Il lancio è avvenuto dal nord della Russia alle 22:50 ora di Mosca (le 21:50 italiane) del 25 giugno 2021, dalla rampa 4, Sito 43 del Cosmodromo militare di Plesetsk. Pion-NKS fa parte del più ampio programma Liana, volto a sostituire i satelliti di intelligence dei segnali dell'era sovietica, che la Russia utilizzava in precedenza per raccogliere e monitorare i segnali radio dall'orbita bassa terrestre. Pion sostituisce i satelliti Upravlenniye Sputnik – Passivny Modifikirovanny (US-PM) utilizzati per la ricognizione navale, mentre i satelliti complementari Lotos-S stanno sostituendo i veicoli spaziali Tselina-2 che erano specializzati per la localizzazione di sorgenti radio a terra. Il progetto Liana è nato da una proposta del 1994, subendo diverse ri-progettazioni nel corso degli anni a causa di cambiamenti nella tecnologia e nell'ambiente politico - quest'ultimo costringendo i satelliti a essere ridimensionati per adattarsi ai razzi Sojuz invece dei più capaci, ma fabbricati in Ucraina, Zenit. I satelliti Pion sono dotati di sistemi di ricognizione sia passivi che attivi per aiutare nella loro missione di rilevare e seguire le navi in mare. La componente passiva del carico utile del satellite è costituita da antenne che gli consentono di ascoltare i segnali radio e utilizzarli per valutare la posizione delle navi. Il componente attivo invece utilizzerà il radar per localizzare direttamente le navi. L'appaltatore principale per il programma Liana in Russia è l'ufficio di progettazione KB Arsenal, che ha anche sviluppato gli strumenti utilizzati a bordo dei satelliti ed è responsabile della loro integrazione nel veicolo spaziale completato. Sia Lotos-S che Pion-NKS si basano su una piattaforma derivata dalla serie Yantar di satelliti da ricognizione, con TsSKB Progress responsabile della loro fabbricazione. Mentre il primo prototipo di satellite Lotos-S è stato lanciato nel 2009 e le missioni operative sono iniziate nel 2014, il lancio di venerdì ha segnato il primo volo del Pion-NKS, con una massa di 6,5 tonnellate ed una vita operativa stimata di 4/5 anni. Il suo dispiegamento pone fine a una lacuna nelle capacità di raccolta di informazioni navali russe che esiste da quando l'ultimo satellite US-PM, il Kosmos 2421, è fallito poco dopo il lancio nel giugno 2006. L'Unione Sovietica ha iniziato lo sviluppo dei suoi satelliti da ricognizione navale negli anni '60. Per il sistema di prima generazione, le funzioni radar e di intercettazione dei segnali sono state suddivise in due diversi satelliti, denominati rispettivamente US-A e US-P. I requisiti di alimentazione delle apparecchiature radar sui satelliti USA-A hanno portato alla decisione di dotare il veicolo spaziale di reattori nucleari, sebbene i primi sei prototipi utilizzassero invece batterie. I satelliti US-P erano alimentati da pannelli solari.
Nell'immagine, il rendering di un satellite Pion-NKS. Crediti: KB Arsenal
Trentadue veicoli spaziali US-A operativi sono stati lanciati tra il 1970 e il 1998, mentre trentasette satelliti US-P sono stati schierati tra il 1974 e il 1991, con tutti i lanci di entrambi i tipi che hanno utilizzato il razzo Tsyklon-2. A ovest, questi satelliti divennero noti rispettivamente come Radar Ocean Reconnaissance Satellite (RORSAT) e Electronic Ocean Reconnaissance Satellite (EORSAT). Una versione aggiornata del satellite US-P a energia solare, US-PM, ha sostituito entrambe le serie precedenti nel 1993. Ne sono stati lanciati tredici, utilizzando anche razzi Tsyklon-2, con l'ultimo che ha raggiunto l'orbita nel giugno 2006. Nonostante il lancio riuscito, uno dei pannelli solari del satellite non è riuscito a dispiegarsi correttamente. Nel marzo 2008, è stato segnalato che il satellite si è disintegrato in orbita, producendo oltre 500 frammenti catalogati. Alla maggior parte dei satelliti militari russi viene dato il nome ufficiale "Kosmos" - russo per "Spazio" - seguita da un numero sequenziale. Questa pratica è iniziata nel 1962 e la serie di satelliti Kosmos ha storicamente incluso anche voli di prova senza equipaggio dei veicoli spaziali Vostok, Voskhod e Sojuz, nonché sonde interplanetarie fallite che sono rimaste bloccate nell'orbita terrestre. Oggi questi numeri sono usati solo per le navicelle spaziali militari. Poiché le designazioni sono sequenziali, Pion-NKS No.901 dovrebbe diventare Kosmos 2560, supponendo che nessun satellite precedentemente non divulgato sia stato dispiegato da altri veicoli spaziali militari in orbita dall'ultimo lancio militare della Russia a febbraio scorso. Il satellite Pion è salito in orbita utilizzando un razzo vettore Sojuz-2-1b. Sojuz-2-1b è l'ultima e più potente versione del razzo Sojuz che ha servito la Russia, e l'ex Unione Sovietica, dagli anni '60. Lo stesso Sojuz è un derivato del missile R-7 di Sergei Korolev, che è stato il primo missile balistico intercontinentale (ICBM) a volare, nel 1957. L'R-7 è servito come base per diverse famiglie di razzi strettamente correlate, tra cui Vostok, Voskhod, Molniya e Sojuz – quest'ultimo è l'unico rimasto in servizio.
Nella foto, il lancio del razzo Sojuz 2.1a con a bordo il satellite Pion-KNS dal Cosmodromo di Plesetsk. Crediti: Roscosmos
Attualmente sono in uso tre versioni di razzi vettori Sojuz, Sojuz-2-1a, 2-1b e 2-1v. Sojuz-2-1a è stato sviluppato come modernizzazione diretta della precedente generazione Sojuz-U, mentre Sojuz-2-1b introduce ulteriori aggiornamenti per trasportare carichi utili più pesanti. Il design della Sojuz-2-1v presenta uno stadio centrale Blok-A ridisegnato e riprogettato senza i quattro booster laterali distintivi che costituiscono il primo stadio degli altri razzi Sojuz ed è progettato per trasportare carichi utili più piccoli a un costo inferiore. Sojuz-2-1a è stata la prima delle tre configurazioni Sojuz-2 a volare, effettuando un volo di prova suborbitale nel novembre 2004 e un lancio orbitale iniziale nell'ottobre 2006. Il primo lancio del Sojuz-2-1b è stato effettuato nel dicembre 2006 con il Il telescopio spaziale francese CoRoT come carico utile. Queste versioni hanno lentamente sostituito il precedente Sojuz-U sui lanci militari, commerciali e di rifornimento della ISS, così come il Sojuz-2-1a che ha sostituito il provvisorio Sojuz-FG per i lanci con equipaggio. L'ultimo Sojuz-U è stato lanciato nel febbraio 2017 e il Sojuz-FG l'ha seguito fino al ritiro a settembre 2019. Il più piccolo Sojuz-2-1v è stato introdotto nel 2013 ed è destinato a sostituire i razzi più piccoli della flotta russa, come Rokot, Kosmos-3M e Tsyklon.
Sojuz può essere lanciato da quattro diversi siti di lancio: il Cosmodromo di Baikonur in Kazakistan, i Cosmodromi di Plesetsk e Vostochny in Russia e il Centro spaziale della Guiana a Kourou, nella Guyana francese. Il lancio di venerdì è avvenuto da Plesetsk, che è il principale sito di lancio russo per i satelliti militari.
Mentre Plesetsk aveva originariamente quattro rampe di lancio R-7, solo due sono ancora in uso con Sojuz-2. Questi sono i pad 3 e 4 al sito 43. Prima del lancio, Sojuz è stato assemblato orizzontalmente nell'hangar di integrazione, o MIK, prima di essere trasportato alla piattaforma di lancio su rotaia. Il razzo è stato quindi sollevato verticalmente e racchiuso nelle strutture a portale simili a petali del pad. Questi consentono l'accesso al veicolo e al suo carico utile mentre il veicolo era sulla rampa di lancio. Il razzo Sojuz-2-1b a tre stadi ha bruciato il propellente RG-1 – la designazione russa per il cherosene per razzi – ossidato dall'ossigeno liquido. Il primo stadio consisteva in quattro booster - Blok-B, V, G e D - raggruppati attorno al secondo stadio, Blok-A. Ciascuno dei quattro booster era alimentato da un singolo motore RD-107A. Blok-A aveva un motore RD-108A, una modifica dell'RD-107A che incorporava ugelli orientabili per aiutare a guidare il razzo. Il primo e secondo stadio hanno funzionato insieme durante le prime fasi dell'ascesa. I cinque motori si sono accesi circa sedici secondi prima del decollo, accumulando spinta mentre l'orologio ticchettava verso lo zero. Con i motori a piena spinta e il conto alla rovescia a zero, i bracci oscillanti della rampa di lancio si sono aperti ed il Sojuz ha iniziato a salire. La separazione del primo stadio è avvenuta a circa 118 secondi dall'inizio del volo, con i quattro booster che hanno scaricato l'ossigeno residuo attraverso le valvole nel naso per allontanarli dal secondo stadio ancora in funzione. La "Croce di Korolev" (dal nome del progettista capo del razzo) è stata formata nel cielo dai quattro booster che cadevano dal razzo.
Nell'immagine, presa da un video del lancio, il razzo Sojuz 2-1a con Pion-NKS al decollo. Crediti: Roscosmos
Dopo il rilascio, il secondo stadio ha continuato a funzionare per altri 170 secondi. Verso la fine di questa accensione, l'ogiva protettiva del carico utile del razzo si è separata. Il terzo stadio utilizzava una separazione "fire-in-the-hole", accendendo il suo motore RD-0124 mentre il secondo stadio stava ancora bruciando. L'interstadio tra i due stadi è stato progettato per consentire la fuoriuscita dei gas di scarico tra l'accensione e la separazione degli stadi. Poco dopo la separaione, la gonna di poppa del terzo stadio è stata gettata via, dividendosi in tre pezzi e ricadendo. Il terzo stadio ha inserito il satellite Pion-NKS in un'orbita bassa terrestre di 500 km di altezza ed inclinazione 67°. La separazione del veicolo spaziale è avvenuta pochi istanti dopo l'arresto del terzo stadio. Il lancio di venerdì è stato il nono della Russia del 2021, che hanno visto tutti l'utilizzo di razzi Sojuz. È stato il primo lancio militare della Russia da febbraio, quando un altro satellite Liana – un Lotos-S1 – è stato inviato in orbita da un altro Sojuz-2-1b. Il direttore generale di Roscosmos, Dmitry Rogozin, ha recentemente ammesso che le sanzioni occidentali contro la Russia hanno avuto un impatto sulle attività spaziali del paese, in particolare per la mancanza di disponibilità di componenti elettrici per i satelliti. Ciò ha contribuito al basso numero di lanci della Russia, con quattro dei nove lanci fino ad oggi quest'anno che hanno trasportato esclusivamente carichi utili commerciali.
Come in tutti i lanci di Plesetsk, i resti spenti del primo, secondo e terzo stadio sono ricaduti, come previsto nelle zone più a nord della Federazione Russa, per la precisione nella Regione Autonoma di Yamalo-Nenetsky, da 350 a 650 km dal punto di lancio. Al momento non sono riportati danni a cose o persone, grazie anche al fatto che si tratta di zone boschive molto impervie e con pochissima popolazione.
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