra. O material a ser trazido de volta à Terra é carregado na cápsula quando a nave Progress está ancorada na estação espacial. A cápsula é ejetada durante a reentrada atmosférica da espaçonave Progress e usa um pára-quedas para realizar um pouso suave. A cápsula de Raduga tem aproximadamente 1,5  m de comprimento, 60  cm de diâmetro e uma massa de aproximadamente 350  kg vazia.

As diferentes versões do navio Progress

Progress 7K-TG (1978-1990)

A primeira versão do cargueiro de reabastecimento automático Progress, o Progress 7K-TG , também chamado simplesmente de Progress (designação 11F615A15), destinava-se a abastecer as estações orbitais soviéticas Salyut 6 , Salyut 7 e, em seguida, Mir . Seu desenvolvimento começou em 1973 e o primeiro lançamento, Progress 1 , ocorreu em20 de janeiro de 1978a bordo de um foguete Soyuz . Esta versão foi derivada da espaçonave Soyuz 7K-T projetada para o programa Salyut . O módulo de descida que normalmente contém cosmonautas foi substituído por um módulo chamado Otsek Komponentov Dozapravky , ou OKD , que continha o combustível usado para reabastecer a estação espacial na qual estava atracado. Esta variante se caracterizava das demais pela ausência de painéis solares, sendo a carga alimentada com energia elétrica por baterias.

Esta primeira versão do cargueiro Progress tinha uma massa de 7.020  kg e podia transportar até 2.300  kg , media o mesmo diâmetro dos navios Soyuz, ou seja, 2,2  m , mas era mais comprido, 8  m . O vôo autônomo do solo para a estação durou três dias. O primeiro Progress 7K-TG poderia ficar atracado por até 30 dias e os últimos (do Progress 38 ) por até 75 dias. Um total de 43 Progress 7K-TG foram fabricados e lançados.

Progress M (1989-2009)

A versão aprimorada do Progress M (designação 11F615A55) foi lançada pela primeira vez emAgosto de 1989. Os primeiros 43 voos desta versão tinham como objetivo reabastecer a estação Mir. Após a desorbitação deste último (desorbitação realizada pelo Progress M1-5 ), as embarcações Progress foram encarregadas de reabastecer a Estação Espacial Internacional . DentroJaneiro de 2013, mais de 40 voos para a ISS foram concluídos.

O Progress M é, em resumo, uma versão modernizada do Progress com as características das versões T e TM da nave Soyuz. Essas mudanças ocorrem, em particular, ao nível do sistema de propulsão e dos dispositivos de telecomunicações. Esta versão é reconhecível pelos seus dois painéis solares e pode passar até 30 dias em voo autónomo e transportar mais 100  kg . Ao contrário da primeira versão Progress, Progress M pode retornar carga (150  kg ) para a Terra usando a cápsula Raduga . Esta cápsula foi usada 10 vezes entre 1990 e 1994. Ela usa o sistema de encontro e atracação automática Kours , o mesmo que os navios Soyuz.

Progresso M1 (2000-2004)

O Progress M1 (designação 11F615A55) é uma versão modificada do Progress M com o objetivo de transportar mais combustível para reabastecer a Estação Espacial Internacional em detrimento de outros recursos, como água. Um Progress M1 pode transportar 1.700  kg de combustível em comparação com os 850  kg de combustível que um Progress M. Esta variante fez seu primeiro vôo, o Progress M1-1 , o26 de abril de 2000e seu último vôo, Progresso M1-11 , foi absorvido emJunho de 2004. Uma segunda variante do Progress M1, designada 11F615A70, equipada com controles de vôo digital e destinada a ser lançada por um foguete Soyuz-2 , foi projetada, mas até agora não realizou nenhuma missão.

Progresso M + M (2008-2015)

A versão M + M (também chamada de MM) fez seu primeiro vôo em 2008. Esta nova variante do Progress M, equipada com um computador de vôo digital TsVM-101 e um sistema de telemetria digital MBITS foi lançada pela primeira vez em 26 de novembro de 2008. A principal mudança é a eletrônica. Argon-16 usado em versões anteriores desde 1974 é substituído por um computador cujo processador é uma versão espacial do MIPS R3000 empresa IDT  (en) . Este processador, com clock de 40  MHz , foi usado no espaço pela primeira vez no satélite Clementine e foi substituído por mais anos nos Estados Unidos por chips mais rápidos. No entanto, é milhares de vezes mais rápido do que o Argon-16, que levou 5 ms para somar e 45 ms para se multiplicar. Vários outros sistemas eletrônicos estão mudando de analógico para digital com esta versão. No geral, isso resulta em uma redução na massa de 75  kg da eletrônica e uma redução acentuada no consumo elétrico que por sua vez torna possível limitar o tamanho das baterias. A massa vazia resultante é 150  kg a menos que a dos navios de carga da geração anterior.

Esta variante é designada 11F615A60. O primeiro navio desta variante é o Progress M-01M emNovembro de 2008. 29 navios desta versão foram lançados entre 2008 e 2015 antes de serem substituídos pela versão MS. Dois desses navios de carga falharam, incluindo o Progress M-12M vítima de uma falha de seu lançador Soyuz U e o Progress M-21M vítima de uma explosão no estágio superior de seu lançador Soyuz-2-1a. As melhorias feitas com esta variante são usadas no projeto do veículo espacial tripulado Soyuz TMA-M.

Progresso MS (2015-)

A versão Progress MS fez seu primeiro vôo em 2015. As modificações feitas serão usadas no futuro navio de carga PTK NP em desenvolvimento com o navio Federatsia . A espaçonave Progress MS-04 sofreu uma falha de seu lançador Soyuz-U emdezembro de 2016. Esta versão é caracterizada por uma grande atualização que afeta principalmente seus aviônicos:

Principais características das diferentes versões do Progress (atualização abril de 2018)
Característica Progresso Progresso M Progresso M1 Progress MM
Progress MS
Período de uso 1978-1990. 1989-2009 2000-2004 M + M: 2008-2015
MS: 2015-
Comprimento 7,48  m . 7,23  m . 7,40  m . 7,20  m .
Missa no lançamento 7.020 kg 7.450 kg 7.150 kg 7.150 kg
Frete 2315 kg 2350 kg 2.230-2.500 kg 2260-2677 kg
dos quais frete pressurizado 1340 kg <1.800 kg <1.800 kg <1320 kg
Água - <420  kg - 420  kg
Ar - <50  kg <40  kg <50  kg
reabastecimento com propelentes 975  kg 850  kg 1.700-1.950 kg 80  kg
propelentes usados ​​para aumentar a órbita - 250  kg 185 - 250  kg > 250  kg
capacidade de carga de resíduos - 1.400-2.000 kg 1.000-1.600 kg <2.000 kg
Número de voos para a
Estação Espacial Internacional		 0 23 9 MM: 29
MS: 8 (abril de 2018)
Número de voos Saliut / Mir Salyut 6:12 Salyut
7:13
Mir: 18		 Mir: 44 Mir: 2 0


Proposta de sucessor: o cargueiro TGK PG

A pedido da agência espacial russa Roscosmos , a RKK Energia forneceu no final de 2016 um primeiro estudo de projeto para a substituição do cargueiro, batizado TGK PG  (in) , que não deve voar antes de 2020. O navio, colocado em órbita por um foguete Soyuz 2.1 B será capaz de transportar 3.400  kg, ou seja , 900  kg a mais do que um navio Progress-MS. Em 2018, a construção do cargueiro não é registrada.

Progress e outros navios de carga

Novos navios de carga foram desenvolvidos: o European Automatic Cargo Vessel (ATV) lançado pela primeira vez em 2008 e o último em 2014 após completar 5 voos, bem como o H-II Transfer Vehicle (HTV) japonês, que fez seu primeiro voo em 2009. Estes os navios têm capacidades significativamente maiores do que o Progress, mas são muito mais caros. Novas embarcações americanas com capacidade também superior à da Progress também surgiram entre 2010 e 2013. Essas embarcações substituíram o ônibus espacial americano que deixou de abastecer a estação espacial desde 2011 e o navio de carga automática (ATV) europeu que deixou de fornecer desde 2014. Os navios Progress também continuam a transportar suprimentos para a parte russa da estação.

Comparação de capacidades e preços de veículos de reabastecimento da estação espacial internacional
Navio Frete total Frete pressurizado (m 3 ) Água, oxigênio e combustível Frete não
pressurizado		 Voltar para a
Terra		 Pontas para
elevação ISS 		Tipo de
hachura		 Lançamentos planejados Custo (carga + lançador)
Em atividade
Progresso 2,2  t a 2,3  t 1,8  t (7,6  m 3 ) -300 L de água
-47  kg de ar ou oxigênio
-870  kg de combustível		 não não 250  kg russo 4 por ano 25  M € + 25  M € = 50  M €
HTV 6,2  t 5,2  t (14  m 3 )
8 × racks ISPR 		-300 L de água 1,9  t (16  m 3 ) não não CBM 9 lançamentos
(1 por ano)		 92  M € + 90  milhões € = 182  milhões €
Cygnus 3,2  t a 3,5  t 3,2  t a 3,5  t (27  m 3 ) não não não CBM 10 lançamentos
(de 2013 a 2019)		 $ 190  milhões
Retirado do serviço
ATV 7,7  t 5,5  t (46,5  m 3 ) -840 L de água
-100  kg de ar ou oxigênio
-860  kg de combustível		 não não 4.700  kg russo 5 lançamentos
(1 a cada 18 meses)
Retirado em 2014		 150  M € + 180  M € = 330  M €
Nave espacial 16,4  t 9,4  t (31  m 3 )
racks 16 × ISPR 		16 toneladas (300  m 3 ) sim não APAS e
CBM		 4 a 6 voos por ano
Retirado em 2011		 $ 1,2 bilhão
SpaceX Dragon 6  t
(teórico)		 3,3  t (11  m 3 ) 3,3  t (14  m 3 ) sim não CBM 20 lançamentos
(3 a 4 por ano)		 $ 133M 


Galeria

Notas e referências

  1. Veja as características técnicas da Soyuz .
  2. R. D. Hall e Shayler: Soyuz uma nave espacial universal p.  239 -251
  3. (de) Bernd Leitenberger, "  Der Progress Raumtransporter  " (acessado em 19 de fevereiro de 2015 )
  4. (em) Gunter Dirk Krebs, "  Progresso 1-42 (11F615A15, 7K-TG)  ' em http://space.skyrocket.de
  5. (en) Gunter Dirk Krebs, "  Progress-M1 1-11 (11F615A55, 7K-TGM1)  " em http://space.skyrocket.de
  6. (em) Gunter Dirk Krebs, "  Progress-M 1M - 25M (11F615A60, 7KTGM)  " em http://space.skyrocket.de
  7. (em) Gunter Dirk Krebs, "  Soyuz TMA-01M - 16M (7K-ASTS, 11F747)  " em http://space.skyrocket.de
  8. (em) Alexander Zak, "  Progress-series MS  " em russianspaceweb.com (acessado em 18 de maio de 2018 )
  9. (em) Anatoly Zak, "  Projeto de navio de carga de nova geração está pronto  " em russianspaceweb.com ,2 de janeiro de 2017(acessado em 18 de maio de 2018 )
  10. (in) "  Источник: Россия приостановила работы над новым космическим" грузовиком "  " na RIA Novosti ,15 de maio de 2018(acessado em 18 de maio de 2018 ) .

Veja também

Fontes e bibliografia

Artigos relacionados

Link externo